Protokoły sieciowe


Protokoły sieciowe


Komputery i inne urządzenia przyłączone do sieci (hosty) wymieniają
informacje według ściśle ustalonych reguł zwanych protokołami
komunikacyjnymi.


Dzięki temu można budować sieci heterogeniczne, w których mogą
współpracować ze sobą komputery niezależnie od swojej architektury oraz systemu
operacyjnego.


Internet - sieć z komutacją pakietów wykorzystująca rodzinę
protokołów komunikacyjnych TCP/IP


TCP Transmission Control Protocol
IP Internet Protocol


W połowie lat 1980. protokoły TCP/IP zostały włączone do systemu Unix.
Protokoły sieciowe (cd)


Cechy TCP/IP:


standard otwartych protokołów, łatwo dostępnych i opracowywanych
niezależnie od specyfiki sprzętu komputerowego lub systemu operacyjnego

niezależność od fizycznych właściwości sieci, co pozwala na integrację
różnego rodzaju sieci (łącza telefoniczne, światłowodowe, radiowe)

wspólny system adresacji pozwalający dowolnemu urządzeniu korzystającemu z
TCP/IP na jednoznaczne zaadresowanie innego urzÄ…dzenia w sieci
Model OSI versus TCP/IP





model OSI
model TCP/IP





warstwa aplikacji (7)

warstwa prezentacji (6)

warstwa sesji (5)
warstwa aplikacji

warstwa transportowa (4)
warstwa transportowa

warstwa sieciowa (3)
warstwa Internet





warstwa Å‚Ä…cza danych (2)

warstwa fizyczna (1)
warstwa dostępu do sieci

Funkcje warstw modelu OSI


zastosowań
- oferuje usługi sieciowe użytkownikom lub programom, np. protokołowi
realizującemu usługę poczty elektronicznej

prezentacji
- zapewnia przekazywanie danych (tekstowych, graficznych, dźwiękowych) w
odpowiednim formacie, dokonuje ich kompresji oraz ew. szyfrowania

sesji
- zarządza sesjami (połączeniami) pomiędzy współpracującymi aplikacjami,
m.in. ustala sposób wymiany danych (jednokierunkowy lub dwukierunkowy)
Funkcje warstw modelu OSI (cd)


transportowa
- zapewnia bezbłędną komunikację pomiędzy komputerami w sieci (host to
host), dzieli dane na fragmenty, kontroluje kolejność ich przesyłania
(protokoły TCP, UDP)

sieciowa
- definiuje datagramy, ustala drogÄ™ transmisji danych i przekazuje dane
pomiędzy węzłami sieci (protokóły IP, IPX, ICMP, Apple Talk)

Å‚Ä…cza danych
- zapewnia niezawodne dostarczanie danych przez znajdującą się poniżej
fizyczną sieć (protokoły IEEE 802.3, MAC, (R)ARP, PPP)

fizyczna
- umożliwia przesyłanie poszczególnych bitów (pakietów) przez dane
fizyczne łącze (protokoły Etherenet 802.3, RS232C, V.35)
Warstwa dostępu do sieci (fizyczna + łącza danych)


Funkcje warstwy fizycznej:


zamiana danych znajdujÄ…cych siÄ™ w ramkach na strumienie binarne
stosowanie metody dostępu do nośnika, jakiej żąda warstwa łącza danych
przesyłanie ramki danych szeregowo w postaci strumieni binarnych
oczekiwanie na transmisje adresowane do danego hosta
odbiór odpowiednio zaadresowanych strumieni
przesyłanie binarnych strumieni do warstwy łącza danych, w celu złożenia
ich w ramki
Sieci Ethernet/IEEE 802.3


Lokalne sieci komputerowe sÄ… budowane w oparciu o normÄ™ IEEE 802.3,
która definiuje ramkę danych oraz określa sposób dostępu do nośnika.

Norma ta uściśla i rozszerza specyfikację właściwą dla sieci
Ethernet I (Ethernet PARC, Palo Alto Research Center) i
Ethernet II (Ethernetem DIX) i dlatego sieci wykorzystujÄ…ce normÄ™
IEEE 802.3 zwane sÄ… sieciami ethernetowymi.

Rodzaje ramek ethernetowych: PARC, DIX, 802.3, LLC (Logical Link
Control, SNAP (Sub-Network Access Protocol)

Materialnymi nośnikami transmisji są kabel koncentryczny, skrętka
dwużyłowa oraz kabel światłowodowy. Ich fizyczne własności określają szerokość
dostępnego pasma transmisyjnego, częstotliwiści sygnałów i efektywną prędkość
przesyłania danych.
Ramki Ethernet/IEEE 802.3





Ramka Ethernet

7
1
6
6
2
46-1500
4

Preambuła

PoczÄ…tek granicy ramki

Adres przeznaczenia

Adres źródłowy

Typ

Dane

CiÄ…g kontrolny ramki




Ramka IEEE 802.3

7
1
6
6
2
46-1500
4

Preambuła

PoczÄ…tek granicy ramki

Adres przeznaczenia

Adres źródłowy

Długość

Nagłówek 802.2 i dane

CiÄ…g kontrolny ramki
Struktura warstwy dostępu do sieci wg IEEE 802.3


PowiÄ…zanie warstwy Å‚Ä…cza danych i warstwy fizycznej z warstwÄ… sieciowÄ…
(Internet) jest realizowane poprzez protokół LLC (Logical Link Control)








Data Link Layer




LLC sublayer

MAC sublayer

Physical Layer








Ethernet




IEEE 802.2

802.3
802.3u
802.5
802.8


Adres sprzętowy MAC (Media Access Control) składa się z 48 bitów.



24 bity są przypisane producentowi sprzętu, a pozostałe 24 bity
numerujÄ… kolejne karty. Np. numery kart sieciowych firmy Sun Microsystems sÄ…
postaci 08:00:20:xx:xx:xx.

Dostęp do nośnika: wielodostęp z wykrywaniem fali nośnej i wykrywaniem
kolizji, CSMA/CD (Carier Sense-Multiple Access/Collision Detection)
ARP/RARP


ARP (Address Resolution Protocol) - zmiana adresów logicznych
(IP) na adresy fizyczne (MAC)

RARP (Reverse Address Resolution Protocol) - zamiana adresów
fizycznych (MAC) na adresy logiczne (IP)
Warstwa Internet (sieciowa)


Internet Protocol (IP, RFC 791)


definiowanie datagramów
definiowanie schematu adresowania używanego w Internecie
przekazywanie danych pomiędzy warstwą transportową i warstwą dostępu
do sieci
kierowanie datagramów do komputerów oddalonych
dokonywanie fragmentacji i ponownego składania datagramów (MTU,
Maximum Transmission Unit)
Internet Protocol (cd)


IP jest protokołem bezpołączeniowym

datagram jest formatem pakietu zdefiniowanym przez protokół
Internet.


Dane są przekazane do właściwego protokołu warstwy transportowej na
podstawie pola Numer protokołu w nagłówku datagramu.

sieć Internet jest siecią z przełączaniem pakietów (routery,
trasowanie)


0 1 2 3
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|Version| IHL |Type of Service| Total Length |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Identification |Flags| Fragment Offset |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Time to Live | Protocol | Header Checksum |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Source Address |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Destination Address |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Options | Padding |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
IP Header Format (RFC 791)
Note that each tick mark represents one bit position.

Klasy adresów IP (RFC 1597)


Każdy komputer pracujący w sieci posiada unikatowy adres (tzw. adres IP)
składający się z 32 bitów zapisywanych w postaci czterech oktetów, czyli
czterech liczb z zakresu 0-255 oddzielonych kropkami, np. 158.75.5.47.


Przydzielaniem adresów zajmuje się NIC Network Information
Center.


