Zadania poszczególnych warstw:

warstwa fizyczna - odpowiada za transmisję sygnałów w sieci. Realizuje ona konwersje bi-

tów informacji na sygnały, które będą przesy-

łane w kanale z uwzględnieniem maksymali-

zacji niezawodności przesyłu. W warstwie tej określa się parametry amplitudowe i czasowe przesyłanego sygnału, fizyczny kształt i roz-

miar łączy, zaznaczanie ich poszczególnych zestyków i wartości napięć na nich występują-

cych, sposoby nawiązywania połączenia i jego rozłączania po zakończeniu transmisji. War-

stwie tej odpowiada karta sieciowa lub mo-

dem. Na tym poziomie realizowana jest fizy-

czna transmisja danych bez kontroli ruchu i bez uwzględnienia rodzaju informacji. Cią-

głość transmisji nie jest zabezpieczona - jeśli medium zostanie zablokowane lub uszkodzo-

ne, komunikacja zostanie przerwana.

warstwa łącza danych - steruje fizyczną wy-

mianą bitów. Odpowiedzialna jest za odbiór i konwersję strumienia bitów pochodzących z urządzeń transmisyjnych w taki sposób, aby nie zawierały one błędów. Warstwa ta postrze-

ga dane jako grupy bitów, zwane ramkami. Warstwa ta tworzy i rozpoznaje granice ramki. Ramka tworzona jest przez dołączenie do jej początku i końca grupy specjalnych bitów. Inf przesyłane są na podstawie MAC-adresów. Kolejnym zadaniem warstwy jest eliminacja zakłóceń powstałych w trakcie transportu inf po kanale łączności. Ramki, które zostały prze

kazane niepoprawnie, są przesyłane ponownie. Ponadto warstwa ta zapewnia synchronizację szybkości przesyłania danych oraz umożliwia ich przesyłanie w obu kierunkach (realizacja sposobu dostępu do medium).

warstwa sieciowa - steruje działaniem podsieci transportowej. Jej podstawowe zadania to prze

syłanie danych pomiędzy węzłami sieci wraz z wyznaczaniem trasy przesyłu, określanie cha-

rakterystyk sprzęgu węzeł-komputer oblicze-

niowy, łączenie bloków informacji w ramki na czas ich przesyłania, a następnie stosowny ich podział. A więc warstwa ta zamienia ciąg bi-

tów w kanał komunikacyjny, dba o to, aby inf przepływały między odpowiednimi komputera

mi. Dane wymieniane są w postaci pakietów wysyłanych od nadawcy do odbiorcy, nie jest jednak sprawdzana ich zawartość.

warstwa transportowa - podstawową funkcją tej warstwy jest obsługa danych przyjmowa-

nych z warstwy sesji. Obejmuje ona opcjonal-

ne dzielenie danych na mniejsze jednostki, przekazywanie zblokowanych danych war-

stwie sieciowej, otwieranie połączenia stosow-

nego typu i prędkości, realizacja przesyłania danych, zamykanie połączenia. Ponadto me-

chanizmy wbudowane w warstwę transporto-

wą pozwalają rozdzielać logicznie szybkie ka-

nały łączności pomiędzy kilka połączeń siecio-

wych. Możliwe jest także udostępnianie jedne-

go połączenia kilku warstwom sieciowym, co może obniżyć koszty eksploatacji sieci. Zada-

niem tej warstwy jest przekazywanie docelowe (czyli ostateczne to-end dostarczenia) reakty-

wowane przez porty. Dopiero ta warstwa tro-

szczy się o bezpieczeństwo i pewność wymia-

ny danych.

warstwa sesji - kontrola poprawności danych o ile warstwa niższa tego nie realizuje, usługi nazewnicze. W tym momencie kończy się czysta wymiana bajtów, a znaczenia nabiera rodzaj inf. Dopiero ta warstwa pozwala reali-

zować usługi takie, jak np. pobieranie z serwe-

ra.

