Počítačové sítě II

Editovat
Note

Propojování počítačových sítí. Síťové protokoly, přepínání a směrování, multicast. Zajištěný přenos dat, sestavení a ukončení spojení. Transportní protokoly.

PB156

Propojování počítačových sítí

Malé, lokální (L2) sítě sítě lze propojit pomocí různých typů zařízení.

Topologie

Tvar, uspořádání stanic připojených k médiu. Topologii sítě řešíme ve L2/vrstvě přístupu k síti.

Kolizní doména

Skupina stanic, kde by v případě součásného vysílání více stanic došlo ke kolizi.

Bridge (můstek)

Spojuje dvě části sítě a odděluje provoz dvou podsítí.

Hub (rozbočovač)

Umožňuje větvení.

Switch (přepínač)

Rozbočovač, který posílá data jen tam, kam patří.

Repeater (opakovač)

Přeposílá zesílený signál.

Síťové topologie

Bus
Diagram
Tree
Diagram
Ring
Diagram
Mesh

Úplný graf.

Diagram
Star

Úplný bipartitní graf .

Diagram

Síťové protokoly

Síťový protokol definuje syntax, sémantiku a časování přenášených zpráv posílaných za daným účelem.

Rodina Příklady

Řízení přístupu k médiu

Aloha, CSMA/CA, CSMA/CD

Mapování mezi IP a MAC adresami

ARP, RARP, DHCP

Transport datagramů

IPv4, IPv6

Podpůrné protokoly pro IP

ICMP (zprávy), ARP, RARP (address resolution), IGMP (multicast)

Směrovací protokoly

RIP, EIGRP, EGP, BGP, IStS, OSPF

Transportní

UDP, TCP

Rezervační

RSVP, YESSIR

Aplikační

HTTP, FTP, IMAP4, POP3, SMTP, FTP

Přepínání a směrování

Spojované (connection-oriented) sítě

Přepínají mezi okruhy — spojeními udržovanými po dobu komunikace. Např. analogové telefonické sítě.

Nespojované (connectionless) sítě

Neudržují žádná spojení. Posílají pakety předem neznámými cestami, jelikož každý uzel se samostatně rozhoduje, kam paket pošle dál. Např. Internet.

Multicast

Multicast je vysílání jedné zprávy více příjemcům. Používá se třeba při streamu videa a videokonferencích.

IP multicast

Implementován pomocí speciálních multicastových IP adres. Omezuje kopírovaní dat, ale je nespolehlivý, těžko se účtuje a omezený TTL.

Multicastové protokoly

  • Internet Group Management Protocol (IGMP)

  • Distance Vector Multicast Routing Protocol (DVMRD)

  • Multicast Open Shortest Path First (MOSPF)

  • Protocol-Independent Multicast — Dense Mode (PIM-DM)

  • Protocol-Independent Multicast — Sparse Mode (PIM-SM)

  • Core-based trees (CBT)

Source-based tree

Je přístup k multicastu, kde se aktivita sdružuje u zakládajícího zařízení, které periodicky broadcastuje. Ač větve bez členů jsou ořezány, i tak je zde vysoká režie způsobená záplavou broadcastů. Týká se protokolů: DVMRP, MOSPF, PIM-DM.

Diagram

Core-based Tree

Nejprve je ustanoveno jádro (core) a body setkání (meeting point). Tyto body mohou zájemci o broadcast kontaktovat. Snižuje režii, ale je nutná iniciativa ze strany účastníků a jádro musí být dostupné. Týká se protokolů: CBT, PIM-SM.

Diagram

Zajištění přenosu dat

Pozitivní potvrzování

Přijímající hlásí přijetí.

Negativní potvrzování

Přijímající hlásí nepřijetí/ztrátu.

Automatic Repeat Request (ARQ)

Znovuposlání dat.

Stop and wait ARQ

  • odesílatel čeká na potvrzení, pokud nastane timeout, pošle znovu

  • pozitivní potvrzování

  • lze posílat jen jeden paket

Go-Back-N ARQ

  • mechanismus plovoucího okna

  • kumulativní potvrzování

  • neefektivní pro vysoce ztrátové linky

Selective-Repeat ARQ

  • bufferování out-of-order packetů

  • kumulativní a negativní potvrzování

Sestavení a ukončení spojení

Při vzniku spojení dojde k třícestnému handshaku:

  1. Klient pošle SYN na server (,,Dobrý den!'').

  2. Server odpoví SYN, ACK (,,Dobrý den! Děkuji za pozdrav.'').

  3. Klient odpoví ACK (,,Děkuji za pozdrav.'').

Analogicky při ukončení:

  1. Klient pošle FIN na server (,,Nashle!'').

  2. Server odpoví FIN, ACK (,,Nashle! Děkuji za pozdrav.'').

  3. Klient odpoví ACK (,,Děkuji za pozdrav.'').

Transportní protokoly

Obecný způsob transportu dat od aplikace k aplikaci. Nemá tušení, co za data transportuje. Hlavními zástupci jsou User Datagram Protocol (UDP) a Transmission Control Protocol (TCP).

Srovnání UDP a TCP

Vlastnost UDP TCP

Základní popis

Jednoduchý, nespojovaný a nespolehlivný

Složitý, spojovaný a spolehlivý

Jednotka přenosu

Datagram

Segment

Koncept přenosu

Surová data v náhodném pořadí

Iluze proudu bajtů

Hlavička

zdrojový a cílový port, délka dat, checksum

zdrojová a cílový port, délka dat, checksum, sekvenční číslo segmentu, naposledy potvrzené číslo segmentu, délka okna, …​

Použití

DNS, TFTP, real-time a multicastové přenosy

HTTP, všechno ostatní