DATOVÁ KOMUNIKACE A POČÍTAČOVÉ SÍTĚ Flashcards
1
Q
PRINCIP KOMUNIKACE OTEVŘENÝCH SYSTÉMŮ
A
- Otevřený systém - označuje systém navržený v souladu s uznávanými standardy pro informační technologie
- Prostor pro propojení takových systémů poskytl prostor pro vznik sítí
Pro komunikace je nutné použít přenosové médium a rozhraní (API)
- Prostor pro propojení takových systémů poskytl prostor pro vznik sítí
2
Q
KOMUNIKAČNÍ MODEL ZÁKLADNÍ A VRSTVOVÝ - Základní komunikační model
A
- Základní komunikační model podle Shannona a Weavera
- Zachycuje veškerou podstatu komunikačních procesů
- Popisuje pojmy jako informační zdroj, vysílač, kanál, čum, příjimač, místo určení, kódování, dekódování, informace o rychlosti nebo kapacitě kanálu
- Skládá se z:
- Informačního zdroje produkující zprávy
- Vysílač - kóduje zprávy do signálu
- Kanál - přenášející signál
- Příjimač - dekódující signál
Místo určení - pro příchod zpráv
3
Q
KOMUNIKAČNÍ MODEL ZÁKLADNÍ A VRSTVOVÝ - Vrstvový model ISO/OSI
A
- OSI (Open Systems Interconnection) vznikl za účelem standardizace komunikace v počítačových sítí (tedy propojení otevřených systémů)
- Cílem je dekompozice problému komunikace na menší a snadněji řešitelné části
- Vrstvy modelu ISO/OSI popisují jednotlivé vrstvy síťové komunikace následovně:
- 1. L1 - Fyzická vrstva – fyzický přenos bitů médiem
- 2. Linková – zajišťuje bezchybný přenos dat (rámce)
- 3. Síťová – přenos mezi uzly přes mezilehlé sítě (IP
- datagramy nebo pakety)
- 4. Transportní – doručuje pakety konkrétnímu příjemci
- 5. Relační – navazování, udržování a rušení relací
- 6. Prezentační – konverze dat, formátů
- 7. Aplikační – poskytování služeb aplikacím
4
Q
SÍŤOVÉ PROTOKOLY
A
- Byly navrženy v 70. letech
- Jsou rozděleny do více vrstev
- Protokol - jde o sadu pravidel, jež určují syntaxi a význam zpráv při komunikaci
5
Q
PROTOKOLOVÁ ARCHITEKTURA TCP/IP, VRSTVY ARCHITEKTURY TCP/IP
A
- Transmission Control Protocol/Internet Protocol - rodina protokolů
- Dle TCP/IP funguje 99% všech sítí
- Na tomto modelu funguje v dnešní době 99% internetu
4x vrstvy (redukce oproti ISO modelu) - v některých pramenech je uváděno 5x
- Na tomto modelu funguje v dnešní době 99% internetu
6
Q
PROTOKOLOVÁ ARCHITEKTURA TCP/IP, VRSTVY ARCHITEKTURY TCP/IP - Vrstva síťového rozhraní
A
- Zajišťuje přístup k přenosovému médiu:
- Fyzická specifikace přenosového média (typ, provedení, konektory)
- Formát signálu (amplituda, frekvence)
- Modulace, kódování
- Řízení přístupu k médiu
- Zabezpečení dat proti poruchám
- Možnost užití různého přenosového média/technologií:
- Ethernet
- Wifi
- Blueetooth
- Zigbee
PPP
7
Q
