5. előadás: Adatátvitel alapjai

Windows – Hálózati alapfogalmak

Készítette: Petróczy Tibor

5. előadás: Adatátvitel alapjai Forrás -> Adó -> Átviteli csatorna -> Vevő -> Cél Adatátvitel tulajdonságai: - a jel alakja és nagysága - adatátviteli kapcsolat típusa - jelek és üzenetet felépítő karakterkódok kapcsolata - adatátvitel szabályozásának módja - átvitel hibáinak felderítésére és elhárítására alkalmazott eljárások Csatolási tulajdonságok: - elektromos jeltulajdonságok - mechanikai jellemzők - adatátviteli áramkörök működésének jellemzői Protokollok: létfontosságú szerepet játszanak a közös üzenetformátum, valamint az adatátviteli eljárások megvalósításában, amelyek lehetővé teszik az adatátvitelt a rendszer minden eszköze felé. Legfontosabb eljárások: - előkészítés (inicializálás) - keretkészítés és összehangolás - forgalomszabályozás - vonalszabályozás (simplex, half-duplex…) - hibaellenőrzés - elavulási műveletek Adatátviteli csatornák: 1. analóg, 2. digitális Csatornákra jellemző tulajdonságok: jelcsillapodás, sávszélesség, zaj. Adatátviteli jellemzők: 1. A jelterjedés iránya: szimplex, félduplex, teljes duplex 2. Átviteli módszer: aszinkron, szinkron 3. Kódolási módszerek: Manchester, különbség alapú Manchester, RZ, NRZ, MLT-3, 4B/5B 4. Hibafelderítés: LRC (longitudinális redundancia vizsgálat), CRC (ciklikus redundancia vizsgálat)

Hálózatok alapjai Miért, hogyan?! - hatékony kommunikáció (web, email, voip) - szoftver/erőforrás megosztás (printer, adatbázis, szolgáltatások) - pénzmegtakarítás (printer, SAN…) - egyéb (intelligens épület, monitoring, távfelügyelet, iptv) Hálózati adatátvitel: - áramköri (pl: telefonvonal) - csomagkapcsolt (pl: posta levélküldés): 1. datagrammok (kapcsolat nélküli szolgáltatás) 2. virtuális áramkörök (megbízható, kapcsolat alapú szolgáltatás (COS) ) Csoportosítás: - LAN (Local Area Network) - MAN (Metropolitan Area Network) - WAN (Wide Area Network) - Virtuális (VPN – Virtual Private Network) - internet (köztes hálózat: csomagkapcsolat hálózatok kapcsolata protokollok segítségével -> egyetlen virtuális hálózat - Internet (hálózatok világméretű csoportja melyben TCP/IP protokoll-t használnak)

-1-


-


intranet

Topológia: adatszóró, pont-pont, sín, csillagpontos, gyűrű, hibrid (csillagkapcsolt gyűrű, elosztott csillag), háló, fa Kommunikációs protokoll: ipx/spx, tcp/ip, atm hálózatok Átviteli közeg (röviden tárgyaljuk) Hardveres szemmel: - fizikai közeg (bármi) - repeater (csak jelismétlés, erősítő) - bridge (szegmensek közötti kommunikáció) - hub (csomagtovábbítás -> minden portján) - switch (csomagtovábbítás -> csak a szükséges porton, menedzselhető, vlan, qos kezelési képesség -> L2) - router, gateway (csomagirányítás -> L3) - firewall (szűrés -> L2-L7) - szerver - host

OSI modell: 1. Fizikai réteg (elektromos és mechanikai eszközök: moduláció, nyalábolás, jelelőállítás) 2. Adatkapcsolati réteg (keretek küldése a rendszerek között) 3. Hálózati réteg (hálózati szolgáltatások szabályozása: útválasztás, címzés, csomagtördelés, forgalomszabályozás) 4. Átviteli (szállítási) réteg (2 végpont közötti adatátvitel szabályozása) 5. Viszony (munkameneti) réteg (felhasználók közti adatcsere, üzenete csoportba rendezése, ellenőrzőpontok létrehozása) 6. Megjelenítési réteg (adat átalakítás: titkosítás, tömörítés) 7. Alkalmazás réteg (hálózati szolgáltatások: www, ftp, …)

TCP/IP modell: 1. 2. 3. 4.

