Model sieci OSI, protokoły sieciowe, adresy IP

Anna Butryn. Model sieci OSI, protokoły sieciowe, adresy IP– marzec 2009
Model sieci OSI, protokoły sieciowe, adresy IP
Podstawę działania internetu stanowi zestaw protokołów komunikacyjnych TCP/IP. Wiele
z używanych obecnie protokołów zostało opartych na czterowarstwowym modelu TCP/IP.
Model odniesienia TCP/IP to czterowarstwowy model projektu sieci umożliwiający przesyłanie
danych do dowolnego jej węzła, bez względu na warunki i niezależnie od łączącego medium: łączy
kablowych, światłowodów, mikrofal czy łączy satelitarnych. Składa się z następujących czterech
warstw:
– warstwa aplikacji,
– warstwa transportowa,
– warstwa internetowa,
– warstwa dostępu do sieci.
Drugim modelem opisującym działanie sieci jest model odniesienia OSI (ang. Open System
Interconnection), który powstał w organizacji ISO. Zawiera on zestaw standardów przeznaczonych dla
producentów, tak aby była zachowana zgodność i możliwość współdziałania różnych technologii
sieciowych wytwarzanych przez firmy na całym świecie.
Model OSI stał się głównym modelem komunikacji sieciowej, przy użyciu którego można wyjaśnić,
w jaki sposób dane przechodzą przez różne warstwy do innego urządzenia w sieci, nawet jeśli
nadawca i odbiorca dysponują różnymi typami medium sieciowego. Składa się z siedmiu warstw,
z których każda dotyczy pewnej funkcji sieci:
– warstwa aplikacji,
– warstwa prezentacji,
– warstwa sesji,
– warstwa transportowa,
– warstwa sieciowa,
– warstwa łącza danych,
– warstwa fizyczna.
Protokół jest zbiorem reguł określających sposoby wzajemnej komunikacji komputerów w sieci oraz
formaty przekazywanych danych. W każdej warstwie modelu działania sieci zostały umieszczone
protokoły, które odpowiadają za określony jej obszar działania.
Najczęściej stosowane protokoły warstwy aplikacji to:
– protokół FTP (ang. File Transfer Protocol),
– protokół HTTP (ang. HyperText Transfer Protocol),
– protokół SMTP (ang. Simple Mail Transfer Protocol),
– protokół DNS (ang. Domain Name System),
– protokół TELNET (ang. Terminal emulation).
Najczęściej stosowane protokoły warstwy transportowej to:
– protokół TCP (ang. Transport Control Protocol),
– protokół UDP (ang. User Datagram Protocol).
Głównym protokołem warstwy internetowej jest protokół IP (ang. Internet Protocol).
Zasób uzupełniający do podręcznika Technologia informacyjna w Internecie, WSiP, Warszawa 2009
http://ti-a.wsip.pl
1
Anna Butryn. Model sieci OSI, protokoły sieciowe, adresy IP– marzec 2009
Protokół HTTP odpowiada za przesyłanie dokumentów hipertekstowych w sieci WWW, która jest
najszybciej rozwijającą się i najczęściej używaną częścią internetu.
Protokół FTP umożliwia dwukierunkowe przesyłanie plików binarnych i tekstowych, korzysta przy
tym z protokołu TCP.
Protokół SMTP odpowiada za przesyłanie poczty elektronicznej pomiędzy komputerami pracującymi
w sieci.
Protokół TELNET umożliwia użytkownikowi zdalny dostęp do innego komputera: zalogowanie się
w hoście internetowym i wykonywanie poleceń.
Protokół DNS jest systemem tłumaczenia internetowych nazw domenowych na adresy IP.
Protokół TCP zapewnia bezbłędne przekazywanie danych z jednego komputera dołączonego do sieci
internet do drugiego komputera w tej sieci.
Protokół IP zapewnia usługę dostarczania pakietów danych z jednego punktu sieci do drugiego; nie
analizuje zawartości pakietu, ale wyszukuje ścieżkę prowadzącą do jego miejsca przeznaczenia.
Protokoły i ich miejsce w modelu OSI:
Zasób uzupełniający do podręcznika Technologia informacyjna w Internecie, WSiP, Warszawa 2009
http://ti-a.wsip.pl
2
Anna Butryn. Model sieci OSI, protokoły sieciowe, adresy IP– marzec 2009
Schemat adresowania IP, klasy adresów
Aby informacje wysyłane w sieci trafiały do odpowiedniego komputera, każdy z nich musi mieć
jednoznacznie przyporządkowany adres IP (ang. Internet Protocol address). Adres ten jest 32-bitową
sekwencją zer i jedynek, zapisaną w postaci czterech oktetów. W celu ułatwienia korzystania
z adresów IP, zwykle zapisuje się je w postaci czterech liczb dziesiętnych, oddzielonych kropkami.
Adres dziesiętny:
Adres binarny:
192.168.1.9
11000000.10101000.00000001.00001001
Każdy adres IP składa się z dwóch części – jedna identyfikuje sieć, do której komputer jest
przyłączony, a druga identyfikuje ten komputer w sieci. Adresy IP są podzielone na klasy, które
definiują rozległość sieci:
Adresy klasy A są przypisywane wielkim sieciom.