Adres IP składa się z części sieciowej i części hosta. Podział na te
części jest określony przez klasę do której adres należy.

klasa A




IP
0nnnnnnn.hhhhhhhh.hhhhhhhh.hhhhhhhh

adresy
0.0.0.0 - 127.255.255.255

# sieci
128

# hostów
17× 106


adres sieci (network address): np. 127.0.0.0


adres rozgłoszeniowy (broadcast address): np.
127.255.255.255
Klasy adresów IP (cd)



klasa B




IP
01nnnnnn.nnnnnnnn.hhhhhhhh.hhhhhhhh

adresy
128.0.0.0 - 191.255.255.255

# sieci
16384

# hostów
65536



klasa C




IP
11nnnnnn.nnnnnnnn.nnnnnnnn.hhhhhhhh

adresy
192.0.0.0 - 223.255.255.255

# sieci
2
× 106

# hostów
256
Klasy adresów IP (cd)



klasa D (adresy grupowe)




IP
1110bbbb.bbbbbbbb.bbbbbbbb.bbbbbbbb

adresy
224.0.0.0 - 239.255.255.255
Klasy adresów IP (cd)

0 31 Address Range:
+-+----------------------------+
|0| Class A Address | 0.0.0.0 - 127.255.255.255
+-+----------------------------+
+-+-+--------------------------+
|1 0| Class B Address | 128.0.0.0 - 191.255.255.255
+-+-+--------------------------+
+-+-+-+------------------------+
|1 1 0| Class C Address | 192.0.0.0 - 223.255.255.255
+-+-+-+------------------------+
+-+-+-+-+----------------------+
|1 1 1 0| MULTICAST Address | 224.0.0.0 - 239.255.255.255
+-+-+-+-+----------------------+
+-+-+-+-+-+--------------------+
|1 1 1 1 0| Reserved | 240.0.0.0 - 247.255.255.255
+-+-+-+-+-+--------------------+

Adresy grupowe (multicast)


Niektóre adresy klasy D są zarezerwowane dla dobrze znanych grup
multicastowych


224.0.0.1 - grupa wszystkich hostów akceptujących multicast; każdy host
akceptujÄ…cy multicasty zapisuje siÄ™ do tej grupy przy uruchamianiu

224.0.0.2 - grupa wszystkich ruterów multicastowych

224.0.0.4 - grupa ruterów DVMRP (Distance Vector Multicast Routing
Protocol)

224.0.0.5 - grupa ruterów OSPF
ź
224.0.0.0 - 224.0.0.255 sÄ… zarezerwowane na potrzeby lokalne
(administrowanie i konserwowanie urządzeń i usług) i nie są nigdy przekazywane
dalej przez rutery multicastowe
239.0.0.0 - 239.255.255.255 zarezerwowane na potrzeby administrative
scoping
Klasy adresów IP (cd)



Sieci prywatne




klasa A
10.1.1.1
-
10.254.254.254

klasa B
172.16.1.1
-
172.31.254.254

klasa C
192.168.1.1
-
192.168.254.254
Klasy adresów IP (cd)



Adres zwrotny (loopback address)




sieć
127.0.0.0

adresy
127.x.x.x


Fragment pliku /etc/hosts

127.0.0.1 localhost.localdomain scobie localhost
158.75.5.43 ameryk.phys.uni.torun.pl ameryk am
158.75.5.47 ferm.phys.uni.torun.pl ferm fm
158.75.5.51 tal.phys.uni.torun.pl tal tl
158.75.5.90 nobel.phys.uni.torun.pl nobel nb
158.75.28.35 enter.hpc.uni.torun.pl enter

Komenda: ifconfig -a
eth0 Link encap:Ethernet HWaddr 00:10:A4:D2:52:55
inet addr:158.75.5.95 Bcast:158.75.5.255 Mask:255.255.254.0
UP BROADCAST RUNNING MULTICAST MTU:1500 Metric:1
RX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
TX packets:0 errors:102 dropped:0 overruns:0 carrier:102
collisions:0 txqueuelen:100
RX bytes:0 (0.0 b) TX bytes:0 (0.0 b)
Interrupt:11 Base address:0x4800

lo Link encap:Local Loopback
inet addr:127.0.0.1 Mask:255.0.0.0
UP LOOPBACK RUNNING MTU:16436 Metric:1
RX packets:675 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
TX packets:675 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
collisions:0 txqueuelen:0
RX bytes:65654 (64.1 Kb) TX bytes:65654 (64.1 Kb)

Sieci i podsieci. Maski podsieci




standardowa struktura adresów IP może być lokalnie modyfikowana poprzez
użycie bitów adresowych hostów jako dodatkowych bitów określających sieć

podział sieci na podsieci (subnets) przy pomocy maski bitowej
(maski podsieci (netmask)


bit 1 w masce wskazuję, że odpowiadający mu bit w adresie IP wskazuje na
adres sieci

bit 0 w masce wskazuje, że odpowiadający mu bit adresu jest związany z
adresem komputera w podsieci

podsieć jest znana tylko lokalnie
Sieci i podsieci. Maski podsieci (cd)



Przykłady wielkości podsieci w zależności od wyboru maski dla adresu
klasy C.




liczba IP
maska (lbs)
liczba podsieci

2
255.255.255.254 (7)
128

4
255.255.255.252 (6)
64

8
255.255.255.248 (5)
32

16
255.255.255.240 (4)
16

32
255.255.255.224 (3)
8

64
255.255.255.192 (2)
4

128
255.255.255.128 (1)
2

maska podsieci = 256 - liczba IP w podsieci



LAN Instytutu Fizyki wykorzystuje adresy od 158.75.4.0 do 158.75.5.255
wydzielone spośród adresów klasy B przy pomocy maski sieciowej 255.255.254.0.
Sieci i podsieci. Maski podsieci (cd)


Przykład: sieć=195.15.25.0, maska=255.255.255.224.





sieć
sieć
podsieć
numery hostów

195.15.25.0
11000011 00000111 00011001
000
0-31

195.15.25.32
11000011 00000111 00011001
001
32-63

195.15.25.64
11000011 00000111 00011001
010
64-95

195.15.25.96
11000011 00000111 00011001
011
96-127

195.15.25.128
11000011 00000111 00011001
100
128-159

195.15.25.160
11000011 00000111 00011001
101
160-191

195.15.25.192
11000011 00000111 00011001
110
192-223

195.15.25.224
11000011 00000111 00011001
111
224-255








195.15.25.73
11000011 00000111 00011001
01001001

AND
255.255.255.224
11111111 11111111 11111111
11100000

=
195.15.25.64
11000011 00000111 00011001
01000000
Internet Protocol version 6 (IPv6)




IPv4: adres 32-bitowy, około 232
4.29×109 adresów

IPv6: adres 128-bitowy, około 2128
3.4×1038 adresów
IPv6 (cd)


Zalety stosowania IPv6:


opcje są określone w rozszerzeniu do nagłówka, dzięki czemu mogą być
badane po dotarciu pakietu do celu, co pozwala poprawić szybkość przekazywania
pakietów od węzła do węzła sieci Internet

możliwość wysyłania pakietów do kilku najbliższych bramek

możliwość znaczenia pakietów (np. pakiety ,,multimedialne" mogą być
przełączane z większym priorytetem)

nagłówek zawiera rozszerzenie, które pozwala zaznaczyć używany w czasie
połączenia mechanizm uwierzytelniania źródła pochodzenia pakietów (zapewnienie
integralności i poufności danych)
Plik /etc/protocols (fragment)

# /etc/protocols:
# $Id: protocols,v 1.1 1995/02/24 01:09:41 imurdock Exp $
#
# Internet (IP) protocols
#
# from: @(#)protocols 5.1 (Berkeley) 4/17/89
#
# Updated for NetBSD based on RFC 1340, Assigned Numbers (July 1992).
ip 0 IP # internet protocol, pseudo protocol number
icmp 1 ICMP # internet control message protocol
igmp 2 IGMP # Internet Group Management
ggp 3 GGP # gateway-gateway protocol
ipencap 4 IP-ENCAP # IP encapsulated in IP (officially ``IP'')
st 5 ST # ST datagram mode
tcp 6 TCP # transmission control protocol
egp 8 EGP # exterior gateway protocol
pup 12 PUP # PARC universal packet protocol
udp 17 UDP # user datagram protocol
hmp 20 HMP # host monitoring protocol
xns-idp 22 XNS-IDP # Xerox NS IDP
rdp 27 RDP # "reliable datagram" protocol
ipv6 41 IPv6 # IPv6
ipv6-crypt 50 IPv6-Crypt # Encryption Header for IPv6
ipv6-auth 51 IPv6-Auth # Authentication Header for IPv6
swipe 53 SWIPE # IP with Encryption
tlsp 56 TLSP # Transport Layer Security Protocol
ipv6-icmp 58 IPv6-ICMP # ICMP for IPv6
ipv6-nonxt 59 IPv6-NoNxt # No Next Header for IPv6
ipv6-opts 60 IPv6-Opts # Destination Options for IPv6

Internet Control Message Protocol (ICMP, RFC 792)


sterowanie przepływem datagramów
wykrywanie nieosiÄ…galnych miejsc przeznaczenia
przekierunkowywanie marszrut
sprawdzanie połączeń z komputerami oddalonymi


komendy: traceroute, ping
Internet Control Message Protocol (cd)


Komenda: traceroute 158.75.1.4
traceroute to 158.75.1.4 (158.75.1.4), 30 hops max, 38 byte packets
1 158.75.5.190 (158.75.5.190) 0.301 ms 0.275 ms 0.227 ms
2 172.16.3.5 (172.16.3.5) 1.141 ms 1.513 ms 0.998 ms
3 centrum.man.torun.pl (158.75.33.140) 1.377 ms 1.135 ms 2.386 ms
4 158.75.1.253 (158.75.1.253) 1.923 ms 2.388 ms 2.628 ms
5 koala.uci.uni.torun.pl (158.75.1.4) 1.674 ms 1.497 ms 2.013 ms



Komenda: ping 158.75.1.4
PING 158.75.1.4 (158.75.1.4) from 158.75.5.95 : 56(84) bytes of data.
64 bytes from 158.75.1.4: icmp_seq=1 ttl=251 time=1.84 ms
64 bytes from 158.75.1.4: icmp_seq=2 ttl=251 time=1.88 ms
64 bytes from 158.75.1.4: icmp_seq=3 ttl=251 time=1.21 ms

Internet Control Message Protocol (cd)


Komenda: ping -f -c 1000 158.75.5.90

PING 158.75.5.90 (158.75.5.90) from 158.75.5.95 : 56(84) bytes of data.

