Sieci komputerowe i Internet

1
Sieci komputerowe i Internet

• Wyklad I
• Podstawy technologii sieciowych
• Wprowadzenie do sieci LAN

2
Network (siec) - zbiór urzadzen
komputerowych, polaczonych infrastruktura
umozliwiajaca wymiane polecen sterujacych i
danych. Internetwork (miedzysiec) - zbiór
poszczególnych sieci, polaczonych urzadzeniami
posredniczacymi, dzialajaca jako pojedyncza siec.
3
Sieci lokalne - Local Area Networks (LANs) -
ograniczony zakres terytorialny, - komputery
PC, - drukarki, - serwery sieciowe. Sieci
rozlegle - Wide Area Networks (WANs) -
polaczenia sieci lokalnych poprzez lacza
dostarczane przez zewnetrznych operatorów
telekomunikacyjnych.
4
Rodzaje polaczen miedzy systemami
komputerowymi - z przelaczaniem obwodów
(circuit-switched) - stale polaczenie miedzy
systemem nadawczym i odbiorczym do ich wylacznego
uzytku - z przelaczaniem pakietów
(packet-switched) - dane podzielone na male
jednostki sa transmitowane przez wspóldzielone
przez wiele systemów lacza komunikacyjne.
5
(No Transcript)
6
Wyzwania projektowe sieci komputerowych -
zróznicowane technologie, - niezawodnosc, -
zarzadzanie, wydajnosc, bezpieczenstwo, -
elastycznosc, zdolnosc do rozwoju.
7
Organizacje standaryzacyjne International
Organization for Standardization (ISO)
American National Standards Institute (ANSI)
Electronic Industries Association (EIA)
Institute of Electrical and Electronic Engineers
(IEEE) International Telecommunication Union
Telecommunication Standardization
Sector(ITU-T) Internet Architecture Board
(IAB) Internet Corporation for Assigned Names
and Numbers (ICANN) World Wide Web Consortium
(W3C).
8
Model referencyjny ISO - Open Systems
Interconnection Warstwa 7 -- Aplikacji Warst
wa 6 -- Prezentacji Warstwa 5
-- Sesji Warstwa 4 -- Transportu Warstwa 3
-- Sieci Warstwa 2 -- Lacza danych Warstwa 1
-- Fizyczna
9
Informacje sterujace w modelu OSI - naglówki
(headers), - koncówki (trailers). Przenoszenie
danych wyzszej warstwy - encapsulation.
10
Warstwa fizyczna - specyfikuje elektryczne,
mechaniczne i funkcjonalne parametry
umozliwiajace funkcjonowanie polaczenia
fizycznego pomiedzy komunikujacymi
sie systemami. Warstwa lacza danych - zapewnia
przesylanie danych poprzez lacze fizyczne,
definiujac adresowanie fizyczne, topologie
sieci, zawiadamianie o bledach,
pozycjonowanie ramek, kontrole przeplywu.
11
Podzial warstwy lacza danych wg IEEE -
podwarstwa Logical Link Control (LLC) zarzadza
komunikacja miedzy dwoma urzadzeniami, realizuje
wspóldzielenie lacza przez rózne protokoly -
podwarstwa Media Access Control (MAC) zarzadza
dostepem do medium fizycznego, definiuje adresy
fizyczne.
12
Warstwa sieci - zapewnia trasowanie (routing)
komunikatów miedzy róznymi sieciami
fizycznymi, definiuje adresowanie
logiczne. Warstwa transportu - zapewnia
niezawodne uslugi przesylania danych na potrzeby
protokolów wyzszych warstw, w tym kontrole
przeplywu, multipleksowanie, zarzadzanie
polaczeniami (obwodami) wirtualnymi, wykrywanie i
korekcje bledów transmisji.
13
Warstwa sesji - realizuje tworzenie,
podtrzymywanie i likwidacje sesji komunikacyjnych
miedzy obiektami warstwy prezentacji (ciagu zadan
realizacji uslugi i odpowiedzi na nie). Warstwa
prezentacji - realizuje funkcje kodowania i
konwersji przesylanych danych w celu
zapewnienia ich poprawnej interpretacji. Warstwa
aplikacji - identyfikuje tozsamosc
partnerów komunikacyjnych, dostarcza informacji o
dostepnosci zasobów, koordynuje komunikacje.
14
Formaty przesylanych danych Ramka (frame) -
jednostka informacji przesylanych miedzy
obiektami warstwy lacza danych. Komórka (cell) -
j. w., ale o stalej dlugosci. Pakiet (packet) -
jednostka informacji przesylanych miedzy
