Sieci Komputerowe Wykład 1: TCP/IP i adresowanie w sieci Internet

Sieci Komputerowe
Wykład 1:
TCP/IP i adresowanie w sieci Internet
prof. nzw dr hab. inż. Adam Kisiel
[email protected]
Pokój 114 lub 117d
A. Kisiel, TCP/IP i adresowanie w sieci Internet
1
Kilka ważnych dat











1966:
1969:
1971:
1972:
1974:
1976:
1978:
1983:
1985:
1991:
1999:
Projekt ARPANET finansowany przez DOD
Pierwsza wersja UNIXa
Powstaje FTP
Powstaje e-mail (poczta elektroniczna)
Projekt TCP
Sieć ALOHA
Specyfikacja IP
Ustanowienie DNS
Ethernet zatwierdzony jako IEEE 802.3
Powstaje WWW oraz Linux
Opracowanie standardu IEEE 802.11b
A. Kisiel, TCP/IP i adresowanie w sieci Internet
2
Model sieci ISO/OSI
w. aplikacji
Telnet
SMTP
FTP
DNS
NFS
w. prezentacji
w. sesji
XDR
TCP
RPC
w. transportowa
w. sieciowa
w. łącza
UDP
IP
Ethernet (IEEE 802.3) / WiFI (IEEE 802.11) / X.25 / SLIP / PPP
w. fizyczna
■
Warstwy modelu ISO/OSI:

aplikacji: kontaktuje się z aplikacjami (mechanizm gniazd:
„sockets”)

prezentacji: konwersja danych do postaci kanonicznej

sesji: nadzorowanie połączenia i przekierowywanie danych do
właściwej aplikacji

transportowa: segmentacja w pakiety, nadzorowanie transmisji

sieciowa: kapsułkowanie danych, wybór trasy przesyłu

łącza danych: nadzór nad jakością przesyłu danych

fizyczna: obsługa wysyłania i odbierania sygnałów
A. Kisiel, TCP/IP i adresowanie w sieci Internet
3
Kapsułkowanie w TCP/IP
Aplikacji
Transportowa
TCP
Internet
Interfejs sieciowy
IP
MAC
Łącze sprzętowe
header
■
data
trailer
Standard TCP/IP zawiera trzy poziomy
adresowania oraz kapsułkowania (enkapsulacji)

TCP – odpowiada za adresowanie na
pojedynczym komputerze (host) – numer portu

IP – odpowiada za adresowanie konkretnego
komputera w sieci globalnej

MAC – adresowanie urządzenia w sieci lokalnej
A. Kisiel, TCP/IP i adresowanie w sieci Internet
4
Zakresy adresowe
router / gateway
router
hub / switch
adres IP
port
adres MAC
■
Komutacja łączy, komunikatów i pakietów
A. Kisiel, TCP/IP i adresowanie w sieci Internet
5
Wymogi co do sieci Ethernet
Standardy sieci Ethernet: 10Base-T, 100Base-T oraz 1000Base-T.

Większość nowoczesnych urządzeń (płyt głównych) ma już
1000Base-T, 10Base-T przestarzałe.

Aby sieć działała z maksymalną prędkością, wszystkie urządzenia
muszą spełniać wymagania danego standardu
■ Hub to urządzenie, które nie tworzy oddzielnych „sieci” - wszystkie
urządzenia są w tej samej „domenie kolizji”. Ograniczenia co do
wielkości sieci stosują się do takiej domeny. Np. dla 10Base-T
pomiędzy dwoma komputerami nie może być więcej niż 4 huby, dla
wyższych prędkości jeszcze mniej. Huby to urządzenia przestarzałe,
występują coraz rzadziej, huby sieci 1000Base-T w ogóle nie są
produkowane.
■ W switchu (i urządzeniach wyższych, t.j. routerach i gatewayach) każdy
port to oddzielna domena kolizji (oddzielna „sieć”).
■ Każdy komputer w oddzielnej domenie umożliwia tryb „full-duplex”:
zaniedbuje kolizje, maksymalizuje prędkość.
■
A. Kisiel, TCP/IP i adresowanie w sieci Internet
6
Adresy MAC
■
Adres MAC to adres funkcjonujący w w. łącza
danych w standardzie Ethernet.