--- 158.75.5.90 ping statistics ---
1000 packets transmitted, 1000 received, 0% loss, time 252ms
rtt min/avg/max/mdev = 0.141/0.154/0.446/0.031 ms, ipg/ewma 0.252/0.147 ms

Warstwa transportowa


Transmission Control Protocol (TCP, RFC 793) - zapewnia usługi
niezawodnie dostarczające dane, z wykrywaniem na obu końcach błędów i ich
korekcjÄ…

User Datagram Protocol (UDP, RFC 768) - udostępnia usługi
dostarczające datagramy z małym narzutem, metodą bezpołączeniową.


Z UDP korzystają m.in. protokoły (warstwy aplikacji)


TFTP Trivial File Transfer Protocol
SNMP Simple Network Management Protocol
DNS Domain Name Service
NFS Network File System

Struktury danych protokołów TCP i UDP






warstwy TCP/IP
TCP
UDP



aplikacji
strumień (stream)
wiadomość (message)

transportowa
segment
pakiet

sieciowa
datagram
datagram

dostępu do sieci
ramka (frame)
ramka (frame)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Source Port | Destination Port |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Sequence Number |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Acknowledgment Number |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Data | |U|A|P|R|S|F| |
| Offset| Reserved |R|C|S|S|Y|I| Window |
| | |G|K|H|T|N|N| |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Checksum | Urgent Pointer |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Options | Padding |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| data |

TCP zapewnia niezawodność dostarczania danych za pomocą mechanizmu zwanego
pozytywne potwierdzenie z retransmisjÄ… (Positive Acknowledgement with
Retransmission, PAR).


Dane wysyłane są tak długo, aż nie nadejdzie potwierdzenie, że zostały
poprawnie odebrane.

Jeśli dane są poprawne, to odbiorca wysyła do nadawcy pozytywne
potwierdzenie.

Gdy odebrane dane są niepoprawne, to zostają zignorowane. Po określonym
czasie moduł nadający powtórnie wysyła dane.

Odbiorca wysyła nadawcy informację o maksymalnej liczbie bajtów, które
wolno wysłać bez czekania na potwierdzenie. Wartość ta jest nazywana
rozmiarem okna i jest podstawowym mechanizmem kontroli przepływu
stosowanym w protokole TCP.

Trzystanowy handshake dla synchronizacji połączenia






host A
host B

wysyła SYN (seq=x)



odbiera SYN (seq=x)


wysyła SYN (seq=y)


wysyła ACK (ack=x+1)

odbiera SYN (seq=y)


odbiera ACK (ack=x+1)


wysyła ACK (ack=y+1)


wysyła dane (seq=x+1)



odbiera ACK (ack=y+1)


odbiera dane


TCP A TCP B

1. CLOSED LISTEN

2. SYN-SENT --> <SEQ=100><CTL=SYN> --> SYN-RECEIVED

3. ESTABLISHED <-- <SEQ=300><ACK=101><CTL=SYN,ACK> <-- SYN-RECEIVED

4. ESTABLISHED --> <SEQ=101><ACK=301><CTL=ACK> --> ESTABLISHED

5. ESTABLISHED --> <SEQ=101><ACK=301><CTL=ACK><DATA> --> ESTABLISHED

Basic 3-Way Handshake for Connection Synchronization


IANA (Internet Assigned Numbers Authority) i /etc/services



# /etc/services:
# $Id: services,v 1.22 2001/07/19 20:13:27 notting Exp $
#
# Network services, Internet style
#
# Note that it is presently the policy of IANA to assign a single well-known
# port number for both TCP and UDP; hence, most entries here have two entries
# even if the protocol doesn't support UDP operations.
# Updated from RFC 1700, ``Assigned Numbers'' (October 1994). Not all ports
# are included, only the more common ones.
#
# The latest IANA port assignments can be gotten from
# http://www.iana.org/assignments/port-numbers
# The Well Known Ports are those from 0 through 1023.
# The Registered Ports are those from 1024 through 49151
# The Dynamic and/or Private Ports are those from 49152 through 65535
#
# Each line describes one service, and is of the form:
#
# service-name port/protocol [aliases ...] [# comment]

tcpmux 1/tcp # TCP port service multiplexer
tcpmux 1/udp # TCP port service multiplexer
rje 5/tcp # Remote Job Entry
rje 5/udp # Remote Job Entry
echo 7/tcp
echo 7/udp
discard 9/tcp sink null
discard 9/udp sink null
systat 11/tcp users
systat 11/udp users
daytime 13/tcp
daytime 13/udp
qotd 17/tcp quote
qotd 17/udp quote
msp 18/tcp # message send protocol
msp 18/udp # message send protocol
chargen 19/tcp ttytst source
chargen 19/udp ttytst source
ftp-data 20/tcp
ftp-data 20/udp
ftp 21/tcp
ftp 21/udp
ssh 22/tcp # SSH Remote Login Protocol
ssh 22/udp # SSH Remote Login Protocol
telnet 23/tcp
telnet 23/udp
smtp 25/tcp mail
smtp 25/udp mail
time 37/tcp timserver
time 37/udp timserver
#...
#...
#...
nicname 43/tcp whois
domain 53/tcp nameserver # name-domain server
domain 53/udp nameserver
whois++ 63/tcp
whois++ 63/udp
bootps 67/tcp # BOOTP server
bootps 67/udp
bootpc 68/tcp # BOOTP client
bootpc 68/udp
tftp 69/tcp
tftp 69/udp
#...
#...
#...
finger 79/tcp
finger 79/udp
http 80/tcp www www-http # WorldWideWeb HTTP
http 80/udp www www-http # HyperText Transfer Protocol
kerberos 88/tcp kerberos5 krb5 # Kerberos v5
kerberos 88/udp kerberos5 krb5 # Kerberos v5
supdup 95/tcp
supdup 95/udp
hostname 101/tcp hostnames # usually from sri-nic
hostname 101/udp hostnames # usually from sri-nic
iso-tsap 102/tcp tsap # part of ISODE.
csnet-ns 105/tcp cso # also used by CSO name server
csnet-ns 105/udp cso
pop3 110/tcp pop-3 # POP version 3
pop3 110/udp pop-3
#...
#...
#...
netbios-ns 137/tcp # NETBIOS Name Service
netbios-ns 137/udp
netbios-dgm 138/tcp # NETBIOS Datagram Service
netbios-dgm 138/udp
netbios-ssn 139/tcp # NETBIOS session service
netbios-ssn 139/udp
imap 143/tcp imap2 # Interim Mail Access Proto v2
imap 143/udp imap2
#...
#...
#...


#>REGISTERED PORT NUMBERS
#>
#>The Registered Ports are listed by the IANA and on most systems can be
#>used by ordinary user processes or programs executed by ordinary
#>users.
socks 1080/tcp # socks proxy server
socks 1080/udp # socks proxy server
h323hostcallsc 1300/tcp # H323 Host Call Secure
h323hostcallsc 1300/udp # H323 Host Call Secure
ms-sql-s 1433/tcp # Microsoft-SQL-Server
ms-sql-s 1433/udp # Microsoft-SQL-Server
ms-sql-m 1434/tcp # Microsoft-SQL-Monitor
ms-sql-m 1434/udp # Microsoft-SQL-Monitor
ica 1494/tcp # Citrix ICA Client
ica 1494/udp # Citrix ICA Client
wins 1512/tcp # Microsoft's Windows Internet Name Service
wins 1512/udp # Microsoft's Windows Internet Name Service

Gniazda


Interfejs gniazd (socket interface) - mechanizm umożliwiający
komunikowanie się procesów w tym samym systemie lub procesów różnych hostów w
sieci.2


Systemy Uniksowe/Linuksowe wspierajÄ… szereg klas gniazd Å‚Ä…czonych w
dziedziny (rodziny) gniazd.