warstwa prezentacji - uzgadnianie wspólnego formatu danych, kodowanie i dekodowanie danych

warstwa aplikacji - tu działają aplikacje zwią-

zane z komunikacją w sieci

APLICATION

PRESENTATION

SESSION

Aplikacje:

-TELNET - praca zdalna

-FTP (File Transfer Protocol)-transfer plików

-SMTP (Simple Mail Transfer Protocol)-pocz-

ta elektroniczna

-HTTP, POP3, MIME

Protokoły:

-X-udostępnia rozproszone środowisko okien-

kowe

XServer (serwer X)-program udostępniają-

cy usługi w środowisku graficznym na żądanie aplikacji typu klient X

XClient (klient X)-program korzystający z usług udostępnianych przez program typu ser-

wer X (np. emulacja terminala graficznego)

XWindow Manager (menadżer okien X) - program umożliwiający zmianę rozmiaru, przesuwanie i modyfikację okien wyświetla-

nych na ekranie

XLibrary (biblioteka X)-biblioteka proce-

dur w j. C, ułatwiająca tworzenie aplikacji XWindow

XToolkits (narzędzia X)-biblioteka progra-

mów ułatwiająca tworzenie elementów inter-

fejsu użytkownika (przyciski, paski menu, itp.)

Widget-jest to oknoX,powiązane z nim da-

ne oraz procedury służące do wykonywania operacji na tych danych

-Kerberos-protokół zabezpieczający. Działa-

nie tego protokołu opiera się na współpracy serwera kontrolującego z serwerem wydają-

cym bilety dostępu

-CMOT (CMIP)-protokół zarządzania inf.

CMIS (Common Managment Information Service) - usługa udostępniona przez CMIP (ASN.1 - j. w którym napisana jest definicja CMIP)

-SNMP (Simple Network Managment Protocol)-protokół zarządzania siecią. Zamiast pojęć klient-serwer używa się terminów: agent-menedżer. Agentem nazywa się program określający status węzła sieci. Menedżer (apli-

kacja) komunikuje się z agentami za pomocą komunikatów przesyłanych w sieci.

-RPC-specjalne programy pozwalające aplika-

cjom wywoływać procedurę uruchamiającą serwer, serwer zwraca wówczas odpowiednie zmienne i kody do adresata

-NFS-zestaw protokołów-rozproszony system zarządzania plikami

-TFTP-protokół przesyłania plików

-DNS (Domain Name Services)-system adre-

sowania; rozproszona baza danych zawierająca adresy IP i ich aliasy (czyli przypisane im nazwy)

1. Klienci DNS (resolver'y)

2. Serwery DNS

-Primary Name Server:

-autorytatywne źródło wiedzy o hos-

tach danej strefy

-steruje bazą danych:

adresy (A)

aliasy (CNAME)

mail exchange (MX) - do kogo skierować pocztę

serwery nazw (NS) - jakie komputery obsługują nazwy w poddomenach

-Secondary Name Server

-okresowo kopiuje baze od Primary NS

-"fault tolerance" (odporność na uszko-

dzenia) - jeśli nie można skontaktować się z Primary

-"load balancing"-rozładowanie obcią-

żenia

-"Caching only" NS

-zapamiętuje nazwy (zapytania)

Adresowanie:

-przypisany identyfikator użytkownika (aplikacje użytkownika)

-Well-Known-Ports (aplikacje internetu)-liczba całkowita z zakresu 1-65535 (1-1024 - pow-

szechnie znane usługi)

Porty są czymś w rodzaju punktów końco-

wych. Są to adresowalne miejsca umożliwiają-

ce nawiązanie połączenia logicznego. Nazy-

wane również portami kontaktowymi usług, udostępniają określone usługi na żądanie in-

nych aplikacji. Nr portów aplikacji są publiko-

wane przez organizację IANA (Internet Assigned Numbers Authority).

portmap-111-program infirmujący komputery, chcące nawiązać połączenie, pod jakimi nr portów są dostępne poszczególne usługi

telnet-23

ftp-20(dane) i 21(program transferu plików)

smtp-25

nds-53

snmp-161 (pułapki-62)

www-80

TRANSPORT

Mechanizmy transportowe:

-TCP (Transport Core Protocol)-protokół po-

łączeniowy (nawiązanie połączenia-transmisja danych-zerwanie połączenia), adresowanie po-

przez porty, mechanizmy sekwencyjności da-

nych, mechanizmy gwarantujące dostarczanie danych (potwierdzanie otrzymanych danych, mechanizmy retransmisji danych, mechanizmy przesuwającego się okna), steruje on danymi otrzymanymi z warstwy aplikacyjnej

-UDP (User Datagram Protocol)-protokół bez

połączeniowy, przypisuje porty, mechanizmy sekwencyjności wysyłanych danych, brak me-

chanizmów kontroli dostarczenia danych, apli-

kacje korzystające z UDP muszą mieć własne mechanizmy weryfikacji i retransmisji danych

NETWORK

Protokoły

-IP (Internet Protocol)-dostarczenie inf. do właściwego hosta. Transportuje datagramy w sieci. Datagram składa się z danych przekazy-

wanych przez warstwę aplikacyjną oraz na-

główka i bloku końcowego dodanego w wars-

twie transportowej. Protokół IP korzysta z 32-bitowych adresów identyfikujących sieci i wę-

zły. Umożliwia sterowanie routerami i innymi urządzeniami sieciowymi produkowanymi przez różnych producentów.

-ICMP (Internet Control Massage Protocol) - wysyła komunikaty określające status węzłów sieci. Komunikat taki może być powiadomie-

niem o błędzie lub po prostu zawierać inf. o bieżącym stanie węzła. ICMP umożliwia wy-

dawanie poleceń dla urządzeń sieciowych, któ-

re odpowiadają zwracając inf. o swoim stanie. W tym celu wykorzystywany jest specjalny program PING.

-ARP (Address Resolution Protocol)-tłumaczy adres IP na MAC-adres, czyli zwraca adres fizyczny dowolnego węzła. Logiczne połącze-

nie pomiędzy tymi dwoma adresami określa się skrótem BIND. Gdy węzeł wysyła pakiet IP, konieczne jest ustalenie fizycznego adresu sieciowego równoważnego zapisanemu w pa-

kiecie adresowi IP. Węzeł rozsyła pakiet ARP, zawierający adres IP węzła docelowego, a wę-

zeł docelowy w odpowiedzi zwraca swój adres fizyczny. Uzyskana informacja przechowywa-

na jest w podręcznym buforze. Gdy węzeł ponownie będzie chciał wysłać pakiet IP, sprawdzi najpierw, czy w buforze nie ma już odpowiedniego adresu fizycznego stacji doce-

lowej. Jeśli jest, to skorzysta z niego, a proce-

dura z rozsyłaniem pakietu ARP nie będzie (niepotrzebnie) powtarzana. Pozwala to na zmniejszenie ruch w sieci.

Oprogramowanie ARP utrzymuje tablicę tran-

slacji między adresami IP i Ethernet. Tablica ta jest budowana dynamicznie. Gdy ARP o-

trzymuje polecenie przełożenia adresu IP, sprawdza zawartość swojej tablicy. Jeżeli znaj-

dzie w niej właściwą informację, zwraca adres Ethernet do programu pytającego o ten adres. Natomiast gdy w tablicy brak jest odpowied-

nich danych, ARP rozsyła w trybie rozgłosze-

niowym pakiet do wszystkich komputerów w sieci Ethernet. Pakiet zawiera adres IP, dla którego jest poszukiwany adres sieciowy. Je-

żeli jakiś komputer stwierdzi, że jest to jego własny adres IP, odpowiada podając swój ad-

res Ethernet. Odpowiedź jest zapamiętywana w tablicy ARP.