Jest unikalny w skali światowej (każde urządzenie
Ethernet ma przypisany przez producenta adres)

Jest 48 bitowy (6 bajtów), zapisywany
heksadecymalnie jako aa:bb:cc:dd:ee:ff

Przy jego pomocy urządzenia w jednej lokalnej
sieci rozpoznają, czy dany pakiet jest do nich
zaadresowany

Każdy pakiet Ehternet jest wysyłany na konkretny
adres MAC, adres IP jest interpretowany dopiero
w wyższej warstwie
A. Kisiel, TCP/IP i adresowanie w sieci Internet
7
Adresy IP
■
Adres IP (IPv4) jest adresem logicznym i
funkcjonuje w w. sieciowej (Internetu).

Jest unikalny w skali globalnej, poza pewnymi
specjalnymi przypadkami

Nie musi być jednoznacznie przypisany jednemu
urządzeniu (interfejsowi sieciowemu): jeden
interfejs może mieć wiele adresów IP, jeden
adres IP może przypisany wielu urządzeniom

Jest 32-bitowy (4 bajty) i zwykle jest
zapisywany dziesiętnie: 194.29.174.2

Jest widoczny „dla użytkownika” w
przeciwieństwie do adresu MAC
A. Kisiel, TCP/IP i adresowanie w sieci Internet
8
Klasy adresów IP i maska sieci
Adresy IP dzielą się na klasy:

Klasa A od 0.0.0.0 do 127.255.255.255

Klasa B od 128.0.0.0 do 191.255.255.255

Klasa C od 192.0.0.0 do 223.255.255.255

Klasa D od 224.0.0.0 do 239.255.255.255

Klasa E od 240.0.0.0 do 255.255.255.255
■ Każda sieć ma swój adres, który składa się z
różnej ilości bitów początkowych (np. IF PW ma
23-bitowy adres sieci). Ilość ta jest definiowana
przez tzw. maskę sieci („netmask”).
■ Pozostałe bity mogą być przydzielane urządzeniom
wewnątrz sieci jako ich numery.
■ Adresy sieci są przydzielane globalnie.
■
A. Kisiel, TCP/IP i adresowanie w sieci Internet
9
Adresy zastrzeżone
Adres IP nie może kończyć się 0 ani 255 (to adres
rozgłaszania „broadcast”, czyli wysyłania pakietów do
wszystkich hostów w sieci)
■ Istnieją specjalne adresy sieci „prywatnych” - nigdy
nie są one „routowane”, czyli mogą się powtarzać w
wielu sieciach (nie są unikalne globalnie). Poprzez
NAT mogą sie komunikować z Internetem. Są to:

Sieć klasy A: 10.0.0.0 – 10.255.255.255

16 sieci klasy B: 172.16.0.0 – 172.31.255.255

256 sieci klasy C: 192.168.0.0 – 192.168.255.255
■ Adres 127.0.0.1 to pseudointerfejs „loopback” (nie
powiązany z żadnym fizycznym urządzeniem) – to
adres pod którym komputer widzi sam siebie
■
A. Kisiel, TCP/IP i adresowanie w sieci Internet
10
Polecenie ifconfig i arp
Polecenie ifconfig podaje podstawowe informacje
na temat połączenia sieciowego, w tym adres MAC
(HWaddr) oraz adres IP

Każdy komputer może mieć wiele interfejsów
sieciowych, każdy z nich ma swój unikalny
adres MAC

Każdy interfejs może mieć przypisany jeden lub
więcej adresów IP
■ Protokół ARP (Address Resolution Protocol)
konwertuje logiczne adresy w. sieciowej na
fizyczne adresy w. łącza danych
■ Polecenie arp pozwala na sprawdzenie aktualnie
zapamiętanych (cache) przypisań ARP
11
■
A. Kisiel, TCP/IP i adresowanie w sieci Internet