PROTOKOLOVÁ ARCHITEKTURA TCP/IP, VRSTVY ARCHITEKTURY TCP/IP - Síťová vrstva
A
- Zajišťuje přenos datových jednotek (paketů) mezi koncovými zařízeními - směrování
- Adresa zařízení (hierarchická, unikátní adresy)
- Směrování paketů sítí
- Best-effort – snaha o co nejlepší doručení avšak bez jakýchkoliv záruk- Hlavní protokoly: IPv4 a IPv6
- Služební protokoly: ICMP, IGMP
8
Q
PROTOKOLOVÁ ARCHITEKTURA TCP/IP, VRSTVY ARCHITEKTURY TCP/IP - Transportní vrstva
A
- Poskytuje end-to-end spojení pro aplikační služby:
- Identifikace aplikace pomocí čísla transportního portz
- Dělení datové zprávy na segmenty
- Hlavní protokoly: TCP a UDP
9
Q
PROTOKOLOVÁ ARCHITEKTURA TCP/IP, VRSTVY ARCHITEKTURY TCP/IP - Aplikační vrstva
A
- Specifikace konkrétních protokolů pro přenos dat aplikací
- Poskytuje aplikacím přístup k síťovým službám
10
Q
ADRESACE - Přepínání rámců
A
- Rámce jsou na přepínačích přepínány mezi fyzickými porty podle cílové MAC adresy
11
Q
ADRESACE - CAM tabulka
A
- podle ní se rozhoduje o portu, kterým se rámec odešle
řádek tabulky: MAC adresa, fyzický port, VLAN, typ záznamu (statický/dynamický)
12
Q
ADRESACE - MAC adresa - fyzická adresace
A
- unikátní, identifikuje konkrétní zařízení
48 bitů, hexa, 1. pol. výrobce, 2. je náhodně generovaná, např: 01:23:45:67:89:ab
13
Q
ADRESACE - Typy přenosu
A
- unicast - komunikace právě dvou zařízení
- broadcast - jedno zařízení odešle všem ostatním
- multicast - skupinová komunikace
anycast - výběrový přenos na jedno zařízení z mnoha
14
Q
ADRESACE - IP adresa - logická adresace
A
- adresy jsou přiřazovány určitými pravidly, ne všechny adresy jsou povolené
- privátní (třídy A. B, C, Loopback, Link-Local, broadcast)
□ používané pro kancelářské, domácí podnikové sítě
□ A - 10.0.0.0 – 10.255.255.255
□ B - 172.16.0.0. – 172.31.255.255
□ C - 192.168.0.0. – 192.168.255.255
- subnetting / supernetting - Lze spojit několik “sousedních” síťových adres do jedné síťové adresy - tomuto postupu se říká supernetting. Lze rozdělit jednu síťovou IP adresu na několik menších síťových adres - tomu se říká subnetting.
- přiřazování staticky nebo dynamicky
- dynamicky: bezstavové, stavové
- přiřazování pomocí DHCP
maska sítě rozlišuje v bitové sekvenci, kde začíná uzlová část adresy a kde síťová část adresy, dekadicky, nebo přípona adresy /8
15
Q
ADRESACE - Porty
A
- Porty transportní vrstvy - identifikují aplikační protokol
- well-known (0-1023), registrované (1024-49151), dynamické (až 65635)
16
Q
ADRESACE - Socket
A
IP adresa + číslo portu (identifikuje zařízení podle IP a proces v rámci něj podle portu)
17
Q
SMĚROVÁNÍ
A
- Routing, umožňuje přenášet pakety z jednoho uzlu na druhý, bez předchozí znalosti cesty.