-RARP (Reverse Address Resolution Protocol)-odwrotnie do ARP. Czyli tym razem RARP zmusza węzeł do rozesłania swojego adresu fizycznego - wówczas inny węzeł sieci LAN odpowiada na przekaz zwracając adres IP węzła źródłowego. RARP pomaga konfigu-

rować systemy bezdyskowe, pozwalając im na uzyskanie informacji o ich adresie IP. Każdy system zna swój adres Ethernet, ponieważ jest on zawarty w sprzęcie stanowiącym interfejs do sieci. Bezdyskowe stacje wykorzystują przesyłkę rozgłoszeniową do zapytania o adres IP, odpowiadający ich adresowi Ethernet.

Protokoły bramkowe: (umożliwiające wzajem-

ne komunikowanie się urządzeń trasujących - routerów)

-RIP (Routing Information Protocol)-protokół wymiany informacji między routerami, jest to protokół typu "distance-vector" (wektor odleg-

łości).

"distance-vector":

-router wpisuje do swojej tablicy routingu sieci bezpośrednio do niego przyległe z kosztem 0

-okresowo każdy router przesyła do routerów sąsiednich swoją bazę

-router, który odebrał informację, modyfikuje na jej podstawie swoją tablice routingu:

-dopisuje informacje o trasach, których nie zna (zwiększając koszt o 1)

-modyfikuje informacje, jeżeli wynika z nich mniejszy koszt

-modyfikuje informacje również, gdy ma wyższy koszt ale pochodzi z tego samego źródła

gateway'e-są to wydzielone komputery, bądź urządzenia sieciowe poprzez, które łączą się ze sobą komputery z różnych sieci. W przypadku, gdy komputer jest włączony do dwu różnych sieci, to będzie on posiadał dwa różne adresy IP. Będzie on gateway'em pomiędzy tymi się-

ciami. Każdy gateway może posiadać jeden nr IP w każdej sieci. Adresy sieci są rozróżniane przy pomocy masek sieciowych. Użytkownik, więc może ignorować to, że dany komputer znajduje się poza lokalną siecią komputerową. Dzięki gateway'ą możliwa jest wymiana pakie-

tów między komputerami znajdującymi się w różnych sieciach oddalonych od siebie nawet o setki kilometrów.

Tablica rutowania:

Gateway'e kierują dane między sieciami; jed-

nakże wszystkie urządzenia sieciowe, zarówno komputery jak i Gateway'e muszą podejmo-

wać decyzje o kierowaniu przesyłek. Dla wię-

kszości komputerów decyzja jest prosta: Jeże-

li, komputer docelowy znajduje się w sieci lo-

kalnej, dane są dostarczane wprost do niego; jeśli komputer docelowy znajduje się w innej sieci, dane są przekazywane do lokalnego ga-

teway'a Ponieważ marszrutowanie jest ukie-

runkowane na sieci, IP podejmuje decyzję na podstawie sieciowej części adresu. Określa część sieciową adresu badając jego najstarsze bity i w ten sposób wyznacza klasę adresu. Klasa decyduje, jaka część adresu służy do identyfikacji sieci. Jeżeli sieć docelowa jest siecią lokalną, do adresu przeznaczenia dodat-

kowo stosowana jest maska podsieci. Po okre-

śleniu sieci docelowej, moduł IP poszukuje jej w lokalnej tablicy rutowania. Pakiety są kiero-

wane do ich miejsca przeznaczenia na pods-

tawie tablicy rutowania. Tablica może być zbudowana przez administratora sieci, bądź przez protokoły rutowania, rezultat końcowy jest jednak identyczny. Decyzje podejmowane przez IP dokonują się na podstawie przegląda-

nia tej tablicy.

Mapowanie adresów:

Router musi zniszczyć otrzymany pakiet jeżeli nie znajdzie w swojej tabeli routingu odpowie-

dniej dla niego drogi do miejsca przeznacze-

nia. W celu uniknięcia takiego przypadku usta-

nowiono drogi i routery domyślne tzn. takie, do których takie pakiety bez drogi do celu są przesyłane. Droga domyślna jest zdefiniowana w tabeli routingu routera jako droga do sieci o adresie 0.0.0.0. Jeżeli router nie znajdzie w swojej tabeli routingu jasno zdefiniowanej drogi do miejsca przeznaczenia pakietu to przesyła dany pakiet do najbliższego routera wpisanego w drogę do sieci o adresie 0.0.0.0. Jest to również metoda na zmniejszenie przez administratorów tabel routingu w zarządza-

nych przez nich routerach, a co za tym idzie na przyśpieszenie ich działania. Administrator sieci może bowiem ograniczyć tabelę routingu routera wyłącznie do najbliższych routerów i routera domyślnego. Należy jednak uważać aby w końcu taki pakiet trafił do systemu In-

ternetu gdzie któryś z routerów znajdzie dla niego właściwą drogę.

