PROTOKOŁY TCP/IP

Operacje w źródle, w sieci i u odbiorcy.

Nawiązywanie połączenia w sieciach

niezawodnych

PRZYKŁAD SIECI

FRAME RELAY

TERMINAL

SERWER

Router

SIEĆ LAN

Aplikacja

TCP

IP

Frame
Relay
Fizyczna

IP

Frame
Relay
Fizyczna

LLC
MAC

Fizyczna

Aplikacja

TCP

IP

LLC
MAC
Fizyczna

SERWER

SIEC

TERMINAL

Komentarz



Ruter łączy ze sobą różne sieci, tutaj

FRAME RALAY i LAN. Pośredniczy

także w komunikacji dalszej, np.

między serwerem i terminalem



Wymiana na szczeblu rutera odbywa

się za pośrednictwem datagramów IP

(nie angażuje warstw wyższych -

rysunek)



Jest to usługa bez ACK (nie gwarantuje

bezbłędności)

OPERACJE W ŹRÓDLE
(serwerze)

c

APLIKACJA

DANE

IP DANE

TCP DANE

IP

TCP / IP

FRAME RELAY

W . FIZYCZNA

APLIKACJA

UZGADNIA

PRZED

WYSŁANIEM

FORMAT

I

SPOSÓB

KODOWANIA

DANYCH

OBIE JEDNOSTKI TCP UWZGLEDNIAJĄ
NAWIĄZANIE POŁĄCZENIA.
DODAWANY JEST NAGŁÓWEK TCP

.

KAŻDY DATAGRAM WYSYŁANY

JESTPRZEZ SIEĆ I RUTOWANY DO

MIEJSCA PRZEZNACZENIA

.

DODAWANY JEST NAGŁÓWEK IP

KAZDA RAMKA JEST WYSYŁANA
PRZEZ SIEĆ JAKO SEKWENCJA
BITÓW

F| I | T | DANE F

Komentarz



Przez sieć płyną sekwencje bitów (nie ramki)



Format sekwencji, to pakiet ~20B zawierający nr
portów, nr sekwencji, rozmiar okna itp.



Nawiązanie połączenia może odbywać się przez
sieć zawodną (dolne warstwy wprowadzają błędy)
lub niezawodną – vide oddzielny wykład



Nagłówek IP – w wersji IPv4 pakiet ~20-60B
(omawiany dalej)



Symbole FIT oznaczają FRAME RELAY, IP, TCP

OPERACJE NA ROUTERZE

Komentarz



Sygnał przychodzący jest odbierany i

interpretowany jako ramki bitów



W warstwie łącza interpretowany jest

nagłówek F, a w warstwie IP - IT



Po tym ruter przesyła ten datagram

dalej



Warstwa łącza, LLC, dodaje nagłówek L

– zawiera on m.in. nr sekwencji i adres



Warstwa fizyczna dodaje adres

informacji i sumę kontrolną M, M

OPERACJE U ODBIORCY

Komentarz



Sygnał płynie z dołu w górę; jest on
interpretowany i przetwarzany na
kolejne ramki pozbawiane nagłówków



Nagłówki służą m.in. do kontroli
ciągłości przepływu i ew. błędów (L,
M)



Warstwa aplikacji dekoduje
otrzymane dane

PROTOKÓŁ IP



Podstawowy protokół warstwy sieci. Wszystkie dane z

TCP, UDP, ICMP, IGMP biegną przez IP



Usługa jest bezpołączeniowa i zawodna



Zawodność oznacza brak gwarancji dostawy



Bezpołączeniowość – brak kopii u nadawcy



Nagłówek IP (rysunek dalej):
wersja – 4 lub 6
długość nagłówka – 20 do 60 bajtów (opcje!)
ToS -3 bajtowy wskaźnik priorytetu

PROTOKÓŁ IP (cd)



Długość – rozmiar pola danych - do 65535B



Identyfikacja – 16-kowy numer hosta nadawczego



Znaczniki, np. nie fragmentować, a jeśli fragmentacja

– dodatkowe flagi, numery, przesunięcia



TTL – czas życia, ICMP komunikat o usunięciu pakietu



CRC bada integralność nagłówka lub całości



Adresy – unikalność w zasięgu sieci, IPv4 32 bity



Opcje: ustalenie trasy, zapis trasy, czas wyjścia,

ograniczenia bezpieczeństwa itp.

