Wymiana informacji w sieciach komputerowych Opracowanie: Maria Wąsik

Wprowadzenie Urządzenia w sieciach komputerowych korzystają z różnych platform sprzętowych i programowych. Aby umożliwić ich współpracę, niezbędne stało się opracowanie zasad opisujących sposoby komunikowania się w sieci. Standardy komunikacyjne są opracowywane przez organizacje międzynarodowe: Międzynarodowa Organizacja Normalizacji (ISO - International Organization for Standardization) Instytut Inżynierów Elektryków i Elektroników (IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers)

Warstwowy model sieci OSI OSI (Open System Interconnection) został opracowany przez Międzynarodową Organizację Normalizacji ISO w 1978 i od tego czasu jest wykorzystywany w sieciach komputerowych. W modelu tym wyróżnia się siedem warstw, spełniających ściśle określone funkcje. Warstwowy model sieci OSI swoją strukturą przypomina stos, w którym warstwy wyższe zależą od niższych. Każda warstwa korzysta z usług świadczonych przez warstwę bezpośrednio niższą, sama dostarcza usług dla warstwy bezpośrednio wyższej. Na szczycie stosu znajdują się usługi świadczone użytkownikom przez aplikacje sieciowe, na samym dole sprzęt realizujący transmisję sygnałów, poprzez które przekazywana jest informacja.

Warstwowy model sieci OSI Każda warstwa w modelu ISO - OSI używa specyficznego protokołu. Poszczególne warstwy nie ingerują w treści przekazywane z warstw wyższych. Informacja przesyłana między komputerami w sieci dzielona jest na pakiety. Pakiet zawiera: Dane Nagłówek Numer pakietu Adres nadawcy Adres odbiorcy

Warstwa aplikacji (7) Zadaniem warstwy aplikacji jest zapewnienie programom użytkowym usług komunikacyjnych. Warstwa ta inicjuje sesję. Sesja rozpoczyna się, gdy użytkownik uruchamia aplikację zapewniającą dostęp do usług sieciowych np. klienta FTP, klienta poczty przeglądarkę internetową Warstwa aplikacji określa formaty wymienianych danych i opisuje reakcje systemu na podstawowe operacje komunikacyjne

Warstwa prezentacji (6) Obsługuje formaty danych: przekształca dane nadawcy na postać standardowo reprezentowaną w sieci przekształca dane reprezentowane w sieci na reprezentację wykorzystywaną na komputerze odbiorcy Zapewnia kodowanie i dekodowanie zestawów znaków oraz wybór algorytmów, które do tego będą użyte. Zapewnia kompresję przesyłanych danych, pozwalającą na zwiększenie szybkości transmisji informacji. Udostępnia mechanizmy szyfrowania i deszyfrowania danych w celu ich utajniania. Niweluje różnice w formatach zmiennoprzecinkowych, zależnych od architektury procesorów i pamięci

Warstwa sesji (5) Określa parametry połączenia między użytkownikami sieci Pozwala nawiązać, zrealizować i zakończyć połączenie, odpowiada również za wznowienie połączenia po jego zerwaniu. Synchronizuje dane pochodzące z różnych aplikacji.

Warstwy: aplikacji, prezentacji i sesji określane są często wspólną nazwą: WARSTWY APLIKACJI Niezależnie od sprzętu i oprogramowania, warstwy niższe muszą otrzymać dane w tym samym formacie Ich zadaniem jest współpraca z oprogramowaniem realizującym zadania zlecane przez użytkownika systemu komputerowego

Warstwa Transportu (4) Zadaniem warstwy transportu jest: zagwarantowanie bezbłędnej transmisji danych wykrywanie błędów transmisji ewentualna retransmisja Warstwa transportu: dzieli dane na segmenty nadaje każdemu segmentowi numer porządkowy kontroluje kolejność przesyłania segmentów na komputerze odbiorcy gromadzi i układa segmenty w odpowiedniej kolejności.

