Department of Defense (DOD) projekt Network of networks (the Internet) Sieć TCP/IP Department of Defense (DOD) projekt Network of networks (the Internet)

TCP/IP TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) jest nazwą odnoszącą się do całej rodziny protokołów i usług sieciowych, najważniejszymi w tej rodzinie są właśnie protokoły TCP oraz IP Oferował na początku kilka podstawowych usług (transfer plików, pocztę elektroniczną, zdalne logowanie) i uzyskał wielką popularność.

Model warstwowy

TCP/IP na tle ISO/OSI

Funkcje warstw Programów użytkowych – klient pocztowy, przeglądarka WWW ... Korzystają z usług protokołów warstwy transportowej. Transportowa – organizuje przepływ danych miedzy dwoma (zdalnymi) programami w trybie połączeniowym lub bezpołączeniowym (datagramowym) Intersieciowa – kapsułkuje dane w datagramy IP i decyduje o tym czy wysłać go bezpośrednio czy do routera

Funkcje warstw c.d. Interfejsu sieciowego – odbiera datagramy i wysyła przez sieć fizyczną

Adresowanie Węzły (komputery i inne urządzenia) mają przyporządkowane unikalne 32-bitowe adresy (IPv4) Adresy te tradycyjnie zapisywane są jako cztery liczby dziesiętne oddzielone kropkami: Niedozwolone są wartości pierwszego oktetu wynoszące 0, 127 oraz 255.

Stosowane formaty zapisu adresu IP   Binarny 11000011 10100010 11100110 00000001 Szesnastkowy C3 A2 CB 01 Dziesiętny 195. 162. 230. 1

Klasy adresów IP

Klasy adresów IP Klasa Najniższy adres Najwyższy adres A 0.1.0.0 126.0.0.0 B 128.0.0.0 191.255.0.0 C 192.0.1.0 223.255.255.0 D 224.0.0.0 239.255.255.255 E 240.0.0.0 247.255.255.255

Sieci klasy A Tożsamość sieci określona przez 1 oktet (sieci/8) 126 niepowtarzalnych sieci 1..126 24 pozostałe bity identyfikują hosta Przestrzeń adresowa klasy A to 50% IPv4 Intranet bez bezpośredniego routowania do internetu może korzystać z dowolnego zakresu adresów (zwykle 10.0.0.0)

Sieci klasy B Tożsamość sieci określona jest przez 2 początkowe oktety (16 bitów) -sieci/16 Liczba sieci klasy B wynosi ponad 16 tys. (25% przestrzeni adresowej IPv4)

Sieci klasy C Tożsamość sieci określona jest przez 3 początkowe oktety (24 bitów) -sieci/24 Liczba sieci klasy C wynosi ponad 2 miliony. (12.5% przestrzeni adresowej IPv4). Sieć klasy C może mieć 254 hosty

Klasy Di E Klasy adresów używane do trybu rozgłoszeniowego oraz do celów doświadczalnych

Maska podsieci Podobnie jak adres jest 32-bitową liczbą binarną np.: 11111111111111110000000000000000 (sekwencja jedynek poprzedzająca sekwencję zer) zapisywana jako 255.255.0.0 lub /16 (liczba po ukośniku mówi o liczbie jedynek) Maska podsieci informuje jaka część adresu IP reprezentuje sieć

Maska podsieci c.d. Formalnie początkowe bity adresu jednoznacznie wyznaczają granice między adresem sieci a adresem hosta ale posługiwanie się maską jest wygodniejsze Dla celów lepszego zarządzania wprowadzić można 3 poziom hierarchii do struktury adresowania IP dzieląc pole przeznaczone na adres hosta na adres podsieci i adres hosta w tej podsieci

Podział sieci klasy B na szereg podsieci (Politechnika)

Zasada tworzenia adresów podsieci

Adresy IP Ile jest sieci w klasie C? Ile komputerów ma sieć klasy B Do jakiej klasy należy komputer o adresie 156.17.45.3? Czy komputery o adresach 131.11.147.64 i 131.11.148.96 o masce 255.255.248.0 są w tej samej podsieci?

Przydzielanie adresów Internet Network Information Center (INTERNIC) Organizacja ta przydziela adresy sieci, adresy komputerom w obrębie danej sieci przydzielają administratorzy Sieć prywatna intranet - extranet

Alokacja adresów prywatnych intranetów 10.0.0.0/8 (10.0.0.1 do 10.255.255.254) 172.16.0.0/12 (172.16.0.1 do 172.32.255.254) 192.168.0.0/16 (192.168.0.1 do 192.168.255.254) Adresy z tego zakresu są odrzucane przez routery internetowe

Wyczerpywanie się zasobów IPv4 232 ≈ 4,3×109 węzłów 8,42 adresów/km² Apele o zwrot przydzielonych zasobów Adresowanie IPv6 adres 128-bitowy!!! -- 2128 ≈ 3,4×1038 6,7×1017 adresów/mm² Adres reprezentowany jest w postaci heksalnej, z dwukropkiem co 16 bitów np. 2001:0db8:0000:0000:0000:0000:1428:57ab 2001:db8::1428:57ab (dozwolone jest opuszczanie zer)

