PROTOKOŁY SIECIOWE
Transkrypt
PROTOKOŁY SIECIOWE
PROTOKOŁY SIECIOWE czyli reguły umożliwiające komunikację w sieci komputerowej Model odniesienia ISO/OSI Wzorzec obrazujący przesyłanie informacji w sieci, w jaki sposób dane pokonują drogę z jednego urządzenia do innego, niezależnie od wykorzystanego medium transmisyjnego. Model składa się z siedmiu warstw: - aplikacji; - prezentacji; - sesji; - transportowej; - sieci; - łącza danych; - fizycznej. Model TCP/IP Założenia modelu TCP/IP są pod względem organizacji warstw zbliżone do modelu OSI. Jednak liczba warstw jest mniejsza i bardziej odzwierciedla prawdziwą strukturę Internetu. Model TCP/IP składa się z czterech warstw: - aplikacji; - transportowej; - internetowa; - dostępu do sieci. Porównanie Warstwa aplikacji Zapewnia aplikacjom metody dostępu do środowiska OSI. Warstwa ta świadczy usługi końcowe dla aplikacji, min.: udostępnianie zasobów (plików, drukarek). Na tym poziomie rezydują procesy sieciowe dostępne bezpośrednio dla użytkownika. Warstwa prezentacji Zapewnia tłumaczenie danych, definiowanie ich formatu oraz odpowiednią składnię. Umożliwia przekształcenie danych na postać standardową, niezależną od aplikacji. Rozwiązuje takie problemy jak niezgodność reprezentacji liczb, znaków końca wiersza, liter narodowych itp. Odpowiada także za kompresję i szyfrowanie. Warstwa sesji Zapewnia aplikacjom na odległych komputerach realizację wymiany danych pomiędzy nimi. Kontroluje nawiązywanie i zrywanie połączenia przez aplikację. Jest odpowiedzialna za poprawną realizację zapytania o daną usługę. W modelu TCP/IP trzem warstwom górnym odpowiada jedna warstwa – warstwa aplikacji. Warstwa aplikacji umożliwia aplikacjom korzystanie z usług innych warstw i określa protokoły używane przez aplikację do wymiany danych. Najbardziej znanymi protokołami warstwy aplikacji są te, których używa się do wymiany informacji użytkownika: • Hypertext Transfer Protocol (HTTP) jest używany do przesyłania plików stron internetowych światowej sieci Web. • File Transfer Protocol (FTP) jest używany do interakcyjnego przesyłania plików. • Simple Mail Transfer Protocol (SMTP) jest używany do przesyłania poczty i załączników. • Post Office Protocol 3 (POP3) jest przeznaczony do pracy "offline". Po połączeniu z serwerem cała nieprzeczytana korespondencja wraz z załącznikami transmitowana jest ze skrzynki pocztowej na serwerze do foldera na komputerze lokalnym. • Internet Message Access Protocol (IMAP) poczta przechowywana jest na serwerze w skrzynce pocztowej. Po połączeniu z serwerem na komputer lokalny transmitowane są jedynie same nagłówki wiadomości. • Telnet, protokół emulacji terminala jest używany do logowania się zdalnie do hostów. Dodatkowo, używanie i zarządzanie sieciami TCP/IP ułatwiają następujące protokoły: • Domain Name System (DNS) jest używany do przekształcenia nazwy hosta na adres IP. • Routing Information Protocol (RIP) jest protokołem używanym przez routery do wymiany informacji. • Simple Network Management Protocol (SNMP) jest używany pomiędzy konsolą sieciową a urządzeniami (routery, mosty, koncentratory) do zbierania i wymiany informacji sterujących. Warstwa transportowa Zapewnia przezroczysty transfer danych typu point-to-point. Dba o kolejność pakietów otrzymywanych przez odbiorcę. Sprawdza poprawność przesyłanych pakietów i w przypadku ich uszkodzenia lub zaginięcia, zapewnia ich retransmisję. Protokołami warstwy transportowej są Transmission Control Protocol (TCP) i User Datagram Protocol (UDP). TCP odpowiada za ustanowienie połączenia, kolejkowanie, potwierdzanie wysyłanych pakietów i za odzyskiwanie pakietów utraconych. UDP używany jest, gdy przesyłana jest mała ilość danych (czyli taka, która zmieści się w jednym pakiecie) lub gdy koszt tworzenie połączenia TCP jest zbyt wysoki. Warstwa transportowa modelu TCP/IP wykonuje zadania warstwy transportowej modelu OSI oraz część zadań warstwy sesji modelu OSI. Warstwa sieci Zapewnia metody ustanawiania, utrzymywania i rozłączania połączenia sieciowego. Obsługuje błędy komunikacji. Ponadto jest odpowiedzialna za trasowanie pakietów w sieci, czyli wyznaczenie optymalnej trasy dla połączenia. W niektórych warunkach dopuszczalne jest gubienie pakietów przez tę warstwę. W skład jej obiektów wchodzą min.: rutery. Odpowiednikiem