Adresy klasy B są przeznaczone dla średnich sieci,
Adresy klasy C są przeznaczone dla małych sieci.
KLASA
I
II
III
IV
A
B
C
SIEĆ
SIEC
SIEĆ
KOMPUTER
SIEĆ
SIEĆ
KOMPUTER
KOMPUTER
SIEĆ
KOMPUTER
KOMPUTER
KOMPUTER
Klasę, do której należy adres IP, określają pierwsze bity adresu, zgodnie z poniższym schematem:
Zasób uzupełniający do podręcznika Technologia informacyjna w Internecie, WSiP, Warszawa 2009
http://ti-a.wsip.pl
3
Anna Butryn. Model sieci OSI, protokoły sieciowe, adresy IP– marzec 2009
Klasa A
Klasa B
Klasa C
Zakres adresów
w pierwszym bicie
0-127
128-191
192-223
0 pozostałe bity
1 0 pozostałe bity
1 1 0 pozostałe bity
Niektóre adresy komputerów są zarezerwowane i nie można ich przypisać urządzeniom pracującym
w sieci. Są to:
● Adres sieci – używany do identyfikowania samej sieci.
Informacja jest wysyłana do odpowiedniej sieci, a potem do właściwego komputera.
Adres sieci rozpoznaje się po występowaniu wartości 0 w części opisującej komputer. Aby znaleźć
adres sieci dla znanego adresu IP komputera, należy określić klasę, do której należy ten adres IP i w
części dotyczącej komputera wstawić 0.
Przykład
Adres IP 114.1.3.9 jest adresem klasy A,
zatem adres sieci, do której należy ten adres IP, to: 114.0.0.0
Adres IP 176.16.16.1 jest adresem klasy B,
zatem adres sieci, do której należy ten adres IP, to: 176.16.0.0
Adres IP 192.168.18.33 jest adresem klasy C,
zatem adres sieci, do której należy ten adres IP, to: 192.168.18.0
● Adres rozgłoszeniowy – używany do rozsyłania informacji do wszystkich urządzeń w sieci.
Adresy rozgłoszeniowe mają część identyfikującą komputer wypełnioną jedynkami (przy zapisie
adresu w systemie dwójkowym).
Przykład
Adres rozgłoszeniowy sieci 114.0.0.0 to: 114.255.255.255
Adres rozgłoszeniowy sieci176.16.0.0 to: 176.16.255.255
Adres rozgłoszeniowy sieci 192.168.18.0 to: 192.168.18.255
Aby łatwiej zarządzać dużymi sieciami czy lepiej wykorzystać pule adresów IP, administratorzy dzielą
je na podsieci. Chcąc stwierdzić, która część adresu IP jest adresem podsieci, definiuje się maskę
podsieci. Składa się ona z czterech oktetów (tak samo jak adres IP). W częściach odpowiadających
sieci i podsieci zawiera binarne jedynki.
Na przykład dla adresu IP klasy B maska podsieci ma następującą postać: 255.255.0.0, czyli binarnie:
11111111 11111111 00000000 00000000. Aby stwierdzić, do jakiej podsieci należy adres IP, należy
„nałożyć” adres IP na maskę podsieci, czyli wykonać operację logiczną AND.Przykład
Adres komputera:
184.26.127.11
Maska podsieci:
255.255.254.0
Adres komputera zapisany binarnie:
Maska podsieci zapisana binarnie:
AND
10111000.00011010.01111111.00001011
11111111.11111111.11111110.00000000
10111000.00011010.0111111.0.00000000
Czyli adres podsieci zapisany dziesiętnie:
184.26.126.0
Zasób uzupełniający do podręcznika Technologia informacyjna w Internecie, WSiP, Warszawa 2009
http://ti-a.wsip.pl
4
Anna Butryn. Model sieci OSI, protokoły sieciowe, adresy IP– marzec 2009
Publiczne adresy IP są unikatowe. Żaden z dwóch komputerów połączonych z publiczną siecią nie
może mieć takiego samego adresu IP, ponieważ publiczne adresy IP są globalne. Taki adres można
otrzymać za pewną opłatą od dostawcy usług internetowych (ISP) lub z rejestru odpowiedniego dla
danego regionu.
Innym rozwiązaniem jest korzystanie z adresów prywatnych. Użytkownicy komputerów nie
podłączonych do internetu mogą używać dowolnych adresów prywatnych, jeśli tylko są one
unikatowe wewnątrz sieci prywatnej.
Adresy prywatne, które są używane w sieciach LAN, zostały zarezerwowane w odpowiednich
klasach:
Klasa adresu IP
Klasa A
Klasa B
Klasa C
Zakres adresów wewnętrznych
od 10.0.0.0 do 10.255.255.255
od 172.16.0.0 do 172.31.255.255
od 192.168.0.0 do 192.168.255.255
Zasób uzupełniający do podręcznika Technologia informacyjna w Internecie, WSiP, Warszawa 2009
http://ti-a.wsip.pl
5