Hálózati architektúrák és Protokollok Levelező képzés - 1. Kocsis Gergely

Átírás

1 Hálózati architektúrák és Protokollok Levelező képzés - Kocsis Gergely

2 Számítógéphálózat Számítógéprendszerek valamilyen információátvitellel megvalósítható célért történő összekapcsolása Erőforrásmegosztás Megbízhatóság növelése Emberi kommunikáció Sebességnövelés

3 Csoportosítás méret szerint ~m multicomputer ~km helyi hálózat, LAN

4 Csoportosítás méret szerint ~km városi hálózat, MAN ~+km nagy kiterjedésű hálózat, WAN

5 Csoportosítás méret szerint Internet

6 Internet Felépítése: végrendszerek és a köztük lévő információszállítási infrastruktúra, illetve elosztott alkalmazási platform. Végrendszer hoszt (P2P) Kliens-szerver modell esetén tovább bontható: kliens, szerver

7 Protokoll rétegbesorolási modellek Protokoll Protokollréteg Rétegbesorolási modell ISO/OSI modell Hibrid modell TCP/IP modell Alkalmazási Megjelenítési Alkalmazási Viszony Szállítási Szállítási Hálózati Hálózati Adatkapcsolati Fizikai Hoszt a hálóhoz

8 Protokoll rétegbesorolási modellek Protokoll Protokollréteg Rétegbesorolási modell Hibrid modell Alkalmazási Szállítási Hálózati Alkalmazási: szolgáltatások Megjelenítési: tömörítés, titkosítás, kódolás Viszony: szinkronizálás, felhasználói kapcsolatépítés Szolgáltatások Végpontok közötti hibamentes átvitel Útvonalválasztás Adatkapcsolati Fizikai Hibamentes adattovábbítás biztosítása Bitek csatornárabocsátása

9 Enkapszuláció Hibrid modell Alkalmazási Szállítási Hálózati üzenet szegmens datagram Adatkapcsolati Fizikai keret bitsorozat

10 Házi feladat Knoppix CD-t szerezni Neptunt rendberakni Javasolt irodalom: Számítógép-hálózatok Működése Alkalmazásorientált megközelítés James F. Kurose és Keith W. Ross

11 Fizikai réteg Kábelek Koax kábel külső köpeny árnyékolás + külső vezeték belső vezeték szigetelés - mára kevéssé jellemző - jellemző topológia: sín

12 Fizikai réteg Kábelek TP kábelek UTP Unshielded Twisted Pair STP Shielded TP FTP Foiled TP SFTP / FSTP Shielded Foiled / Fully Shielded TP

13 Fizikai réteg Kábelek TP kábelek RJ45 csatlakozó Egyenes kötés: A A Keresztkötés: A B

14 Fizikai réteg Kábelek Száloptika 24db optikai szál Fajtái: Többmódusú Egymódusú Lépcsős

15 Fizikai réteg Kábelek Száloptika

16 Kódolások NRZ, NRZI NRZ Non Return to Zero Az jel teljes idejében alacsony feszültségszint A jel teljes idejében magas feszültségszint NRZI Non Return to Zero Inverted Az jel esetén történjen feszültségváltás A jel esetén ne történjen semmi

17 Kódolások RZ RZ Return to Zero Az jel esetén történjen feszültségváltás lefelé A jel esetén ne történjen semmi

18 Kódolások Manchester code / PE PE Phase Encode Az jel esetén történjen feszültségváltás lefelé A jel esetén történjen feszültségváltás felfelé

19 Hálózati kapcsolóeszközök Fizikai réteg Jelismétlő (repeater), Hub Adatkapcsolati réteg Bridge (híd), Switch (kapcsoló) Hálózati réteg Router (útválasztó) Magasabb rétegek Gateway (átjáró) Egy ütközési tartomány Egy szórási tartomány (alhálózat)

20 Adatkapcsolati réteg Közegelérés: Réselt ALOHA Az átviteli közeg elérési idejét résekre osztjuk. Ha küldendő keret van, a következő időrésben kiküldjük Ha ütközés volt, akkor a következő résben p valószínűséggel újraküldjük, amíg végül sikeres nem lesz a küldés Egyszerű ALOHA Nincsenek rések, ha küldendő keret van rögtön továbbítjuk Ha ütközés volt,a keret küldése után p valószínűséggel újraküldünk És -p valószínűséggel várunk még egy keretidőt