Warstwa Sieciowa (3) Zadaniem warstwy sieciowej jest ustalenie najlepszej drogi przesyłania pakietów: warstwa sieciowa jako jedyna dysponuje wiedzą dotyczącą fizycznej topologii sieci. Rozpoznaje, jakie drogi łączą poszczególne komputery (trasowanie) i decyduje, ile informacji należy przesłać jednym z połączeń, a ile innym. Jeżeli danych do przesłania jest zbyt wiele, to warstwa sieciowa po prostu je ignoruje. Warstwa sieciowa tworzy pakiety danych: do segmentu danych dodaje adres IP dostawcy i adres IP odbiorcy

Warstwa Łącza danych (2) Warstwa łącza danych odpowiada za odbiór i konwersję strumienia bitów pochodzących z urządzeń transmisyjnych w taki sposób, aby nie zawierały one błędów. Pakiety danych dzielone są grupy bitów zwane ramkami, odpowiadające topologii sieci Ramka tworzona jest przez: dołączenie do jej początku i końca grupy specjalnych bitów obliczenie sumy kontrolnej (liczba uzyskana przez zsumowanie przesyłanych danych) Dodanie adresu MAC karty sieciowej Warstwa łącza danych rozpoznaje błędy związane z niedotarciem pakietu oraz uszkodzeniem ramek i zajmuje się ich naprawą.

Warstwa Fizyczna (1) Warstwa fizyczna odpowiada za transmisję sygnałów w sieci. Realizuje ona konwersję bitów informacji na sygnały, które będą przesyłane przez określone medium transmisyjne (kable, światłowody, sieci bezprzewodowe) Protokoły tej warstwy określają, jakie parametry powinny spełniać urządzenia tworzące sieć

Warstwa fizyczna Warstwa ł ą cza danych Warstwa sieciowa Warstwa sesji Warstwa aplikacji Warstwa transportu Warstwa prezentacji Warstwa fizyczna Warstwa ł ą cza danych Warstwa sieciowa Warstwa sesji Warstwa aplikacji Warstwa transportu Warstwa prezentacji Komputer A Komputer B Nagłówek ramki Nagłówek sieciowy Nagłówek segmentu Dane Nagłówek sieciowy Nagłówek segmentu Dane Nagłówek segmentu Dane Segment: dane + nagłówek segmentu (nr segmentu) Pakiet: segment + nagłówek sieciowy (IP dostawcy, IP odbiorcy) Ramka: pakiet + nagłówek ramki (adres MAC karty sieciowej, suma kontrolna)

Protokoły sieciowe Aby dowolne dwa komputery połączone w sieci mogły się ze sobą komunikować, niezbędne jest określenie zasad przebiegu komunikacji i przesyłania danych. Zbiór takich zasad nazywany jest protokołem komunikacyjnym. Protokół komunikacyjny, wspólny dla współdziałających rozmówców, musi być określony w sposób jednoznaczny, wykluczający możliwość jakichkolwiek niejasności i nieporozumień. Takie określenie nazywamy specyfikacją protokołu. Wśród ogromnej liczby protokołów wykorzystywanych do komunikacji w sieciach, na szczególną uwagę zasługują protokoły z rodziny TCP/IP. Jest to rodzina protokołów, na których opiera się wiele sieci lokalnych oraz Internet.

Protokoły rodziny TCP/IP IP (Internet Protocol) – odpowiada za adresowanie urządzeń. ARP (Address Resolution Protocol) – odpowiada za odwzorowanie adresów IP na adresy sprzętowe (adresy MAC kart sieciowych). ICMP (Internet Control Message Protocol) – odpowiada za jakość połączeń, pozwala na autodetekcję i autokorekcję błędów konfiguracyjnych, używany do diagnostyki połączeń w sieciach. UDP (User Datagram Protocol) – odpowiada za przesyłąnie danych, jednak nie zapewnia mechanizmów kontroli przepływu danych. TCP (Transmission Control Protocol) - protokół udostępniający usługę przesyłania danych niezawodnymi strumieniami.

Protokoły usług sieciowych FTP (File Transport Protocol HTTP (Hyper Text Transfer Protocol) SMTP (Simple Mail Transfer Protocol POP3 (Post Office Protocol v.3) IMAP (Internet Message AccessProtocol) SSH (Secure Shell) SSL (Secure Socket Layer)

Dziękuję za uwagę