obiektami warstwy sieci. Datagram - j. w., dla
uslugi bezpolaczeniowej. Segment - jednostka
informacji przesylanych miedzy obiektami warstwy
transportu.
15
Hierarchia sieci (terminologia wg ISO) End
System (ES) - urzadzenie sieciowe nie
wykonujace trasowania (PC, stacje robocze,
drukarki) Intermediate System (IS) - urzadzenie
wykonujace przesylanie danych miedzy sieciami
(mosty, routery) Area (Obszar) - logiczny
zespól polaczonych sieci Autonomous System (AS)
- zespól sieci pod wspólnym zarzadem i ze wspólna
strategia przesylania miedzysieciowego,
podzielony na obszary (areas).
16
Typy uslug sieciowych bezpolaczeniowe
(connectionless) - nie zachowana kolejnosc
danych, dynamiczny dobór tras, dynamiczna alokacja
zasobów polaczeniowe (connection-oriented) -
gwarantowana kolejnosc danych, statyczny wybór
trasy na czas calego polaczenia, statyczna
alokacja zasobów.
17
Adresowanie sieciowe Adresy warstwy lacza
danych (Data Link Layer) - identyfikacja
urzadzenia na poziomie fizycznym (sprzetowym),
przewaznie stala. Adresy podwarstwy MAC - j.w.,
w sieciach LAN wg standardów IEEE (48-bitowe,
pierwsze 6 liczb 16-wych tzw. Organizational Unit
Identifier (OUI), reszta adres seryjny
urzadzenia). Adresy warstwy sieci (Network
Layer) - identyfikacja logiczna, zalezna od
protokolu 3-ciej warstwy, wielokrotna dla
pojedynczego interfejsu fizycznego.
18
Metody rozpoznawania adresów MAC - protokól ARP
(Address Resolution Protocol) - protokól
Hello - przewidywalne adresy MAC (sa one
zapisane w adresie warstwy sieci lub wyliczalne
wg okreslonego alogorytmu - XNS, IPX, DECnet
Phase IV).
19
Dzialanie protokolu ARP
A
B
ARP cache
ARP cache
Y
X
Z
router
ARP cache
ARP cache
ARP cache
20
Typy przestrzeni adresowych - plaskie - jedna
kategoria (np. jak numer PESEL) - heriarchiczne
- podzial strukturalny na podgrupy (np. jak
adres pocztowy kraj, miasto, ulica, numer).
21
Przypisanie adresów - statyczne - stale, przez
administratora wg okreslonego planu -
dynamiczne - zmienne, po uzyskaniu polaczenia za
pomoca odpowiedniego protokolu. Nazwy sieciowe
(symboliczne) a adresy sieciowe - nazwy -
niezalezne od lokalizacji - adresy - zalezne od
lokalizacji (z wyjatkiem MAC).
22
Sterowanie przeplywem danych (Flow Control) (w
celu zapobiegania zatorom i przepelnieniom) -
buforowanie (tymczasowe przechowywanie nadmiaru
danych) - komunikaty zwrotne (zmniejszanie
tempa przeplywu danych) - potwierdzanie
(dalsza transmisja warunkowana otrzymaniem
potwierdzenia z wezla docelowego).
23
Kontrola bledów - Cyclic Redundancy Check
(CRC) - odrzucanie badz retransmisja. Multipleks
owanie laczenie wielu strumieni danych w jeden
kanal fizyczny. Metody multipleksowania -
Time-division multiplexing (TDM) - z podzialem
czasu - Frequency-division multiplexing (FDM) -
z podzialem widma czestotliwosci -
statystyczne - dynamiczny przydzial wg
obciazenia - Code-division multiplexing (CDM)
-kodowe.
24
Sieci LAN LAN - wysoko wydajna i niezawodna siec
przesylu danych obejmujaca niewielki
obszar. Przyklady - Ethernet / IEEE 802.3 -
Token Ring / IEEE 802.5 - Fiber Distributed Data
Interface (FDDI) - Arcnet
25
Metody dostepu do medium fizycznego - Carrier
Sense Multiple Access with Collision Detect
(CSMA/CD) - dostep oparty o rywalizacje -
token passing - dostep oparty o
przechwytywanie zetonu krazacego w sieci.
26
Typy transmisji w sieciach LAN - unicast-
jednen do jednego - multicast - jeden do
wielu - broadcast - jeden do wszystkich.
27
Topologie sieci LAN (fizyczne i logiczne) -
magistrala (bus) - pierscien (ring) - gwiazda
(star) - drzewo (tree).
28
Urzadzenia sieciowe LAN - wzmacniacze
(repeaters) - koncentratory (hubs) - mosty
(bridges) - przelaczniki (switches) - bramy
(routers).