METODY WYMIANY INFORMACJI W

SIECIACH PAKIETOWYCH

Unicast – jeden nadawca i jeden odbiorca
Broadcast – jeden nadawca przesyła do wszystkich
Multicast – jeden nadawca i wielu (podzbiór wszystkich) odbiorców

Adres multicastingowy nie identyfikuje ani konkretnej maszyny, ani

też konkretnej podsieci i nie ma bezpośredniego związku z adresami
IP innych klas identyfikujących dany komputer.

Uwaga: adres 224.0.0.0.0 jest zabroniony

adres 224.0.0.1 określa grupę wszystkich maszyn korzystających
z multicastingu w Internecie (ang. all host group).

R 1

R 2

A

B

C

D

E

F

G

D a t a g r a m m u l t i c a s t i n g o w y

A d r e s I P = 1 1 1 0 + g r u p a m u l t i c a s t i n g u

TRANSMISJA MULTICASTINGOWA

Pula adresów IP dla multicastingu: 224.0.0.0 do 239.255.255.255

GRUPY MULTICASTOWE

grupę tworzą węzły posiadające identyczny tzw.

adres grupowy IP

(ang. IP multicast address)

Uwaga – nadawca pakietu multicast nie musi być członkiem grupy

węzły tworzące grupę mogą znajdować się w różnych sieciach IP (tzn.

mieć adresy unicastw różnych sieciach IP)

1110

adres grupy multicast

Zestaw hostów nasłuchujących nadejścia datagramu,

wysyłanego pod danym adresem grupy multicast, nazywany jest
grupą hostów. Grupa hostów może obejmować wiele sieci.

Członkowie tej grupy są przydzielani dynamicznie – host może

przyłączyć się do grupy i ją opuścić, kiedy zechce. Nie ma żadnych
ograniczeń liczby hostów w grupie, a hosty nie musza wysyłać
komunikatów do grupy, aby do niej należeć.

Niektóre grupy adresów multicast zatwierdzone są jako dobrze

znane adresy i są nazywane stałymi grupami hostów. Obowiązuje
przy tym zasada, że stały jest adres grupy multicast a nie jej
członkowie, którzy mogą się dynamicznie zmieniać.

ADRESY KLASY D

MULTICAST LOKALNY v RUTOWALNY

Multicast lokalny (ang.link local multicast) – gdy wszystkie węzły są w

jednej sieci lokalnej

Multicast rutowany(ang.routed multicast) – gdy węzły tworzące grupę

znajdują się w różnych sieciach lokalnych

ADRESY MULTICAST IP ORAZ MAC

by warstwa 2 mogła rozpoznać ramki z pakietami multicast, muszą

istnieć adresy grupowe MAC

warstwa 2 automatycznie generuje adres grupowy MAC na

podstawie adresu grupowego IP

przełączniki przekazują ramki z adresami grupowymi MAC na wiele

portów (mniej zaawansowane przełączniki rozgłaszają)

stały prefiks 01-00-5E w adresie MAC oznacza adres grupowy

bit 24 adresu MAC jest zawsze równy 0

pozostałe 23 bity są kopiowane z mniej znaczącej części adresu IP

ADRESY MULTICAST IP ORAZ MAC - CD

Przekształcenie gubi informację o pięciu bitach adresu IP (XXXXXna
rysunku)

Przykład bez utraty informacji:

IP 224.20.8.6 => MAC 01-00-5E-14-08-06

Przykład z utratą informacji:

adresy z zakresu 224.0.0.1, 225.0.0.1, 226.0.0.1, ..., 239.0.0.1 wszystkie
odwzorowane są do adresu MAC 01-00-5E-00-00-01

Wniosek: dopiero warstwa 3 potrafi ostatecznie stwierdzić, czy pakiet
trafił pod właściwy adres

PRÓG TTL - CD

interfejsowi rutera przypisywana jest stała wartość, którą ruter

porównuje z wartością TTL w pakiecie;wartość ta nosi nazwę progu
TTL (ang. TTLthreshold)

pakiet zostanie przeniesiony przez wejściowy interfejs rutera, jeśli TTL

w pakiecie jest większy niż próg TTL tego interfejsu

mechanizm ten ogranicza zasięg pakietów multicast

przy wyjściu z rutera parametr TTL w pakiecie multicast jest

zmniejszany o 1, jak w każdym pakiecie IP

PRÓG TTL

Standardowe wartości TTL:

0

– ograniczenie do maszyny; pakiet nie zostanie wysłany przez żaden

interfejs

1

– ograniczenie do sieci LAN; pakiet nie zostanie przeniesiony przezruter

< 32

– ograniczenie do jednej organizacji

< 128

– ograniczenie do jednego kontynentu

< 255

– zasięg nieograniczony, globalny

nagłówek IP

Komunikat IGMP

20 bajtów

8 bajtów

datagram IP

Protokół IGMP (ang. Internet Group Managment Protocol)
przesyła swoje komunikaty za pośrednictwem oddzielnych
datagramów IP (podobnie jak ICMP)

PROTOKÓŁ IGMP

Słowo 16 bitowe

bajt

4 bity

Słowo 32 bitowe

4 bity

Wersja

typ

nieużywany

suma kontrolna

adres 32 bitowy klasy D

Wartość 1 gdy dotyczą zapytania przez router multicast
Wartość 2 gdy dotyczy odpowiedzi przesyłanej przez
host

Group Address - zawiera adres grupy
będący dla hosta potwierdzeniem
jego członkostwa w tej grupie.

PROTOKÓŁ IGMP - CD

Format komunikatu IGMP

Użytkownik połączenia TCP/UDP jest identyfikowany za

pośrednictwem numeru, zwanego adresem portu (ang port address)
Adres portu jest łączony z adresem internetowym IP hostu, tworząc
gniazdo (ang. Socket)

Para socketów identyfikuje oba końce każdego połączenia TCP/UDP

SOCKET NADAJĄCY=ADRES IP NADFAWCY

+ ADRES PORTU ŹRÓDŁOWEGO

Konkretne usługi sieciowe są przypisane na stałe do pewnych

numerów portów.

UWAGA: Możliwe jest teoretycznie przypisanie dla TCP numeru portu do
jednej usługi, a dla UDP przypisanie tego samego numeru do zupełnie
innej usługi, jednak w celu uniknięcia nieporozumień, nigdy się tego nie
robi.

SOCKET ODBIERAJĄCY=ADRES IP ODBIORCY

+ ADRES PORTU DOCELOWEGO

GNIAZDA WARSTWY IV - CZ.I

ftp-data

20/tcp

ftp

21/tcp

telnet

23/tcp

Smtp

25/tcp

mail

time

37/tcp timserver

time

37/udp

timserver

rlp

39/udp

resource

name

42/udp

nameserver

whois

43/tcp nickname

domain

53/tcp

domain 53/udp
mtp

57/tcp

#deprecated

bootps

67/udp

# bootp server

bootpc

68/udp

# bootp cl ient

tftp

69/udp

gopher

70/tcp

# gopher server

rje

77/tcp

finger

79/tcp

http

80/tcp

GNIAZDA WARSTWY IV - CZ.II

Przykładowy plik
/etc/services
w systemie LINUX

HOST A

HOST B

1

2

Port źródłowy = 401

Port docelowy = 25 (SMTP)+IP

Port źródłowy = 400

Port docelowy = 25 (SMTP)+IP

HOST C

3

Port źródłowy = 400

Port docelowy = 25 (SMTP)+IP

Rozróżnienie połączeń za posrednictwem adresów IP

UWAGA: identyczne adresy portów źródłowych mogą być rozróżniane
poprzez sprawdzenie dołączonych do nich adresów IP => wielu
użytkowników może korzystać usług i sieciowej oferowanej za
pośrednictwem tego samego portu TCP ( np. SMTP )

ROLA GNIAZD PRZY POŁACZENIU

W zestawie protokołów TCP/IP

protokół

datagramów

użytkownika UDP (ang. User
Datagram Protocol), zapewnia
porty protokołów używane do
rozróżniania

programów

wykonywanych na pojedynczej
maszynie.