- přímé - komunikace v rámci sítě
- nepřímé - komunikace mimo síť
Směrování: buď v rámci autonomních systémů nebo mezi nimi:
- v rámci: protokoly RIP, OSPF, …
- mezi: Border Gateway Protocol- Routovací protokoly pro nalezení nejlepší cesty:
- RIP (algoritmus DVA)
- metrika hop count, tabulka se aktualizuje každých 30 sekund, pokud není RIP zpráva přijata po dobu 180 sekund, platnost vyprší
- DVA (Distance Vector Algoritmus) - směrovače vysílají periodicky celý obsah své směrovací tabulky, ostatní směrovače si podle toho aktualizují své tabulky, možnost vzniku dočasných smyček, velké datové pakety
- OSPF (algoritmus LSA)
- metrika COST
- LSA (Link State Algoritmus) - směrovače vysílají pouze informace o stavu spojů, ke kterým jsou připojeny, každý směrovač má kompletní topologickou mapu sítě
- IPv4
- Směrovací tabulka: výchozí brána, maska, cílová adresa, rozhraní, metrika
- paket prochází směrovačem (routerem)
- Směrovač přijme ethernetový rámec, rozbalí IPv4 datagram, je-li cílová IP adresa ve směrovací tabulce, tak ji pošle na gateway nebo přímo zařízení
- TTL - time to live
- IPv6
- Jako IPv4, protokoly: OSPFv3, RIPng
- RIP (algoritmus DVA)
- Směrování v internetu:
- internet je rozdělen na autonomní systémy
- každý směrovač musí mít mapu pro celý internet
- Hraniční směrovače AS mají přiděleno číslo ASN - slouží k identifikaci
BGP (Border Gateway Protocol) - pro výměnu směrovacích informací mezi border směrovači, navazuje komunikaci se sousedy, vysílá celé směrovací mapy (neperiodicky), v případě změny se aktualizuje
- Routovací protokoly pro nalezení nejlepší cesty:
18
Q
PROTOKOLY SÍŤOVÉ VRSTVY TCP/IP
A
ARP (Address Resolution Protocol)
- pomocí IP adresy hledá MAC adresu
ICMP (Internet Control Message Protocol)
- odesílání služebních informací (chybové zprávy) - Echo Request, Echo Reply, Destination Unreachable, Time Exceeded
IGMP (Internet Group Management Protocol)
- multicasting
OSPF (Open Shortest Path First)
- interní směrovací protokol na bázi LSA (Link State Algo.) - každý směrovač zná topologii celé sítě
IPv4
- adresa 32 bitů, délka záhlaví paketu 20 B, nezahrnuje bezpečnostní mechanismy, 4,3 miliard adres
IPv6
- adresa 128 bitů, délka 40 B, obsahuje zabezpečení, 1564 adres na m2 (hexa)
19
Q
TRANSPORTNÍ PROTOKOLY TCP/IP
A
TCP (Transmission Control Protocol)
- Spojované, spolehlivé, three-way handshake (výměna sekvenčních čísel)
- email, přenos souborů
- WWW (HTTP), FTP, SSH, Telnet, DNS
UDP (User Datagram Protocol) - nespojované, nespolehlivá, efektivní, malá provozní režie - streamování, aplikace vyžadující broadcast nebo multicast - DNS, NTP, TFTP
20
Q
KOMPONENTY POČÍTAČOVÝCH SÍTÍ
A
- Dělí se na fyzické (HW) a logické (SW)
- fyzické
- aktivní - repeater, hub, bridge, router, switch, gateway, access point, …
- pasivní - konektory, kabeláž (metalická / optická), přenosová média (i vzduch)- repeater (opakovač) – zesiluje elektronický signál, odstraňuje šum, správně časuje (fyzická vrstva)
- hub – umožňuje větvení, chová se jako opakovač, všechny signály přicházející na jeden port zduplikuje a pošle na všechny ostatní porty; nijak neřídí provoz (fyzická vrstva)
- switch – pracuje na druhé vrstvě ISO/OSI, vyšší výkon než hub, přeposílá data jen určeným adresátům podle CAM tabulky (linková vrstva)
- bridge – propojuje dvě části sítě na linkové vrstvě, má MAC tabulku v RAM, broadcast a multicast propouští bez omezení, jeví se pro zařízení vyšších vrstev jako neviditelný (linková vrstva)