IPv6 Gdy jest to wymagane, do adresu może być dołączona maska sieci w notacji CIDR, np. 2002:0db8:1234::/48. Adres IPv6 wraz z portem docelowym (np. w adresie URL), adres IPv6 otaczany jest nawiasami kwadratowymi, np.:http://[2001:0db8:85a3:08d3:1319:8a2e:0370:7344]:443/

Domain Name System - DNS Domeny krajowe(regionalne) (.uk, .de, .jp, .us, etc.) Domeny „branżowe”(funkcjonalne) (.aero, .biz, .com, .coop, .edu, .gov, .info, .int, .mil, .museum, .name, .net, .org, and .pro) .arpa -Address and Routing Parameter Area zarządzanie infrastrukturą Internetu

Przydzielanie (rejestracja) domen Naukowa i Akademicka Sieć Komputerowa Przykłady funkconalnej i regionalnej (sub)domeny: edu.pl, wroclaw.pl http://www.dns.pl/

Domeny funkcjonalne zarządzane przez NASK aid.pl agro.pl atm.pl auto.pl biz.pl com.pl edu.pl gmina.pl gsm.pl info.pl mail.pl miasta.pl media.pl mil.pl net.pl nieruchomosci.pl nom.plorg.pl  pc.pl powiat.pl priv.pl realestate.pl rel.pl sex.pl shop.pl sklep.pl sos.pl szkola.pl targi.pl tm.pl tourism.pl travel.pl turystyka.pl 

Serwis domenowy: translacja nazw na adresy IP Nazwy domenowe są wygodniejsze w użytkowaniu Odwzorowywanie nazw na adresy i odwrotnie odbywa się za pomocą hierarchicznego, rozproszonego systemu serwerów –serwery nazw (name servers), które wymieniają wzajemnie dane przechowywane w odpowiednich bazach. Każda domena ma swój serwer nazw, w którym przechowywane są dane o komputerach należących do tej domeny.

Hierarchia nazw Serwery domen wyższego rzędu znają adresy serwerów swoich subdomen. Na szczycie tej struktury są serwery główne(USA), które przechowują adresy serwerów domen głównych zarówno regionalnych jak i funkcjonalnych. Użytkownicy aplikacji (np.) przeglądarki operują głównie opisowymi adresami domenowymi. Po wprowadzeniu nowej domeny następuje jej rozwikłanie (tłumaczenie), które przebiega w sekwencji zapytań do serwerów znajdujących się na kolejnych poziomach hierarchii domen.

Programy do przeglądania danych w bazach DNS nslookup host dig

IP (IETF RFC 791) Bezpołączeniowe dostarczanie pakietów (datagramów) – wyznaczanie „najlepszej trasy” Dokonywanie fragmentacji i ponownego składania datagramów stosownie do wykorzystywanego połączenia, które charakteryzuje parametr maksymalnej wielkości jednostki maximum-transmission unit (MTU).

IP format nagłówka

Legenda IHL IP Header Length w słowach 32-bitowych –4b Type-of-Service przyporządkowuje datagramom poziom ważności (0-7) –8b. Total length (nagłówek i dane w bajtach -16b) Identyfication Fragment offset pozycja fragmentu w stosunku do oryginalnego datagramu Time to Live licznik zliczający w dół wyznaczjący moment usunięcia datagramu

Protokół ICMP Datagram IP wędruje od nadawcy do odbiorcy, jeśli nie może być dostarczony w przewidzianym czasie (uszkodzenie, przeciążenie sieci, wyłączenie odbiorcy ...) wówczas do nadawcy zwrotnie dostarczany jest komunikat ICMP-Internet Control Message Protocol (zawiera echo) Komunikat ICMP jest przenoszony w polu danych pakietu IP

Porty jako abstrakcyjne punkty identyfikujące odbiorcę/nadawcę

Pakiety TCP i UDP zawierają 16-bitowy nr portu    

Well Known Ports 0-1023 Iana Internet Assigned Numbers Authority http://www.iana.org/assignments/port-numbers ... ftp 21/tcp File Transfer [Control] ftp 21/udp File Transfer [Control] # Jon Postel postel@isi.edu ssh 22/tcp SSH Remote Login Protocol ssh 22/udp SSH Remote Login Protocol # Tatu Ylonen ylo@cs.hut.fi telnet 23/tcp Telnet telnet 23/udp Telnet # Jon Postel postel@isi.edu 24/tcp any private mail system 24/udp any private mail system # Rick Adams <rick@UUNET.UU.NET> smtp 25/tcp Simple Mail Transfer smtp 25/udp Simple Mail Transfer

Usługi warstwy transportowej - gniazdka Gniazdko jest końcowym punktem przyłączeniowym umożliwiającym dwukierunkową komunikację. Większość aplikacji sieciowych jest zgodna z modelem klient-serwer. Aplikacja serwerowa otwiera gniazdko i wiąże go z określonym portem TCP a następnie oczekuje na zgłoszenia klientów. Aplikacja klienta znając adres i port serwera nawiązuje połączenie.

Nawiązywanie połączenia

Reguły korzystania z gniazdek Open a socket. Open an input stream and output stream to the socket. Read from and write to the stream according to the server's protocol. Close the streams. Close the socket.