Do przesyłania komunikatów między maszynami UDP używa

podstawowego protokołu IP i ma tę samą niepewną,
bezpołączeniową semantykę dostarczania datagramów co IP - nie
używa potwierdzeń w celu upewnienia się, o dotarciu komunikatów i
nie zapewnia kontroli szybkości przesyłania danych między
maszynami.

Program użytkowy korzystający z UDP musi na siebie wziąć

odpowiedzialność za rozwiązanie problemów niezawodności.

PROTOKÓŁ UDP

Pola port nadawcy i port
odbiorcy (ang Source &
Destination Port) zawierają
16-bitowe numery portów
UDP

używane

do

odnajdywania

procesów

oczekujących

na

dany

datagram. Pole port nadawcy
jest opcjonalne.

Pole długość (ang. Length)
zawiera wartość odpowiadającą
liczbie bajtów datagramu UDP
wliczając nagłówek i dane.
Minimalna więc wartość tego
pola wynosi więc 8, czyli jest
długością samego nagłówka.

Pole

suma

kontrolna

jest

opcjonalne.

Ponieważ jednak IP nie wylicza sum
kontrolnych dla danych, suma kontrolna UDP
jest jedyną gwarancją, że dane nie zostały
uszkodzone.

KOMUNIKAT UDP

Podstawowe usługi oferowane przez TCP (ang. Transmision Control
Protocol) to :

kontrola poprawności transmisji
kontrola przepływu danych
sekwencjonowanie

Główne usługi TCP:

Zarządzanie danymi przesyłanymi za pośrednictwem sieci w oparciu o

wcześniej zestawione połączenia (ang. Connection-oriented data
managment). Podczas każdej transmisji TCP obsługuje transmisje danych
w obie strony i kontroluje, czy całość przesyłanej informacji dotarła do
punktów docelowych.

PROTOKÓŁ TCP - CZ.I

Przesyłanie danych w oparciu o koncepcję strumieni (ang. Steam-oriented

data transfer). TCP otrzymuje dane z warstw wyższych w postaci strumienia
bajtów, a nie jakichkolwiek pakietów, ramek czy segmentów. Dopiero
wewnątrz modułu TCP dane są grupowane w tzw. segmenty TCP

PROTOKÓŁ TCP - CZ.II

Kontrola przepływu danych (ang. Flow control - sliding windows) Moduł

otrzymujący dane może wpływać na ilość danych wysyłanych przez moduł
nadsyłający. Wykorzystywane jest w tym celu pojęcie tzw. rozmiaru „okna”,
który jest przesyłany od odbiorcę do nadawcy. Nadawca jest uprawniony do
wysłania określonej ilości bajtów w ramach danego okna.

Gwarantowanie poprawności przesyłanych informacji (ang. Reliable data

transfer) Moduł TCP otrzymujący nadchodzące dane wykorzystuje
mechanizm sum kontrolnych do sprawdzenia poprawności tych danych.
Dodatkowo TCP używa liczników czasu do określenia, czy nie został
przekroczony czas przewidziany na nadesłanie danych lub nadejścia
potwierdzenia odbioru. Jednocześnie, podczas odbierania przychodzących
danych moduł TCP sprawdza występowanie tzw. duplikatów.

Jednoczesna obsługa wielu sesji transmisyjnych (ang. Multiplexing)

Pełna transmisja dwukanałowa (ang. Full duplex transmission)

Zamykanie połączeń logicznych po sprawdzeniu, czy całość

transmitowanych danych została przesłana prawidłowo (Graceful close).
Mechanizm ten zapewnia, że w normalnych warunkach ( jeżeli połączenie nie
zostało przerwane fizycznie) TCP dopilnuje, aby całość wysłanych danych
dotarła do miejsca przeznaczenia przed zamknięciem połączenia.

Obsługa poziomów bezpieczeństwa oraz priorytetów danych (ang.

Precedence and security)

PROTOKÓŁ TCP – CZ. III

Sprawdzenie poprawności działania mechanizmu ponownego łączenia

segmentów w strumień (ang. Resequencing) Celem zapewnienia
prawidłowego odtworzenia strumienia danych z nadchodzących segmentów,
TCP nadaje numery poszczególnym segmentom.