- router – spojuje sítě, přeposílá datagramy směrem k jejich cíli, může to být i počítač s podporou síťování, ve vysokorychlostních sítích jsou to vysoce účelové počítače (síťová vrstva)
- kroucená dvojlinka – druh kabelu, který je tvořen 4 páry vodičů, které jsou po své délce zkrouceny a do sebe zamotány (kroucení = prevence rušení mezi dráty i okolím)
- koaxiální kabel – vnitřní vodič (jádro) a vnější (stínění) odděleny dielektrikem; přenos elektromagnetické vlnění o vysokém kmitočtu
- optické vlákno – skleněné nebo plastové, nejrychlejší, imunní vůči elektromagnetickému záření
21
Q
PŘENOSOVÉ TECHNOLOGIE LAN A WAN
A
Řízení přístupu k přenosovému médiu
- Deterministické - nemůže dojít ke kolizi, vždy vysílá jen jeden - TDM, FDM, např Token-ring
- Stochastické - stanice vysílá jen v době, kdy je volné médium - CSMA/CD, CDMA/AD
22
Q
PŘENOSOVÉ TECHNOLOGIE LAN A WAN - LAN (Local Area Network)
A
- malé území, velká přenosová rychlost
- technologie: dříve TokenRing, TokenBus, Ethernet, FDDI, WiFi
- TokenRing
- sběrnicová topologie, fyzický kruh
- ve velkých firmách, až 260 počítačů
- dražší než Ethernet, hůře se instaluje a udržuje
- jednotlivé stanice si mezi sebou předávají Token, který dává právo vysílat; vyšle signál a pošle token dál
- TokenBus
- fyzická topologie je sběrnicová, logická je kruhová
- vhodný pro průmysl a technologické aplikace
- deterministický přístup k mediu, čas odezvy do 20 ms
- určený i pro jiné topologie než kruhové; sám si například stromovou topologii
- převede na kruhovou
- možnost určit důležitost jednotlivých zařízení; hierarchizace
- token obsahuje adresové pole, které umožňuje přímé předávání oprávnění následujícím stanicím
- Ethernet
- standard IEEE 802.3
- sběrnicová topologie
- jednotlivá zařízení identifikována MAC adresami
- k přístupu k mediu se používá CSMA/CD
- standard 10Base2 a 10Base5 – koaxiální kabel; sběrnicová topologie
- 10BaseT – kroucená dvojlinka; hvězdicová topologie
- 10BaseFX – optická vlákna
- gigabitový ethernet už pracuje duplexně
- Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, Switch Ethernet- FDDI (Fiber Distributed Data Interface)
- kruhová topologie, oba směry přenosu
- optické kabely nebo kroucená dvojlinka
- zabezpečení proti přerušení
- v jednom směru rychlost 100 Mbps – navržena v 80. letech
- Wifi
- bezdrátová komunikace
- vychází ze specifikace IEEE 802.11
- frekvence 2,4 až 5 GHz
- přenosová rychlost až 1800 Mbit/s
- přenosové médium je vzduch
- CSMA/CA (Collision Avoidance) - narozdíl od CSMA/CD nezjišťuje kolizi, ale
- čeká náhodně dlouho před odesláním → odešle → čeká na potvrzení přijetí -
- jinak opakuje
- vysílá zapouzdřené ethernetové rámce
- FDDI (Fiber Distributed Data Interface)
23
Q
PŘENOSOVÉ TECHNOLOGIE LAN A WAN
A
- telekomunikační síť pokrývající rozlehlé geografické území (Internet)
- spojuje LAN sítě přes ISP (poskytovatel internetového připojení), pomalejší než LAN
- pronajatá linka (Point-to-Point)
- propojení mezi dvěma počítači (PPP protokol)
- nejbezpečnější, drahé
- přepojování okruhů
- přes modem, na analogovém principu, nutné sestavení propojení
- např. vytáčená linka
- přepojování paketů
- zařízení posílají pakety skrze přenosovou síť, ty jsou pak přenášeny přes
- virtuální okruh
- Frame Relay (popsáno níže)
- přepojování buněk
- místo proměnlivých paketů používá buňky stejné délky, nejlepší pro současný přenos