Linux wspiera m.in. następujące dziedziny adresów:


UNIX - gniazda domeny Unixowej
INET - rodzina adresów internetowych wspierająca komunikację przy pomocy
protokołów TCP/IP
AX25 - radio amatorskie X25
IPX - Novell IPX
APPLETALK - Appletalk DDP (Datagram Delivery Protocol)
X25 - gniazda dla komunikacji w ramach protokołu X25

Figure
Gniazda (cd)


Linux implementuje gniazda następujących typów:


Stream - gniazda strumieniowe (zwane czasem obwodem wirtualnym)
dostarczają niezawodnego, sekwencyjnego połączenia pomiędzy dwoma
komunikującymi się hostami (protokół TCP)

Datagram - gniazda tego typu nie gwarantują dotarcia wysłanej
wiadomosci (protokół UDP)

Raw - te gnizda umożliwiają procesom bezpośredni, czyli ,,surowy''
dostęp do niżej leżących protokołów; można otworzyć surowe gniazdo do
urządzenia ethernetowego i oglądać ruch danych w sieci IP
Gniazda (cd)




Reliable Delivered Messages - gnizda typu datagram, ale
zapewniające dotarcie wiadomości do celu

Sequenced Packets - gnizda strumieniowe operujÄ…ce na pakietach o
ustalonej wielkości

Packet - gnizda umożliwiające docieranie do pakietów na poziomie
urzÄ…dzenia

Figure
Monitorowanie usług i połączeń


Komenda: netstat -nltp
Active Internet connections (only servers)
Proto ... Local Address ... State PID/Program name
tcp ... 0.0.0.0:32768 ... LISTEN 484/rpc.statd
tcp ... 0.0.0.0:515 ... LISTEN 680/lpd Waiting
tcp ... 0.0.0.0:111 ... LISTEN 465/portmap
tcp ... 0.0.0.0:6000 ... LISTEN 932/X
tcp ... 127.0.0.1:33361 ... LISTEN 31390/xinetd
tcp ... 0.0.0.0:113 ... LISTEN 634/identd
tcp ... 0.0.0.0:22 ... LISTEN 651/sshd
tcp ... 127.0.0.1:25 ... LISTEN 702/sendmail: accep

Monitorowanie usług i połączeń (cd)


Komenda: /etc/init.d/identd stop; netstat -nltp
Active Internet connections (only servers)
Proto ... Local Address ... State PID/Program name
tcp ... 0.0.0.0:32768 ... LISTEN 484/rpc.statd
tcp ... 0.0.0.0:515 ... LISTEN 680/lpd Waiting
tcp ... 0.0.0.0:111 ... LISTEN 465/portmap
tcp ... 0.0.0.0:6000 ... LISTEN 932/X
tcp ... 127.0.0.1:33361 ... LISTEN 31390/xinetd
tcp ... 0.0.0.0:22 ... LISTEN 651/sshd
tcp ... 127.0.0.1:25 ... LISTEN 702/sendmail: accep

Monitorowanie usług i połączeń (cd)


Przykłady komend:


netstat -np
netstat -npl
netstat -npl -inet|ip
netstat -npl -tcp
netstat -npl -utp
Monitorowanie usług i połączeń (cd)


Komenda: netstat -ntp | grep '158.75.5.95'

tcp ... 158.75.5.90:22 158.75.5.95:33445 ESTABLISHED 6204/sshd
tcp ... 158.75.5.90:22 158.75.5.95:33459 ESTABLISHED 7323/sshd
tcp ... 158.75.5.90:23 158.75.5.95:33494 ESTABLISHED 23272/in.telnetd: t
tcp ... 158.75.5.90:23 158.75.5.95:33496 ESTABLISHED 23643/in.teln

Kontrola dostępu: xinetd


Plik /etc/xinted.conf

# Simple configuration file for xinetd
defaults
{
instances = 60
log_type = SYSLOG authpriv
log_on_success = HOST PID
log_on_failure = HOST RECORD
cps = 25 30
enabled = telnet
# disabled = telnet ftp
}
includedir /etc/xinetd.d

Kontrola dostępu: xinetd (cd)


Plik /etc/xinted.d/telnet

# default: on
# description: The telnet server serves telnet sessions; it uses \
# unencrypted username/password pairs for authentication.
service telnet
{
disable = no
flags = REUSE
socket_type = stream
wait = no
user = root
server = /usr/sbin/in.telnetd
log_on_failure += USERID
banner_success = /etc/xinetd.d/banners/telnet

Kontrola dostępu: xinetd (cd)


Komenda: /etc/init.d/identd stop; netstat -nltp
Active Internet connections (only servers)
Proto ... Local Address ... State PID/Program name
tcp ... 0.0.0.0:32768 ... LISTEN 484/rpc.statd
tcp ... 0.0.0.0:515 ... LISTEN 680/lpd Waiting
tcp ... 0.0.0.0:111 ... LISTEN 465/portmap
tcp ... 0.0.0.0:6000 ... LISTEN 932/X
tcp ... 127.0.0.1:33361 ... LISTEN 31390/xinetd
tcp ... 0.0.0.0:22 ... LISTEN 651/sshd
tcp ... 0.0.0.0:23 ... LISTEN 32713/xinetd
tcp ... 127.0.0.1:25 ... LISTEN 702/sendmail: accep

Kontrola dostępu: xinetd (cd)


Plik /etc/xinted.d/tftp



# default: off
service tftp
{
disable = no
socket_type = dgram
protocol = udp
wait = yes
user = root
server = /usr/sbin/in.tftpd
server_args = -s /tftpboot

Kontrola dostępu: TCP wrappers




TCP wrappers są domyślnie instalowane na serwerach i pozwalają na
kontrolę dostępu do szeregu usług internetowych (ssh, telnet, ftp, rsh, itp.)

usługi sieciowe są ,,opakowane'' w oprogramowanie kontrolujące do nich
dostęp; jeśli kryteria dostępu są spełnione, to uruchamiana jest właściwa
usługa sieciowa

biblioteka libwrap.a dostarcza odpowiednich funkcji

ssh, portmap, xinetd sÄ… kompilowane z bibliotekÄ…
libwrap.a

inne usługi sieciowe oraz oprogramowanie użytkowe mogą korzystać z
libwrap.a
Kontrola dostępu: TCP wrappers


Zalety TCP wrappers:


klient żądający usługi nie dostrzega działania ,,opakowywaczy''

,,opakowywacze'' działają niezależnie od aplikacji, które chronią; wspólne
pliki konfiguracyjne, Å‚atwiejsze zarzÄ…dzanie
Kontrola dostępu: TCP wrappers


Patrz: man 5 hosts_access, man 5 hosts.allow


Plik konfiguracyjny: /etc/hosts.allow

#
# hosts.allow This file describes the names of the hosts which are
# allowed to use the local INET services, as decided
# by the '/usr/sbin/tcpd' server.
#
ALL EXCEPT in.ftpd: 127.0.0.1 158.75.5.95
sshd: 158.75.5. 158.75.4.*
portmap: 158.75.5.51 158.75.5.90
in.telnetd: 158.75.5.1: spawn (/bin/echo `date` %c \
>> /var/log/telnet.log) &



Kontrola dostępu: TCP wrappers


Plik konfiguracyjny: /etc/hosts.deny

#
# hosts.deny This file describes the names of the hosts which are
# *not* allowed to use the local INET services, as decided
# by the '/usr/sbin/tcpd' server.
ALL: ALL@ALL, PARANOID : spawn ( /bin/echo `date` "%d-%h" \
>>/var/log/hosts.deny ) &

Warstwa zastosowań (sesji+prezentacji+zastosowań)


transfer plików - protokół FTP (File Transfer Protocol)
zdalne rejestrowanie się - protokół TELNET (Network Terminal
Protocol)
poczta komputerowa - protokoły SMTP (Simple Mail Transport
Protocol), POP3 (Post Office Protocol), IMAP (Internet
Message Access Protocol)

listy korespondencyjne i dyskusyjne - protokół NNTP (Network News
Transport Protocol).

www (World Wide Web) - protokół HTTP (HyperText Transport
Protocol)

DNS (Domain Name Service) - protokół UDP

NFS (Network File System) - sieciowy system plików pozwalający na
współdzielenie plików przez wiele komputerów w sieci (protokoły UDP, TCP)

Filtrowanie pakietów: kilka powodów


budowa internetowych ścian ogniowych (filtrowanie pakietów w zależności
źródła, przeznaczenia, usługi, stanu połączenia)
dzielenie dostępu do Internetu przez wiele hostów przy użyciu jednego
(kilku) adresów IP
tworzenie przezroczystych serwerów buforujących (proxy servers)
budowa routerów QoS (Quality of Service)
manipulacja nagłówkami pakietów
Filtrowanie pakietów w Linuksie


Jądro Linuksa jest wyposażone w możliwości filtrowania pakietów:


seria 2.0: filtr - ipfw, obsługa - ipfwadmin
seria 2.2: filtr - ipchains, obsługa - ipchains
seria 2.4: filtr - netfilter, obsługa - iptables
netfilter posiada moduły obsługi zamiany adresów (NAT, Network Address
Table), rejestrowania zdarzeń, śledzenia połączeń i ich stanów, moduły do
skomplikowanych modyfikacji niektórych pól nagłówków itp.