-OSPF (Open Shortest Path First) -

Adresowanie:

Metody przypisywania adresów IP:

-ręcznie

-przez DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol):

1. Klient DHCP.

-dostęp automatyczny do informacji kon-

figuracji TCP/IP

2. Serwer DHCP.

-posiada pewną pulę adresów

-inna informacja TCP/IP

-przyznaje adresy na zadanie hostów:

-adresowanie statyczne (ten sam host dostaje zawsze ten sam adres na pods-

tawie MAC-adresu)

-adresowanie dynamiczne (proponowa-

ny jest wolny adres z puli)

Procedura:

DHCP Discover (klient → serwer)

-broadcast

-MAC-adres rządający hosta

DHCP Offer (serwer → klient)

-broadcast

-oferowany adres IP (pierwszy wolny z puli)

-MAC-adres klienta dla którego to jest odp.

-maska podsieci

-czas, na który klient chce wypożyczyć adres

-identyfikator serwera

DHCP Request (klient → serwer)

-broadcast

-MAC-adres klienta

-identyfikator serwera

-zadany adres IP

DHCP ACK (serwer → klient)

-broadcast

-informacje konfiguracyjne

Odświeżanie adresu:

1/2 - czasu wypożyczenia - klient wysyła (unicastem - do konkretnego serwera) DHCP Request

7/8 - czasu wypożyczenia - powtórnie klient wysyła DHCP Request, jeżeli się nie uda za pierwszym razem

DATA LINK:

Protokoły:

-Ethernet

-Token Ring

-FDDI (Fiber Distributed Data Interface)

-X.25

Adresowanie:

-adresy LSAP (Local Source Access Point) - podwarstwa LLC

-adresy MAC (Media Access Control) - pod-

warstwa MAC (adresy 48-bitowe)

Adresy fizyczne:

-6B - 12 cyfr szesnastkowych, ciągi

-adres ten jest przypisywany przez producenta

-adres składa się z kodu producenta + kodu da-

nego urządzenia

-adres wyznacza typ:

-unicast-reprezentuje jedno urządzenie

-multicast-adresuje pewną grupę urządzeń

- broadcast-wszystkie urządzenia

Dostęp do medium:

CSMA/CD (Carrier Sense Multiplay Access / Collision Detection)

A transmituje do B:

-sprawdza czy medium jest wolne:

-jeżeli tak rozpoczyna transmisję i nadsłu-

chuje kolizji

-jeżeli nie czeka losowy czas

Jeżeli dotrze (wyśle) pierwsze 64B, to ramka już wie, że do kolizji nie dojdzie, bo inne ram-

ki są w stanie zorientować się, że odbywa się już transmisja.

Jeżeli ramka nie wykryje kolizji, zakłada, że dane zostały wysłane. Jeżeli dojdzie do kolizji, każda ze stacji przestaje transmitować i pow-

tórnie próbuje transmisji po losowym czasie (max - 5 prób).

Urządzenia warstwy Data Link:

-bridge

-transparent bridge (ethernet)

-source-routing bridge (token-ring)

-switche

PHYSICAL

Nośniki:

(Ethernet)

-skrętka dwużyłowa

-kabel koncentryczny

(X.25)

-linie satelitarne

-mikrofale

-szeregowe linie telefoniczne

(FDDI)

-światłowody

Topologie fizyczne sieci:

-bus-liniowa

-star-gwiezdna

-ring-pierścieniowa

Adresowanie:

karty interfejsu

NAGŁÓWKI:

Data Link:

DA (Destination Address)-(6B) adres docelo-

wy

SA-(6B)

TF-(2B) typ pola protokołu wyższego pozio-

mu

Dane...-(46B)

CRC-(4B)

Network:

ARP:

Data Link

Network

Dane...