21 CSMA(/CD) Közegelérés: CSMA Carrier Sense Multiple Access Adás előtt belehallgatunk a csatornába, hogy szabad-e Ha igen, megkezdjük az adást Ha nem, véletlen ideig várunk CSMA/CD Carrier Sense Multiple Access / Collision Detection Ha valaki velem azonos időben kezd adni, elhallgatok és véletlen ideig várok

22 MAC Egyedi eszközazonosító, kiosztását az IEEE felügyeli Formája: xx:xx:xx:xx:xx:xx ahol x hexa számjegy Azonos gyártótól származó eszközök fizikai címének első három bájtja azonos ARP (Address Resolution Protocol) IP cím alapján MAC cím megadása alhálón belül Minden csomópontnak ven egy ARP táblája, ha ebben nincs a keresett cím Körüzenet az alhálón az FF:FF:FF:FF:FF:FF címre. Az üzenetre az a csomópont válaszol, akinek az IP-je megegyezik a keresettel. Más alhálóba történő kommunikáció esetén mindig a következő csomópont címét keressük ki

23 Adatkapcsolati réteg feladatok Feladat: Az alábbi karaktersorozatok közül melyek lehetnek fizikai címek? A lehetséges fizikai címek közül melyek tartoznak azonos gyártóhoz? F:9:63:DC:95:24 F:9:53:BA:5C: F:9:63:H5:54:C4 D9:4:FF:34:A5:BB F:9:63:34:A5:BB D9:4:FF:DC:95:24 A:9:55:CD:F Feladat: Hogyan kérdeznéd le linux rendszeren géped ARP tábláját? $arp Hogyan kérdeznéd le a tiéddel egy alhálózatban lévő gép MAC címét? $ping ip_cím (Így a gép fizikai címe bekerül az ARP táblába) $arp

24 IP cím IP cím: 32 bites hierarchikus logikai azonosító. A hálózaton minden csomópontnak rendelkeznie kell legalább egy IP-címmel. Felépítése: 4 bájtos azonosító pontozott decimális formában (8 bitenként) bájt átváltása decimális számmá: = 55 Feladat: Alakítsd át a IP címet pontozott decimális formájúra Megoldás:

25 IP cím Pontozott decimális formájú IP cím visszaalakítása bináris formára Példa: Bájtonként kell átalakítani 93-28= 65-64= 93 65?>=?>=?>=?>=?>=?>=?>=?>= Megoldás:

26 netmaszk Olyan 32 tagú bitsorozat, melyben értékkel helyettesítettük a kapcsolódó IPcím hálózati azonosító bitjeit és -val a csomópont azonosító biteket. Prefix hossz: a netmaszk elején elhelyezkedő -ek száma Példa: 7 prefix hosszú netmaszk: Szokás az ip után / jellel elválasztva megadni ( /7) /7 vagy pontozott decimális alakban: Hálózat azonosító & = IP & netmaszk HA Feladat: Mi a hálózat azonosítója a IP című hosztnak 6 és 26 prefix hosszúságú netmaszk esetén? Megoldás: (29.6..; )

27 netmaszk Csomópont azonosító ! & CSA = IP &!netmaszk Feladat: Mi a csomópontazonosítója a IP című hosztnak 6 és 26 prefix hosszúságú netmaszk esetén? Megoldás: ( ;...4)...4 Példa feladat: Adott a /22 IP cím - add meg a hozzá tartozó netmaszkot pontozott decimális alakban - határozd meg a fentiekből a hálózati azonosítót pontozott decimális alakban - határozd meg a csomópontazonosítót pontozott decimális alakban

28 Címosztályok Osztály Prefix Netmaszk Első bitek Tartomány A B C D multicast címek E speciális célra fenntartva Speciális IP címek: : aktuális gép (nem lehet célcím) hoszt: hoszt aktuális hálózaton a hoszt (nem lehet célcím) hálózat : hálózatazonosító hálózat : üzenetszórás a hálózaton : üzenetszórás saját hálózaton 27.bármi: 27.bármi loopback

29 Privát címek

30 Kiosztható címek Egy adott hálózatban a címtartomány a hálózati azonosítótól (HA...)... az adott hálón értelmezett üzenetszórási címig terjed (HA...)... Ugyanezen hálózaton a kiosztható címek halmaza a címtartomány, kivéve a hálóazonosítót és az üzenetszórási címet Feladat: Határozzuk meg a /8 hálózatban a címtartományt, a legkisebb és a legnagyobb kiosztható címet Megoldás: Címtartomány Legkisebb cím Legnagyobb cím

31 Kiosztható címek Netmaszk: Hálózati azonosító: Legkisebb cím: Legnagyobb cím: Megoldás: Címtartomány Legkisebb cím Legnagyobb cím