Moduły mogą zostać wkompilowane w jądro.
Filtrowanie pakietów (cd)


Jądra Linuksa ma trzy wbudowane tablice określające sposoby filtrowania
pakietów:


filter: domyślna tablica
nat: tablica używana do zmiany pakietów, które tworzą nowe połączenia
mangle: tablica używana do dokonywania specyficznych zmian typów pakietów



Każda z tych tablic ma wbudowany zestaw łańcuchów reguł:


filter: INPUT, FORWARD, OUTPUT
nat: PREROUTING, OUTPUT, POSTROUTING
mangle: PREROUTING, OUTPUT

---------- -----------
INCOMING | routing | | | OUTGOING
--------> | decision |------->| FORWARD |-------->---------->
| | | | ^
---------- ----------- |
| |
| |
V |
--------- ----------
| | | |
| INPUT | | OUTPUT |
| | | |
--------- ----------
| ^
| |
V |
-----------> LOCAL PROCESS -------->

Filtrowanie pakietów (cd)


Trzy łańcuchy (chains) filtrowania:


INPUT: dla pakietów zdążających do lokalnej maszyny
OUTPUT: dla pakietów wytworzonych lokalnie
FORWARD: dla pakietów zdążających do lokalnej maszyny, ale dla niej nie
przeznaczonych


Własne łańcuchy filtrowania:


tworzenie: iptables -N <rule-name>
usuwanie: iptables -X <rule-name>
Filtrowanie pakietów (cd)


Użycie iptables:


wyświetlanie listy reguł: iptables -L [chain]
dodawanie na końcu: iptables -A <chain-name>
wstawianie pomiędzy: iptables -I <chain-name>
usuwanie: iptables -D <chain-name>
zastępowanie: iptables -R <chain-name>
usuwanie wszystkich reguł: iptables -F [chain-name]
zerowanie liczników: iptables -Z [chain-name]
Filtrowanie pakietów (cd)


Przykłady użycia komendy iptables:


iptables -A INPUT -p tcp -dport 23 -j DROP
iptables -append INPUT -p tcp -dport 23 -j DENY
iptables -D INPUT -s 0.0.0.0/0.0.0.0 -p tcp \ -dport 23 -j
DENY
iptables -delete INPUT -s 158.75.5.0/24 -p tcp \ -dport 23 -j
DENY
iptables -R FORWARD -s 158.75.4.0/23 -i eth0 -o eth1 \ -dport 25
-j ACCEPT
iptables -P FORWARD -j DROP
iptables -policy OUTPUT -j DROP
Filtrowanie pakietów: przykład



iptables -F
iptables -A INPUT -s 0.0.0.0/0 \
-m state --state ESTABLISHED,RELATED -j ACCEPT
iptables --append INPUT -s 0.0.0.0/0 -p tcp --dport 21 \
-m state --state NEW -j ACCEPT \
iptables -A INPUT -s 0.0.0.0/0 -p tcp --dport 22
-m state --state NEW -j ACCEPT \
iptables -A INPUT -s 0.0.0.0/0 -p tcp --dport 25
-m state --state NEW -j ACCEPT \
iptables -A INPUT -s 0/0 -p tcp --dport 80
-m state --state NEW -j ACCEPT \
iptables -A INPUT -s 0/0 -j DROP

Filtrowanie pakietów: przykład




iptables -F -Z
iptables -A INPUT -s 0.0.0.0/0 \ -m state -state
ESTABLISHED,RELATED -j ACCEPT
iptables -A INPUT -s 0.0.0.0/0 -p tcp -dport 21 \ -m state -state
NEW -j ACCEPT
iptables -A INPUT -s 0.0.0.0/0 -p tcp -dport 22 \ -m state -state
NEW -j ACCEPT
iptables -A INPUT -s 0.0.0.0/0 -p tcp -dport 25 \ -m state -state
NEW -j ACCEPT
iptables -A INPUT -s 0.0.0.0/0 -p tcp -dport 80 \ -m state -state
NEW -j ACCEPT
iptables -A INPUT -s 0.0.0.0/0 -j DROP
Rodzaje sieci


LAN (Local Area Network) - lokalna sieć komunikacyjna
obejmująca niewielki obszar geograficzny i umożliwiająca szybki i
szerokopasmowy dostęp do lokalnych serwerów. LAN może także umożliwiać hostom
dostęp do zasobów sieci rozległej (WAN).
UrzÄ…dzenia LAN: komputery, serwery, drukarki sieciowe,
koncentratory, przełączniki, routery.

WAN (Wide Area Network) - rozległa sieć komunikacyjna
obejmująca swoim zasięgiem rozległy obszar geograficzny i umożliwiająca LAN-om
łączność poprzez komutowane lub dedykowane łącza. Technologie WAN funkcjonują
w trzech pierwszych warstwach modelu OSI.
Urządzenia WAN: routery, przełączniki, serwery telekomunikacyjne
(dial-up), modemy
Rodzaje topologii sieci


sieć z szyną wielodostępną - pojedyncze łącze jest dzielone przez
wszystkie stanowiska; szyna może mieć organizację linii prostej lub
pierścienia

sieć w kształcie gwiazdy - jedno ze stanowisk jest połączone ze
wszystkimi pozostałymi

sieć w kształcie pierścienia - każde stanowisko połączone z dwoma
sąsiednimi; pierścień może być jedno- lub dwukierunkowy

sieć w pełni połączona - każde stanowisko (węzeł) jest bezpośrednio
połączony ze wszystkimi pozostałymi stanowiskami w systemie.

sieć częściowo połączona - bezpośrednie łącza istnieją tylko między
niektórymi (nie wszystkimi) parami stanowisk

Figure
LAN - rodzaje sieci Ethernet


10Base-5 - sieć z szyną wielodostępną w formie linii prostej
wykorzystująca gruby kabel koncentryczny (tzw. gruby ethernet); zasięg do
500m, pasmo 10Mbs (IEEE 802.3)

10Base-2 - sieć z szyną wielodostępną w formie linii prostej
wykorzystująca cienki kabel koncentryczny (tzw. cienki ethernet); zasięg do
185m, 30 hostów w segmencie; pasmo 10Mb/s (IEEE 802.3a)

10Base-T - sieć w formie gwiazdy wykorzystująca nieekranowaną
skrętkę (kategorii 3,4 lub 5); zasięg do 100m; pasmo 10Mb/s (IEEE 802.3i)

10Base-FL/FB - sieć w formie gwiazdy bądź szkieletowa
wykorzystująca włókna światłowodowe; zasięg do 2km; pasmo 10Mb/s (IEEE 802.3j)


100Base-TX - sieć w formie gwiazdy bądź szkieletowa wykorzystująca
2 pary nieekranowanej skrętki (kategorii 5); zasięg do 100m, pasmo 100Mb/s
(IEEE 802.3u)

100Base-T4 - sieć w formie gwiazdy bądź szkieletowa wykorzystująca
4 pary nieekranowanej skrętki (kategorii 3,4,5); zasięg do 100m, pasmo 100Mb/s
(IEEE 802.3u)

100Base-FX - sieć w formie gwiazdy bądź szkieletowa wykorzystująca
włókna światłowodowe (wielomodowe); zasięg do 2km, pasmo 100Mb/s

1000Base-T - sieć w formie gwiazdy wykorzystująca nieekranowaną
skrętkę (kategorii 5, 4 pary); zasięg do 100m, pasmo 1Gb/s (IEEE 802.3ab)

1000Base-LX - krótka sieć szkieletowa wykorzystująca włókna
światłowodowe (jednomodowe); zasięg do 5km; pasmo 1Gb/s (IEEE 802.3z)

10GBase-ER/EW - połączenie punkt-punkt wykorzystujące włókna
światłowodowe (jednomodowe); zasięg do 40km; pasmo 10Gb/s (IEEE 802.3ae)


