Praca kontrolna z sieci komputerowych
Zasady transmisji w sieciach TCP/IP
1. Bramka domyślna
W sieci TCP/IP domyślna brama (brama sieciowa, default gateway) oznacza router, do którego komputery sieci lokalnej mają wysyłać pakiety o ile nie powinny być one kierowane w sieć lokalną lub do innych, znanych im routerów. W typowej konfiguracji sieci lokalnej TCP/IP wszystkie komputery korzystają z jednej domyślnej bramy, która zapewnia im łączność z innymi podsieciami lub z Internetem. (Czyli brama, przez którą pakiety IP będą wychodziły w świat).
2. Tablica routingu
Tablica routingu to tablica zawierającą informacje o sąsiadujących routerach isieciach lokalnych która służy do wyszukania optymalnej drogi od obecnego położenia pakietu do innego miejsca w sieci. Tablica routingu (trasowania) może być statyczna lub dynamiczna, zależy to od postawionych wymagań. Statyczna tablica trasowania musi być aktualizowana ręcznie przez administratora sieci, dynamiczna natomiast jest aktualizowana automatycznie przez oprogramowanie sieciowe.
3. Protokoły routingu
Protokół routingu (trasowania, routujący, routing protocol) – protokół używany do wymiany informacji o trasach pomiędzy sieciami komputerowymi, co pozwala na dynamiczną budowę tablic routingu. Tradycyjne trasowanie jest bardzo proste, bo polega na wykorzystaniu tylko informacji o następnym "przeskoku" (hop). W tym przypadku router tylko kieruje pakiet do następnego routera, bez uwzględnienia na przykład zbyt wielkiego obciążenia czy awarii na dalszej części trasy.
4. Gniazda
Gniazdo - połączenie parametrów transmisyjnych adresa urządzenia i numeru portu. IP adres odpowiada za zidentyfikowanie pojedynczego urządzenia w sieci, a numer portu oznacza, jaka aplikacja na urządzeniu docelowym ma przetwarzać przesłane dane.
5. Adresacja IP
Protokół IP jest podstawowym protokołem sieciowym, używanym w sieci lokalnych zarówno jak w protokołach Ethernet. Znajomość sposobu adresacji ma kluczowe znaczenie dla zrozumienia transmisji danych między sieciami.
IP - to niepowtarzalny identyfikator urządzenia podłączonego do sieci za pomocą protokołu TCP/IP.
Adres IPv4 - to liczba 32-bitowa składająca się z 4 liczb w postaci dziesiętnej (0-255) odzielonych od siebie kropkami. (Każda cyfra = 8 bitów, 20-232).
Adres IPv6 - to liczba 128-bitowa przedstawiona w postaci szestnastkowej z dwukropkiem co 16 bitów. Pozawala na distęp do sieci więksej ilości urządzeń.
6. Adres sieci oraz adres rozgłoszeniowy
Maska sieci (netmask) to 32 bity, które w części sieciowej mają same jedynki, a w części hostowej same zera, i służy właśnie do oddzielania części sieciowej od hostowej.. dla wygody zamienia się liczby dwójkowe na dziesiętne, np. podaną maskę 11111111.11111111.11111111.11100000 można zapisać dziesiętnie jako 255.255.255.224. Istnieje też standard zapisu maski jako liczby bitów „jedynkowych”, w tym wypadku takich bitów jest 27, więc maskę 255.255.255.224 można zapisać jako /27. Czyli maska zapisana binarnie jako 11111111.11111111.11111111.11100000, lub dziesiętnie jako 255.255.255.224 lub skrótowo jako /27 to jedna i ta sama maska.
Dla kazdego urządzenia możemy określić adres sieci oraz adres rozgłoszeniowy.
Adres podsieci określa sieć, do której przynależy dany adres IP. Jest wykorzystany w procesie przełączania pakietów IP - routery przechowują w tablicach routingu adresy sieci oraz adresy, przez które oni są dostępne. Ma bity ustawione na 0.
Adres rozgłoszeniowy (broadcast) to adres pozwalający na wysłanie informacji do wszystkich urządzeń w danej sieci. Ma bity ustawione na 1.
(Czyli w broadcaście w części hostowej są same jedynki; w adresie podsieci w części hostowej są same zera).
7. Maska podsieci. Klasy adresu IP (A-E)
Maska podsieci (subnet mask) - podobnie do IP jest liczbą 32-bitową rozpoczynającą się określoną liczbą bitów o wartości 1, po których jest dopełniana bitami o wartości 0. Najczęsciej jest przedstawiona liczbami dziesiętnymi oddzielonymi kropkami. Bit o wartości 1 znaczy że ten bit należy do części sieci, o wartości 0 - do części hosta; maska służy właśnie do oddzielania części sieciowej od hostowej.
W istniejącej klasyfikacji wyróżnia się pięć klas adresów:
- Klasa A,
- Klasa B,
- Klasa C,
- Klasa D,
- Klasa E.
Adresy klasy A odnoszą się najczęściej do dużych sieci zawierających wiele komputerów, adresy klasy B odpowiadają sieciom średniej wielkości, zaś adresy klasy C małym sieciom. Adresy klasy D to tzw. adresy grupowe, wykorzystywane przy przesyłaniu wiadomości do grupy komputerów w Internecie. Tego typu system umożliwia znaczne zmniejszenie ruchu w sieci w stosunku do systemu nawiązywania oddzielnych połączeń z każdym z użytkowników. Obecnie istnieją jednak lepsze techniki rozgłaszania wiadomości grupowych w sieci. Klasa E jest eksperymentalna i zarezerwowana dla IETF.