IP: musi on dokładnie podać od kogo dane pochodzą, dokąd powinny być dostarczone oraz w jaki sposób pakiety danych powinny być traktowane. Nagłówek niesie też ze sobą klucz, za pomocą którego odbiorca jest w stanie poprawnie odtworzyć informację z nadesłanych fragmentów.

wersja (IP4)-(4B)

dł. nagłówka-(4B)

typ obsługi-(8B) wpływa na sposób, w jaki traktowany jest pakiet, np. bardzo ważne pakiety możemy oznaczyć etykietą wysoki priorytet

dł. pakietu-(16B) mówi z ilu bajtów składa się cały pakiet, włącznie z nagłówkiem

identyfikator-(17B) kolejne liczby będące nr pakietów

flaga DF (don't fragment)-(1B) tak oznaczony może być przesyłany dalej tylko w całości, jeżeli okaże się zbyt duży dla komputera docelowego, zostanie skasowany

flaga MF (more fragments)-(1B) oznacza, że podczas transmisji pomiędzy komputerami pakiet został podzielony na części, a ode-

brana paczka danych jest tylko jego frag-

mentem. Początek fragmentu informuje o tym, od którego bajtu pierwotnego pakietu rozpoczyna się dany fragment.

przesunięcie pakietu-(13B)

TTL (Time To Live)-(8B) określa jak długo pa-

kiet może być jeszcze przesyłany do kolejnych węzłów sieci. Po przejściu przez każdy węzeł wartość ta zmniejszana jest o 1. Kiedy w koń-

cu osiągnie zero, pakiet jest po prostu kasowa-

ny. Procedura ta stosowana jest po to, aby pa-

kiety, których nie można dostarczyć nie krąży-

ły w sieci bez końca.

protokół transportowy (wyższego poziomu) - (8B) jest parametrem mówiącym o tym, jaki sposób transmisji przewidziany jest dla danego pakietu.

CPC-(16B) suma kontrolna, dzięki niej można określić czy nagłówek został przesłany bez-

błędnie.

adres nadawcy-(32B) adres komputera źródł.

adres odbiorcy-(32B) adres komputera doc.

opcje-(24B) zawierają informacje specjalne, np. do zarządzania siecią

znak wypełnienia-wypełnia wolne miejsce aż do końca ostatniego 32-bitowego słowa

Transport:

TCP: Nagłówek ten informuje protokół TCP skąd i dokąd przesyłane są dane oraz jakie jest miejsce każdego pakietu w całkowitym stru-

mieniu danych.

port nadawcy-(16B)

port odbiorcy-(16B)

nr porządkowy-(32B) licznik określający bieżą

cy stan transmisji (tak jak identyfikator w IP)

nr potwierdzenia-(32B) przesyłany do odbior-

cy, potwierdza odbiór określonej porcji danych

przesunięcie danych-(4B) określa dł. nagłówka

zarezerwowane-(6B)

bity kodu (6B) flagi informacyjne (URG-bit pilności, ACK, PSH-wymuszenie wysłania bu-

fora do aplikacji, RST-wymuszenie zerwania sesji, SYN-bit synchronizacyjny, FIN-bit koń.

suma kontrolna-(16B) jest liczona dla całego pakietu

wskaźnik priorytetu-(16B)

opcje-(24B)

znak wypełnienia-(8B)

UDP:

port UDP nadawczy

port UDP odbiorczy

długość komunikatu

suma kontrolna

Internetowe adresy umowne:

[usługa].nazwa serwera.typ.kraj

Usługi: ftp, www, archie, gopher, irc

Typy: com (komercyjny), edu (edukacyjny), gov (rządowy), mil (wojskowy), org (organizacje), net (zasoby sieciowe)

Kraj: skróty krajów

---