NAGŁÓWEK IP

0

3

7

11

15

19

23

27

31

WERSJ A

DŁUGOŚĆ

NAG-

ŁÓWKA

TYP USŁUGI

CAŁKOWITA DŁUGOŚĆ PAKIETU

PODAWANEGO W

BAJ TACH, NP. 575 - 65 535

IDENTYFIKATOR, UMOŻLIWIAJ ĄCY SCALANIE PAKIETU PODDANEGO

FRAGMENTACJ I

ADRES NADAWCY

ADRES ODBIORCY

OPCJ E

TIME TO LIVE

PROTOKÓŁ-IDENTYFIKATOR

SUMA

KONTROLNA

ADRESACJA IP

KLASA A

KLASA B

KLASA C

KLASA D

KLASA E

128 SIECI

16 384 SIECI

2 097 152 SIECI

16 777 216 KOMPUTERÓW (24 bajty)

65 536 komputerów (14B)

256 k (8B)

SIEĘ ALARMOWA - WSZYSTKIE KOMPUTERY TEN SAM ADRES (28B)

REZERWA (NIGDY NIE UÆYWANA)

0

10

110

1110

11110

ADRESACJA - KOMENTARZ



Najpopularniejszy zapis adresu –

kropkowo-dziesiętny, np.

218.107.151.75



Numery niektórych klas:
- A, 128 sieci, każda do 16 mln

hostów, nr hostów 1.0.0.0-

126.255.255.255
- C 2097152 sieci, każda do 254

hostów, nr 192.0.0.0-223.255.255.255

PODSIECI (MASKI)



Większość sieci zawiera ~100 hostów



W sieci C marnotrawi się ~150 numerów



Podsieci tworzy się drogą pożyczania bitów z części

hostowej na rzecz adresu podsieci



Maska, to 32 bitowy ciąg zer i jedynek



Jedynki określają wtedy część sieciową adresu, a

zera - część hostową, np.
11111111.11111111.11111111.11100000
czemu odpowiada 255.255. 255.224
(224=255-31, 31 odpowiada 5 zerom 00000)

PROTOKÓŁ ICMP



Protokół IP jest typu best effort bez
gwarancji dostawy



Dla przekazywania jednak pewnych
krytycznych informacji, np. o
odrzuceniu pakietu, dodano ICMP
(Internet Control Message Protocol)



Wysyła do 20 komunikatów, m.in.
pingi

PROTOKÓŁ IPv6



Protokół powstał w 1995 roku RFC 2460



Ma długość 128 bitów (poprzedni 32)



Nagłówek jest prostszy – tylko 8 pól



Przykładowa notacja



3ffe.0501.0008.0000.0260.97ff.fe40.efab



Wdrożenie napotyka opory ze względu
na problemy dziedziczności

PROTOKÓŁ TCP



Nie jedyny, ale najpowszechniejszy p.
transportowy



Jest zorientowany połączeniowo



Jego implementacja zawiera:
1.Adresację
2.Multipleksację
3.Kontrolę przepływu
4.Zarządzanie połączeniem

PROTOKÓŁ TCP (1,2)



Adresacja
-końcowy użytkownik jest oznaczany

za pomocą nazwy (adresu) hosta i

numeru portu
-Nazwa hosta w Internecie determinuje

już adres sieci i adres komputera

Multipleksacja – rozdzielanie

strumienia na użytkowników (porty)

PROTOKÓŁ TCP (3)



Kontrola przepływu
- Opóźnienie w sieciach jest zmienne w

szerokich granicach
- Protokół musi niekiedy ograniczać

strumień danych np. ze względu na

ograniczoną pojemność buforów
- Użytkownik końcowy może zastosować

tzw. przesuwające się okno do

spowolnienia przekazu (oddzielny

wykład)

PROTOKÓŁ TCP (4)



Zarządzanie połączeniem (vide
rysunek)



Nawiązanie połączenia ma na celu:
- stwierdzenie istnienie korespondenta
- wynegocjowanie parametrów (okno,
segment)
- alokację zasobów potrzebnych
warstwie transportowej

PROCEDURA ŁĄCZENIA
(automat skończony)

ESTAB

CLOSED

CLOSED

SYNSENT

FINWAIT

CLOSEWAIT

LISTEN

Active Open
Send SYN

Receive FIN

Receive FIN

Close / Send FIN

Close Close

Passive Open

Close /
Send SYN

Receive FIN

Receive SYN

ReceiveSYN/SendSYNFIN

Komentarz



Połączenie nieaktywne - stan CLOSED



Połączenie otwarte – ESTAB; Do zrywania –FIN



LISTEN oznacza połączenie pasywne



Do nawiązywania połączenia służy SYN



SYN SENT – nawiązanie połączenia aktywnego



W stanie LISTEN protokół czeka na połączenie



W stanie SYN SENT wysyła pakiet SYN
informujący zdalny protokół o chęci połączenia

PRZYKŁAD
Połączenie aktywny-
pasywny

System A

System B

CLOSED

Otwarcie aktywne
SYN SENT

ESTAB

ESTAB

Otwarcie pasywne
LISTEN

CLOSED