Jeśli sieć jest przyłączona do Internetu, to adres sieci oraz adresy komputerów są przydzielane przez organizację zarządzająca Internetem. Jeśli natomiast jest to lokalna sieć firmowa, to odpowiednie adresy przydziela administrator. Wybierając odpowiednią klasę adresów można przyporządkować danej sieci: więcej adresów podsieci, a mniej komputerów (adresy klasy C); równą liczbę adresów podsieci i komputerów (klasa B) lub mniej adresów podsieci, a więcej komputerów (klasa A). W sieciach lokalnych wykorzystuje się adresy klasy A, B lub C. Adres IP zapisuje się dziesiętnie w czterech blokach trzycyfrowych rozdzielonych kropkami (każdy blok trzycyfrowy odpowiada 8 bitom, więc może być to liczba do 0 do 255).
8. Podział sieci na podsieci
Algorytm dzielenia sieci na podsieci opiera się na znajdowaniu optymalnego podziału bitów należących do części hosta adresu IP.
Adres IP hosta, netmaska, adres sieci, broadcast (i gateway) są ze sobą powiązane. Powiedzmy, że mamy adres IP hosta równy 10.65.189.75 i maskę sieciową /25. Na podstawie tych danych można wyliczyć wszystkie pozostałe parametry.
1) Na początku zamieniamy adres IP dziesiętny na binarny:
Adres IP hosta = 10.65.189.75 = 00001010.01000001.10111101.01001011
2) Skoro netmaska jest /25, to część sieciowa (zawierająca jedynki) ma 25 bitów, a część hostowa (zawierająca zera) ma 32-25=7 bitów. Tak samo część sieciowa adresu hosta ma 25 bitów, a część hostowa ma 7 bitów. Czyli część sieciowa adresu hosta to 00001010.01000001.10111101.0, a część hostowa adresu hosta to 1001011. Można też zapisać maskę dziesiętnie: Netmaska /25 = 11111111.11111111.11111111.10000000 = 255.255.255.128. Dla wygody zapisujemy te adresy pod sobą:
Teraz trzeba wyliczyć adres podsieci i broadcastu. Oczywiście w tych adresach części sieciowe i hostowe mają taką samą długość jak w adresie hosta:
3) Adres podsieci i broadcastu liczy się tak. Część sieciową adresu hosta przepisujemy bez zmian do części sieciowej adresu podsieci oraz do części sieciowej adresu broadcastu:
W części hostowej adresu podsieci muszą być same zera, a w części hostowej adresu broadcastu muszą być same jedynki:
Mamy już wszystkie adresy, są one w postaci binarnej, więc można je zapisać w postaci dziesiętnej:
Adres IP hosta = 00001010.01000001.10111101.01001011 = 10.65.189.75
Netmask = 11111111.11111111.11111111.10000000 = 255.255.255.128
Adres podsieci = 00001010.01000001.10111101.00000000 = 10.65.189.0
Broadcast = 00001010.01000001.10111101.01111111 = 10.65.189.127
4) Na koniec trzeba obliczyć adres gatewaya. Jest on o jeden mniejszy od adresu broadcastu, czyli wynosi 10.65.189.126.
9. Pętla zwrotna
Pętla zwrotna (pętla llokalna, loopback) - to wirtualne urządzenie sieciowe, które z poziomu systemu operacyjnego nie różni się od fizycznej karty sieciowej; mechanizm komunikacji z taka pętlą )np. poprzez wykorzystanie zarezerwowanego adresu IP 127.0.0.0, czyli możliwe opcje to 127.0.0.1-127.255.255.254). Ten mechanizm pozwala na kontrolę poprawności instalacji obsługi protokołu IP w systemie operacyjnym.
10. Translacja adresów. Technologia NAT
Wzrost liczby komputerуw w internecie spowodował, że groźba wyczerpania puli dostępnych adresуw publicznych stała się całkiem realna. Aby temu zaradzić, przyjęto zasadę, że lokalne sieci komputerowe korzystające z adresуw prywatnych (specjalna pula adresуw tylko dla sieci lokalnych) mogą zostać podłączone do internetu przez
router, mający mniej adresуw publicznych, niż jest komputerуw w tej sieci. Router ten, gdy komputery z sieci lokalnej komunikują się ze światem, dynamicznie tłumaczy adresy prywatne na adresy publiczne, umożliwiając użytkowanie internetu przez większą liczbę komputerуw, niż pozwalałaby na to liczba adresуw zewnętrznych. Technika ta polega na zmianie adresуw i portуw źrуdłowych (dla pakietуw wychodzących) lub docelowych (dla pakietуw przychodzących). Adresem nadawcy pakietu staje się router z publicznym adresem IP, ktуry rуwnież nadaje numer portu. Takie przekierowanie jest zapisywane w tablicy. Pakiety, ktуre wracają do routera, są modyfikowane na podstawie zapisu w tablicy, otrzymując właściwy adres i port odbiorcy znajdującego się w sieci wewnętrznej (z prywatną adresacją IP).
Technologia NAT (Network Address Translation) jest wykorzystywana przez niewielkie routery przeznaczone do użytku domowego oraz przez mechanizm udostępniania połączenia internetowego w systemie Windows.
.jpg)
.jpg)