Idea sieci ethernetowej wg Roberta Metcalfe'a


Figure
Dostęp do łącza:


wielodostęp do łącza z badaniem stanu kanału i wykrywaniem kolizji
(CSMA/CD, carrier-sense with multiple access/colission detection)




sprawdzanie stanu kanału przed wysłaniem komunikatu

wykrywanie kolizji i wstrzymywanie nadawania

wznawianie nadawania po losowo określonej (i stopniowo wydłużanej)
przerwie


Taka forma dostępu do łącza jest wykorzystywana w sieciach typu Ethernet
(IEEE 802.3).
Dostęp do łącza: przekazywanie żetonu




w systemie (zwykle o strukturze pierścienia) ciągle krążą puste,
pozbawione informacji ramki

komputer-nadawca umieszcza w ramce wiadomość, adres przeznaczenie i żeton
(token) (zmieniajÄ…c ustalony bit w ramce z 0 na 1)

komputer-odbiorca kopiuje wiadomość i usuwa żeton

komputer-nadawca stwierdza brak żetonu i usuwa wiadomość

jeśli ramka zginie, to wytwarza się nową


Ten system komunikacji jest wykorzystywany w sieciach lokalnych
wykorzystujących protokoły Token Ring (IEEE 802.5) oraz FDDI.
Standardy EIA/TIA-568B


Instalacja sieciowa powinno być wykonane zgodnie z
normamiEIA/TIA-568B, które kreślają sposób wykonania okablowania:


poziomego
węzłów dystrybucyjnych
szkieletowego
pomieszczeń zawierających urządzenia sieciowe
miejsc pracy i urządzeń wejściowych
Standardy EIA/TIA-568B (cd)


Okablowanie poziome łączy każde gniazdo telekomunikacyjne z
poziomym punktem dystrybucyjnym (krosownicÄ…).


Rodzaje przewodów:


UTP (Unshielded Twisted Pair): max. długość segmentu 3+90+6 (3m
kabel od urzÄ…dzenia sieciowego do gniazda, 90m od gniazda telekomunikacyjnego
do krosownicy, 6m kable połączeniowe w węźle dystrybucyjnym)
RG58A/U (kabel koncentryczny): 50 W, max. długość
segmentu 185m, max. liczba węzłów 30
kabel światłowodowy wielomodowy (62.4/125 mm)

Wtyk RJ-45

-----------------------------
| |
| - ---------- |
| | | | | 1 --- |
| | | | | 2 --- |
-------| | | | | 3 --- |
| | | | | 4 --- |
| | | | | 5 --- |
-------| | | | | 6 --- |
| | | | | 7 --- |
| | | | | 8 --- |
| - ---------- |
| |
-----------------------------
Uwaga: złote styki u góry, języczek u dołu

Kabel prosty










DCE (RJ-45)

DTE (RJ-45)



1
biało-pomarańczowy
1 ® 1
biało-pomarańczowy
1

2
pomarańczowy
2 ® 2
pomarańczowy
2

3
biało-zielony
3 ® 3
biało-zielony
3

4
niebieski
4 ® 4
niebieski
4

5
biało-niebieski
5 ® 5
biało-niebieski
5

6
zielony
6 ® 6
zielony
6

7
biało-brązowy
7 ® 7
biało-brązowy
7

8
brÄ…zowy
8 ® 8
brÄ…zowy
8
Kabel skrośny










DCE (RJ-45)

DTE (RJ-45)



1
biało-pomarańczowy
1 ® 3
biało-zielony
1

2
pomarańczowy
2 ® 6
zielony
2

3
biało-zielony
3 ® 1
biało-pomarańczowy
3

4
niebieski
4 ® 4
niebieski
4

5
biało-niebieski
5 ® 5
biało-niebieski
5

6
zielony
6 ® 2
pomarańczowy
6

7
biało-brązowy
7 ® 7
biało-brązowy
7

8
brÄ…zowy
8 ® 8
brÄ…zowy
8
Zalety okablowania UTP


łatwość instalacji (korytka, złącza krawędziowe, RJ45)
łatwość rozbudowy
odporność na zakłócenia
łatwość lokalizowania i usuwania awarii sieci
Standardy EIA/TIA-568B (cd)


Węzeł dystrybucyjny (wiring closet):


wydzielone miejscem w budynku, które służy do łączenia okablowania
przenoszącego dane i głos

centralny punkt Å‚Ä…czÄ…cy urzÄ…dzenia sieci LAN w topologii gwiazdy

ściany wyłożone sklejką o grubości 20mm (w odległości 30mm od ściany) i
pokryte farbÄ… ognioodpornÄ…

wyposażenie: panele montażowe (patch panel), koncentratory,
przełączniki, routery, POP (Point of Presence)

liczba: na każde 1000m2 powierzchni przypada jeden węzeł
dystrybucyjny
Standardy EIA/TIA-568B (cd)


Sieć o topologii rozszerzonej gwiazdy wymaga


głównego węzeła dystrybucyjnego (MDF, Main Distribution Facility)

pośrednich węzłów dystrybucyjnych (IDF,
IntermediateDistribution Facility)
Standardy EIA/TIA-568B (cd)


Okablowanie szkieletowe łączy węzły dystrybucyjne w topologii
rozszerzonej gwiazdy i obejmuje


okablowanie pionowe (pomiędzy węzłami na różnych piętrach)
okablowanie pomiędzy MDF i POP,
okablowanie pomiędzy budynkami


Typy mediów sieciowych:


UTP 100 W
STP 150 W
światłowód wielomodowy 62.5/125mm
światłowód jednomodowy
Standardy EIA/TIA-568B (cd)


Standardy IEEE i EIA/TIA-568B określają sposób testowania sieci po
zakończeniu instalacji.


Testery okablowania wyznaczajÄ…:


długość okablowania
położenie wadliwych połączeń (skrzyżowane pary)
skrzyżowane pary przewodów
poziomy tłumienności
poziomy przesłuchu zbliżnego (near-end crosstalk)
poziomy zakłóceń
położenie kabli w ścianach
UrzÄ…dzenia LAN:


warstawa 1:


wieloportowy wzmacniak (multiport repeater), koncentrator
sieciowy (hub)
stackable hub
dual-speed hub
nadbiornik (tranceiver=transmitter-receiver)

warstwa 2:


most (bridge)
przełącznik (switch) ethernetowy (wieloportowy most)

warstwa 3:


router (router)
przełącznik warstwy 3. (brouter)
Zasada 5-4-3-2-1 łączenia urządzeń sieci Ethernet
10Base-T:


jest tylko 5 segmentów pomiędzy każdymi dwoma węzłami
są tylko 4 wzmacniaki pomiędzy każdymi dwoma węzłami
są tylko 3 segmenty, które służą do podłączania węzłów
są dwa segmenty, które nie mogą służyć do podłączania węzłów
jest jedna domena kolizyjna, w której mogą być co najwyżej 1024 węzły

Zasady łączenia urządzeń Fast Ethernet 100Base-TX


Legenda:


[p] : PC; the terminal nodes
[1] : 100 Base-TX Class I Repeater
[2] : 100 Base-TX Class II Repeater
[1/2] : 100 Base-TX Class I or Class II Repeater
[S] : 10 Base-T/100 Base-TX Switch
----- : TX cable (Twisted Pairs cable)
(Cat. 5 UTP/STP cable for 100 Base-TX,
Cat. 3, 4, or 5 UTP/STP cable for 10 Base-T.)
===== : FX cable (Half Duplex),
<===> : FX cable (Full Duplex) Multi-mode Fiber cable (62.5/125)

<- CD ->: Collision Domain

Zasady łączenia urządzeń Fast Ethernet 100Base-TX



100m 100m
[p]------------------------[1/2]-------------------------[p]
|<------------------------ CD 1 ------------------------>|

100m 5m 100m
[p]---------------------[2]------[2]---------------------[p]
|<------------------------ CD 1 ------------------------>|

100m 100m 100m
[p]---------------[S]------------------[S]---------------[p]
|<---- CD 1 ---->| |<---- CD 2 ---->|

100m 100m 100m 100m
[p]----------[1/2]---------[S]----------[1/2]------------[p]
|<--------- CD 1 --------->|<---------- CD 2 ----------->|

Zasady łączenia urządzeń 100Base-TX i 100Base-FX

(2) 100m 160m 100m 100m
[p]-------------[1]=======[S]-----------[1/2]------------[p]
|<---------- CD 1 --------->|<----------- CD 2 -------->|

(3) 100m 208m 100m 100m
[p]-------------[2]=======[S]-----------[1/2]------------[p]
|<----------- CD 1 --------->|<-------- CD 2 ----------->|