tej warstwy w modelu TCP/IP jest warstwa internetowa, odpowiedzialna za adresowanie, pakowanie i funkcje routowania. Podstawowe protokoły warstwy internetowej to IP, ARP, ICMP oraz IGMP. Internet Protocol (IP) to routowany protokół odpowiedzialny za adresowanie IP, routing oraz dzielenie i łączenie pakietów. Address Resolution Protocol (ARP) jest odpowiedzialny za przekształcanie adresów warstwy internetowej na adresy warstwy interfejsu sieciowego, takie jak adres sprzętowy. Internet Control Message Protocol (ICMP) jest odpowiedzialny za funkcje diagnostyczne i zgłaszanie błędów niedostarczenia pakietów IP. Internet Group Management Protocol (IGMP) jest odpowiedzialny za zarządzanie transmisjami grupowymi. Protokoły routowane, a protokoły routingu Protokoły wykorzystywane w warstwie sieci w celu transmisji danych pomiędzy hostami za pośrednictwem routera nazywane są protokołami routowanymi. Protokoły routowane zapewniają transport danych przez sieć. Protokoły routingu umożliwiają routerowi dokonanie wyboru najlepszej ścieżki prowadzącej ze źródła do celu. Routing statyczny: Routery przesyłają pakiety między sieciami na podstawie tablicy trasowania (ARP) zawierającej: • adres sieci docelowej i maskę podsieci; • bramę (gateway). R1# ip route 30.0.0.0 255.0.0.0 20.0.0.2 Protokoły routingu to: Protokół RIP jest protokołem routingu z wykorzystaniem wektora odległości, w którym stosuje się liczbę przeskoków jako metrykę służącą do określenia kierunku i odległości do dowolnego łącza w intersieci. Jeżeli do punktu docelowego prowadzi więcej niż jedna ścieżka, protokół RIP wybierze tę, która zawiera najmniejszą liczbę przeskoków. Jednak z powodu wykorzystania w protokole RIP liczby przeskoków jako jedynej metryki nie zawsze wybrana zostanie najszybsza ścieżka. Co więcej, protokół RIP nie może dokonywać routingu pakietów na odległości większe niż 15 przeskoków. Protokół RIPv1 wymaga, żeby wszystkie urządzenia w sieci używały tej samej maski podsieci. Protokół RIPv2 dokonuje routingu z uwzględnieniem prefiksu i wysyła w ramach aktualizacji tras informacje dotyczące masek podsieci - routing bezklasowego. W routingu bezklasowym różne podsieci w tej samej sieci mogą mieć różne maski podsieci. Wykorzystanie różnych masek podsieci w ramach tej samej sieci określane jest mianem maskowania VLSM (ang. variable-length subnet masking). Protokół IGRP jest zaprojektowanym przez firmę Cisco protokołem routingu opartym na wektorze odległości. Protokół IGRP został utworzony specjalnie w celu rozwiązania problemów związanych z routingiem w dużych sieciach, gdzie zasięg takich protokółów jak RIP okazał się już niewystarczający. Protokół IGRP wybiera najszybszą dostępną ścieżkę, opierając się na szerokości pasma, obciążeniu, opóźnieniu i niezawodności. Cechuje go także znacznie większa maksymalna liczba przeskoków w porównaniu z protokołem RIP. Protokół IGRP korzysta jedyne z routingu klasowego. Protokół OSPF jest protokołem routingu z wykorzystaniem stanu łącza. Podobnie jak IGRP, protokół EIGRP jest własnością firmy Cisco. Protokół wyszukiwania najkrótszej ścieżki. Jest rozwiązaniem bezklasowym. Warstwa łącza danych Zapewnia niezawodność łącza danych. Definiuje mechanizmy kontroli błędów w przesyłanych ramkach lub pakietach - CRC (Cyclic Redundancy Check). Jest ona ściśle powiązana z warstwą fizyczną, która narzuca topologię. Warstwa ta często zajmuje się również kompresją danych. W skład jej obiektów wchodzą sterowniki urządzeń sieciowych, np.: sterowniki kart sieciowych oraz mosty i przełączniki. Warstwa fizyczna Zapewnia transmisję danych pomiędzy węzłami sieci. Definiuje interfejsy sieciowe i medium transmisji. Określa m.in. sposób połączenia mechanicznego, elektrycznego, standard fizycznej transmisji danych. W skład jej obiektów wchodzą min.: przewody, karty sieciowe, modemy, wzmacniacze, koncentratory. Warstwa dostępu do sieci Jest odpowiedzialna za umieszczanie pakietów TCP/IP w nośniku sieciowym i odbieranie pakietów TCP/IP z tego nośnika. TCP/IP został zaprojektowany tak, aby być niezależnym od metody dostępu do sieci, formatu ramki i nośnika. Dzięki temu TCP/IP może być używany do łączenia różnych rodzajów sieci, takich jak Ethernet i Token Ring. Warstwa interfejsu sieciowego otacza warstwy połączenia i fizyczną modelu OSI.