- značná režie
- ATM (popsáno níže)- Frame Relay
- standard X.25 (popisující rozhraní mezi koncovými zařízeními a zařízením ukončující
- datový okruh)
- fyzická a linková vrstva
- realizováno softwarově
- založeno na přepínání paketů
- vytvoření virtuálních okruhů – okruh s DCE se vytvoří ještě před zahájením komunikace
- PVC a SVC okruhy
- umožňuje multiplexování
- ATM (Asynchronous Transfer Mode)
- spojově orientovaný – potřeba vytvořit virtuální spojení
- realizován hardwarově
- prvky: koncová zařízení a ATM přepínače
- patří do gigabitových technologií
- vychází z předchůdce Frame Relay
- vytvoření virtuálního okruhu
- podpora QoS pro přenos hlasu a videa
- umožňuje přenos IP datagramů
- charakteristické jsou pakety pevné velikost 53 B
- fyzická, síťová a transportní vrstva
- pro přenos na fyzické vrstvě využívá jiné technologie
- QoS
- protokoly zajišťující kvalitativní parametry přenosu
- rezervace a řízení datových toků tak, aby nedošlo k přehlcení a tím pádem snížení kvality služby
- architektury QoS:
- Best-effort services – nerozlišuje pakety, snaží se doručit co nejrychleji - QoS nastaveno na 0 - jde zkrátka o nejrychlejší přenos k cíli ale bez záruky
- integrated services – rezervace pásma a řízení přístupu
Differentiated services – rozdělení paketů do kategorií a podle toho zacházení
- Frame Relay
24
Q
ELEKTRONICKÁ POŠTA
A
- způsob odesílání, doručování a přijímání zpráv přes elektronické systémy
- moduly mailové služby- MTA, MRA, MDA, MUA
- protokoly POP3, IMAP, SMTP- MTA – Mail Transfer Agent
základní úkoly při přenosu zpráv elektronické pošty, přebírá zprávy od klientů - MDA – Mail Delivery Agent
doručování pošty do schránek lokálních uživatelů - MRA – Mail Retrieval Agent
zajišťuje přístup do mailboxu uživatele pomocí POP3 a IMAP - MUA (emailový klient) – Mail User Agent (thunderbird)
- asi aplikace nebo online služba (gmail, outlook.com), se kterou komunikuje uživatelaby se dostal k emailům
- Princip doručování emailů:
- Napíšeme zprávu na nějakém emailovém klientu
- Klient pošle zprávu pomocí SMTP modulu MTA (Mail Transfer Agent)
- MTA zjistí z cílových adres název domény (část za @). Domény vyhledá v DNS aby
zjistil kam má poslat zprávu (zjistí přijímací poštu) - DNS server odpoví MX záznamem, kde se nachází poštovní server pro danou
doménu - Poštovní server doručí zprávu adresátovi do schránky
- Ze schránky si ji adresát stáhne pomocí POP3 nebo si ji prohlédne na webovém prohlížeči pomocí IMAP - MX záznam ➔identifikace mailserveru domén
- protokol pro přenos mezi přepravci pošty MTA, port 25 pro komunikaci, 587 propříjem mailů
IMAP (Internet Message Access Protocol)
- pro vzdálený přístup ke schránce klienta
POP3 (Post Office Protocol)
- protokol stáhne veškeré maily do zařízení (včetně spamů - neefektivní) - MTA – Mail Transfer Agent
25
Q
SLUŽBA WWW
A
- WWW - neboli World Wide Web pro prohlížení internetu; jde o celosvětovou síť
- Označení pro systém prohlížení, ukládání a odkazování dokumentů nacházející se na síti
- Dokumenty si prohlížíme pomocí webové prohlížeče; stránky jsou uloženy na webových serverech
- Odkazování je prováděno pomocí URL (Uniform Resource Locator)
- Webové stránky jsou popsány pomocí HTML, CSS
- Přenost probíhá buď pomocí protokolu HTTP ši HTTPS
- Pro http je port 80, pro https je to 443
- Používání TCP/IP protokolů
Služby email, VoIP, přenos souborů, připojení ke vzdálenému stroji