(4) 100m 412m 100m
[p]--------------[S]====================[S]--------------[p]
|<---- CD 1 ---->| |<---- CD 2 ---->|

(5). 100m 2000m 100m
[p]--------------[S]<==================>[S]--------------[p]
|<---- CD 1 ---->| |<---- CD 2 ---->|


Urządzenia LAN: przełącznik ethernetowy 3Com 3300


obsługa kilkunastu tysięcy adresów MAC

automatyczny wybór prędkości transmisji (auto-sensing) portu w
zależności od rodzaju przyłączonego urządzenia sieciowego

możliwość tworzenia wirtualnych LAN-ów (VLAN)

możliwość traktowania wielu równoległych połączeń jako jednego (port
trunking)

możliwość tworzenia zapasowych połączeń (resilient links, spanning
tree (IEEE 802.1d))
Urządzenia LAN: przełącznik ethernetowy 3Com 3300 (cd)


kontrola tłoku (przeciążenia) poprzez Intelligent Flow Managment (IEEE
802.3x)

możliwość priorytetyzowania ruchu poprzez zastosowanie ośmiu kolejek (IEEE
802.1p)

zastosowanie podwójnych kolejek pozwala na oddzielne buforowanie ruchu o
wysokim priorytecie, co poprawia wydajność sieci multimedialnych

elastyczne buforowanie, które umożliwia dynamiczny przydział pamięci dla
buforów poszczególnych portów, w celu optymalizacji wydajności w zależności o
natężenia ruchu
Urządzenia LAN: przełącznik ethernetowy 3Com 3300 (cd)


zarządzanie kilkoma przełącznikami zestawionymi w stos jak pojedynczym
urzÄ…dzeniem

zarządzanie i kontrolowanie całej sieci z jednego stanowiska

kontrolowanie i konfigurowanie urzÄ…dzenia za pomocÄ… przeglÄ…darki www oraz
protokołu SNMP
UrzÄ…dzenia LAN/WAN: router (cd)


Router jest urządzeniem warstwy sieciowej, które używa jednej lub wielu
metryk (np. metryki wektora odległości, najkrótszej ścieżki) dla wyznaczania
optymalnej ścieżki dla pakietów.


Komenda: netstat -nr Kernel IP routing table
Destination Gateway Genmask Flags MSS Window irtt Iface
158.75.5.190 0.0.0.0 255.255.255.255 UH 40 0 0 eth0
172.16.3.4 0.0.0.0 255.255.255.252 U 40 0 0 atm0
158.75.4.0 0.0.0.0 255.255.254.0 U 40 0 0 eth0
127.0.0.0 0.0.0.0 255.0.0.0 U 40 0 0 lo
0.0.0.0 172.16.3.5 0.0.0.0 UG 40 0 0 atm0

UrzÄ…dzenia LAN/WAN: router (cd)


Komenda: ifconfig

atm0 Link encap:UNSPEC HWaddr 00-00-00-00-00-00-00-00-00-00-00-00-00-00-00-00
inet addr:172.16.3.6 Mask:255.255.255.252
UP RUNNING MTU:4470 Metric:1
RX packets:2147483647 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
TX packets:2147483647 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
collisions:0 txqueuelen:100

eth0 Link encap:Ethernet HWaddr 00:50:DA:43:EC:05
inet addr:158.75.5.190 Bcast:158.75.5.255 Mask:255.255.254.0
UP BROADCAST RUNNING MULTICAST MTU:1500 Metric:1
RX packets:2147483647 errors:0 dropped:0 overruns:929 frame:0
TX packets:2147483647 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:15278
collisions:14047358 txqueuelen:100
Interrupt:10 Base address:0xd000

Protokoły komunikacyjne w lokalnych sieciach komputerowych


IPX/SPX (Internetwork Packet Exchange) - protokoły służącące do
łączenia komputerów używających oprogramowanie NetWare firmy Novell

NetBIOS (Network Basic Input/Output System) - protokoły
opracowane przez IBM i przejęte przez Microsoft (brak mechanizmów routingu)

NetBEUI (NetBIOS Extended User Interface) - rozszerzona wersja
NetBIOSu stosowana w systemie Windows for Workgroups oraz Windows
95/98/NT/2000 (brak mechanizmów routowania)

TCP/IP - zestaw protokołów stosowanych w lokalnych i rozległych sieciach
komputerowych będących częścią Internetu.


Lokalne sieci komputerowe mogą być sieciami heterogenicznymi.
Współczesny model sieci


Warstwy:


aplikacji
transportowa
routowania
przełączania
interfejsu sieciowego
Technlogie WAN


komutowanie obwodów


tradycyjna telefonia (POTS, Plain Old Telephone Service)
ISDN (Integrated Services Digital Network)

komutowawnie pakietów


X.25
Frame-Relay

komutowanie komórek


ATM (Asynchronius Transfer Mode)
SMDS (Switched Megabit Data Service)
Technlogie WAN (cd)


dedykowane usługi cyfrowe


T1/E1, T3/E3, i in.
xDSL
SONET

inne usługi WAN


modemy dial-up, modemy kablowe (TV)
łączność bezprzewodowa
Systemy przenoszenia sygnałów


T-1 i T-3 - schemat transmisji danych w sieciach rozległych


system wprowadzony przez Bell System w latach 1960.
linie T-1 o przepustowości 1.544Mb/s składają się z 24 kanałów 64Kb/s;

linie T-3 o przepustowości 44.736Mb/s

skrętka, kabel koncentryczny, włókna światłowodowe, fale radiowe


E-1 i E-3 - schemat transmisji danych w sieciach rozległych
używany w Europie, który przenosi dane z szybkością 2.048 i 34.368 Mb/s
(odpowiednik schematów T-1 i T-3).


HDLC (High-level Data Link Control) - protokół warstwy
Å‚Ä…cza danych do transmisji synchronicznej.
Systemy przenoszenia sygnałów (cd)


X.25 - standard ITU-T określający w jaki sposób podłączać
terminale oraz komputery (urzÄ…dzenia DTE i DCE) do sieci publicznych typu PDN
(Privite Data Networks). Ten standard określa protokół warstwy łącza
danych LAPB (Link Access Procedure, Balanced) oraz protokół warstwy
sieci PLP (Packet Level Protocol). Umożliwia tworzenie sieci WAN.
Protokół przystosowany do przekazywania sygnałów analogowych, wyposażony w
mechanizmy korekcji błędów.


Frame-Relay - standard przemysłowy określający protokół warstwy
łącza danych pozwalający tworzyć sieci wykorzystujące komutowanie pakietów.
Znajduje zastosowanie w sieciach rozległych WAN, przy łączeniu sieci LAN oraz do
przesyłania głosu.
Systemy przenoszenia sygnałów (cd)


Charakterystyka Frame-Relay:


protokół z komutowaniem pakietów zmiennej długości

umożliwia tworzenie wielu wirtualnych obwodów przy wykorzystaniu
enkapsulacji HDLC pomiędzy połączonymi urządzeniami


PVC (Permanent Virtual Circuits) - stałe, logiczne połączenie
pomiędzy urządzeniami sieciowymi użytkownika o określonej przepustowości
(CIR, Committed Information Rate)
SVC (Switched Virtual Circuits)

możliwość gwarantowania jakości usług (priorytety ramek)

wydajniejszy od X.25, ograniczona kontrola poprawności przesyłanych danych
(brak mechanizmów retransmisji ramek)
Systemy przenoszenia sygnałów (cd)


SONET (Synchronous Optical Network) - specyfikacja
synchronicznej transmisji danych z dużą szybkością (do 2.5 Gb/s) po włóknach
światłowodowych opracowany przez Bellcore. Podstawowy elementem składowym jest
STS-1.


STS-1 (Synchronous Transport Signal level 1) - podstawowy
blok SONET-u pracujący z szybkością 51.84 Mb/s. Większe szybkości SONET-u są
definiowane jako STS-n, gdzie n jest wielokrotnoÅ›ciÄ… 51.84 Mb/s. Także OC-1
(Optical Carrier) i OC-n.


SDH (Synchronous Digital Hierarchy) - europejski standard
(podobny do SONET-u), który definiuje szybkości i formaty danych przesyłanych
przez włókna światłowodowe. STM-1 jest podstawową szybkością równą 155.52Mb/s.
Systemy przenoszenia sygnałów (cd)


ATM (Asynchronous Transfer Mode) - standard przesyłania
danych, głosu, obrazu w postaci komórek o stałej długości 53 bajtów. Stała
długość komórek pozwala przetwarzać je sprzętowo, co zmniejsza opóźnienia. ATM
wykorzystuje media transmisyjne o dużej szybkości, takie jak T-3/E-3, SONET/SDH.




Porównanie gigabitowego Ethernetu i ATM




cecha
Gb Ethernet
ATM

połączenia z LAN
brak konwersji
konieczność konwersji


łatwość integracji
z ramek do komórek



emulacja LAN

jakość usługi
bezpołączeniowo
połączeniowo

QoS
zorientowany
zorientowany

typowa topologia
LAN, grupy robocze
WAN, sieć szkieletowa


sieć szkieletowa

szybkość
1Gb/s
155Mb/s, 622Mb/s


ATM ustępuje gigabitowemu ethernetowi pod względem
szybkości, ale pozwala na wydzielanie pasm dla konkretnych połączeń i tym samym
umożliwia pewne przekazywanie danych do aplikacji (QoS).
UrzÄ…dzenia WAN: modemy


Modem jest urządzeniem, które przekształca sygnały cyfrowe generowane
przez komputer na sygnały analogowe, które mogą być przesyłane po linii
telefonicznej oraz przekształca docierające sygnały analogowe na ich cyfrowe
odpowiedniki (MOdulator/DEModulator).

Przekształcanie sygnałów odbywa się zgodnie z protokołami modulacyjnymi i
one decydują o surowej (bez kompresji) prędkości przesyłania danych.

Organizacja ITU-T (International Telecommunications Union -
Telecommunication Standardization Sector) zajmuje siÄ™ standaryzacjÄ…
protokołów komunikacyjnych wykorzystywanych w urządzeniach
telekomunikacyjnych.
UrzÄ…dzenia WAN: modemy (cd)



Najpopularniejsze protokoły modemowe z serii V






Protokół
Maksymalna
Czas transmisji
Sposób modulacji


szybkość (b/s)
1MB danych


V.32
9600
14 min 34 sek.
QAMf

V.32bis
14400
9 min 42 sek.
QAM

V.34
28800
4 min 51 sek.
QAM

V.34+
33600
4 min 10 sek.
QAM

V.90
56000
2 min 28 sek.
PCMf
jednostronna

V.92
56600
2 min 28 sek.
PCM dwustronna

f Quadrature
Amplitude Modulation

f Pulse Code Modulation
UrzÄ…dzenia WAN: modemy (cd)


Nowoczesne modemy są wyposażone w możliwości kompresji i korekcji
przesyłanych danych (standardy MNP, Microcom Networking Protocol,
V.42, V.44).

Modemy pracujące z korekcją błędów potrafią odfiltrowywać szumy oraz
ponownie przesyłać uszkodzone dane.

Modemy nawiązujące łączność potrafią uzgodnić najwyższą możliwą prędkość
przesyłania danych i stosowaną korekcję błędów.
UrzÄ…dzenia WAN: modemy (cd)


Zalety protokołu V.92 (www.v92.com/about):


lepsza kompresja danych (nie 4 do 1 jak w V.42bis, lecz 6 do 1 dzięki
protokołowi V.44)

przyspieszenie przeglądania stron WWW (do 120%) dzięki stosowaniu przez
wiele witryn internetowych mocno skompresowanych plików html

większa szybkość przesyłanie danych (nawet do 40%)

ulega skróceniu o około 25% czas nawiązywania połączenia z centralą
operatora telefonicznego

możliwość czasowego zawieszania połączenia modemowego, aby przyjąć rozmowę
telefonicznÄ…

zastosowanie modulacji impulsowo-kodowej (PCM)
UrzÄ…dzenia WAN: modemy ISDN


ISDN (Integrated Services Digital Networks) - sieć cyfrowa usług
zintegrowanych


tryb podstawowy BRA 2B+D (Base Rate User Access):


dwa kanały B (Bearer Channel) po 64kb/s do transmisji danych
kanał D (16kb/s) do przesyłania informacji sterujących
Całkowita przepustowość łącza podstawowego wynosi 144kb/s.

tryb rozszerzony PRA 30B+D (Primary Rate User Access)


30 kanałów B (64kb/s)
jeden kanał D (64kb/s)
Całkowita przepustowość 1920kb/s.
Do łącza ISDN można podłączyć maksymalnie 8 urządzeń
abonenckich (terminali), czyli telefonów, faksów, komputerów.
UrzÄ…dzenia WAN: xDSL


xDSL (Digital Subscriber Line) - cyfrowa linia abonencka (CLA)
wykorzystująca stałe połączenie pomiędzy siedzibą klienta, a centralą operatora
sieci telefonicznej




ISDN DSL (IDSL) - BRA (2B+D), zasiÄ™g do 6 km, Frame Relay
Single Line DSL (SDSL) - CLA oparta na jednej parze przewodów, szybkość
768 Kb/s, zasiÄ™g 3 km, szybkość taka sama w obu kierunkach (symetryczy
DSL)
High Data Rate DSL (HDSL) - CLA o szybkiej transmisji danych, dwie pary
przewodów, szybkość od 384 Kb/s do 2 Mb/s, zasiÄ™g 4 km
UrzÄ…dzenia WAN: xDSL (cd)




Asymmetric DSL (ADSL) - asymetryczna CLA, para parzewodów, zasięg do
6 km, szybkość do 8 Mb/s z centrali do klienta, 640Kb/s od klienta
do centrali

Rate Adaptive DSL (RADSL) - CLA o adaptacyjnej szybkości transmisji
(rozszerzenie ADSL), która potrafi dostosować szybkość przesyłania danych do
stanu Å‚Ä…cza

Very high data rate DSL (VDSL) - bardzo szybka CLA, zasiÄ™g 1.5 km,
szybkość do 52 Mb/s z centrali do klienta, 2Mb/s od klienta do centrali






Technologia
Szybkość
Medium



GSM
9.6 to 14.4Kb/s
RF

zwykła telefonia
do 56 Kb/s
TP

Frame Relay
56 Kb/s
różne

ISDN
BRI: 64-128 Kb/s
TP


PRI: 24/30 (T-1/E-1)


Enhanced Data GSM
384 Kb/s
RF

Frame Relay
56 Kb/s - 1.544 Mb/s
TP/koncentryk

DS1/T-1
1.544 Mb/s
TP/koncentryk/światłowód

UMTS
do 2Mb/s
RF

E-carrier
2.048 Mb/s
TP/koncentryk/światłowód

T-1C (DS1C)
3.152 Mb/s
TP/koncentryk/światłowód

IBM Token
4.16 Mb/s
TP/koncentryk/światłowód

DS2/T-2
6.312 Mb/s
TP/koncentryk/światłowód

DSL
512 Kb/s do 8 Mb/s
TP

E-2
8.448 Mb/s
TP/koncentryk/światłowód





Technologia
Szybkość
Medium



Ethernet
10 Mb/s
10Base-2/5, 10Base-F

E-3
34.368 Mb/s
TP/światłowód

T-3
44.736Mb/s
TP/światłowód

OC-1
51.84 Mb/s
światłowód

Fast Ethernet
100 Mb/s
100Base-T

FDDI
100 Mb/s
światłowód

T-3D (DS3D)
135 Mb/s
światłowód

E-4
139.264 Mb/s
światłowód

OC-3/SDH
155.52 Mb/s
światłowód

E-5
565.148 Mb/s
światłowód

OC-12/STM-4
622.08 Mb/s
światłowód

Gigabit Ethernet
1 Gb/s
TP/światłowód

OC-24
1.244 Gb/s
światłowód

OC-48/STM-16
2.488 Gb/s
światłowód

OC-192/STM-64
10 Gb/s
światłowód

OC-256
13.271 Gb/s
światłowód
Za i przeciw Linuksowi


Genesh C. Prasad The Practical Manager's Guide to Linux.Can
you profitably use Linux in your organization?


http://www.osopinion.com/Opinions/GaneshCPrasad/GaneshCPrasad2.html

Plusy Linuksa


Dlaczego warto się przyjrzeć Linuksowi?

GNU Project i Linux. Linux jest darmowy

Dostępność kodów źródłowych oprogramowania

Koniec problemów z licencjami

Stabilność

Wydajność

Zgodność ze standardami

Szerokie wsparcie sprzętowe

Rdzenne wsparcie dla Internetu

Współdziałanie z innymi systemami operacyjnymi

Odporność na wirusy

Silna kryptografia
Minusy Linuksa


Nieprzyjazność dla użytkownika

Problemy instalacyjne

Niedostatek aplikacji

Niedostatek dokumentacji

Brak w Linuksie cech high-endu

Bezpieczeństwo

Brak wsparcia

Brak prawa regresu

Linux ulegnie podziałowi (tak jak Unix)

Nie ma kontroli jakości przy produkcji otwartego oprogramowania



File translated from TEX by TTH, version 2.01.On 12 Apr 2003, 00:50.