Hálózat felületi réteg (OSI 1-2.) – (NIC: Network Interface Card -> MAC: – L1 Hálózati réteg / Internet réteg (OSI 3.) – L3 (csomag) => IP Szolgáltatás/állomás-állomás réteg/transzport réteg (OSI 4.) => TCP Feldolgozó és alkalmazásréteg (OSI 7.) – L7 (alkalmazás szint) TCP/IP protokollt 1970-ben kezdték fejleszteni, 1974-re nagyközönség előtt.

TCP/IP hálózatok jellemzői: - hardware független címzés - datagram (csomag) alapú - max 64kb csomagok - routolható - kiegészítő fejlécek támogatás (type of service) A TCP/IP hálózatok szintjeinek jellemzése I. Hálózati réteg (TCP/IP 1. szint): NIC (Network Interface Card) => MAC (Media Access Control): 6 bájtos hexadecimális „beégetett” szám. II. Az Internet réteg fő protokolljai (TCP/IP 2. szint): - Internet Protocol (IP) - Internetes vezérlőüzenet protokoll (ICMP) - Címfeloldási protokoll (ARP: Address Resolution Protocol) - Fordított címfeloldási protokoll (RARP) - Útválasztási protokollok (RIP, OSPF, BGP-4)

-2-



PDU: A szintek közötti átutazó fejlécből és hasznos adatokból álló csomagot protokoll-adategységnek (PDU – protocol date unit) nevezzük. IP: az adatcsomag irányítása, a kommunikációban résztvevők (gépek) azonosítása. IP (Internet Protocol): IPv4, IPv6 - a gépek egyedi azonosítására szolgál: az IP cím a hálózaton működő eszközöket azonosítják, ezért ugyanazon a hálózaton működő minden gépnek egyedi IP címmel kell rendelkeznie. - Dinamikus, statikus, valós, intranet - Felépítése: a.b.c.d.[0-255] (4byte – 32 bit) - A oszt: első bit mindig 0, B oszt: első 2 bit mindig 10, C oszt: első 3 bit mindig 110. IP címosztályok A B C

Tartomány 1.0.0.0126.255.255.255 128.0.0.0191.255.255.255 192.0.0.0223.255.255.255

Host azonosító b.c.d

Gépek száma 2^24-2

c.d

Hálózatok száma 2^8-2 (-2 mert 0 és 127 nincs) 2^14

d

2^21

2^8-2

2^16-2

Speciális címek (intranet hálózatokhoz): „A” osztályú hálózathoz: 10.0.0.0 – 10.255.255.255 „B” osztályú hálózathoz: 172.16.0.0 - 172.31.255.255 „C” osztályú hálózathoz: 192.168.0.0 – 192.168.255.255 Loopback interface: 127.0.0.1 (de 127.x.y.z) Csupa nulla állomásazonosító: teljes hálózat (pl: 192.168.0.0) Csupa egyes állomásazonosító: hálózat összes állomása (pl: 192.168.255.255 – broadcast) IP címek kiosztása: - fő szervezet: IANA (Internet Associated Numbers Authority) RIR (Regional Internet Registry): - a.: APNIC (Asia-Pacific Network Information Center) - b.: ARIN (American Registry for Internet Numbers) - c.: RIPE NCC (Reseau IP Europeans) IP fejrész szerkezete: - 1. szint: 4bit – verziószám (IPv4), 4bit – IP fejrész hossza, 8bit – szolgáltatás típusa (hang/fájl), 16bit – teljes csomaghossz - 2. szint: 16bit – azonosító (a fragement – darabolás – azonosítója), 1bit – nem használt, 1bit – DF: nem darabolható (pl: boot program), 1bit – MF: további fragementek léteznek, 13bit – fragement offset (fragement helye a sorozatban) - 3. szint: 8bit – TTL: a csomag hátralevő életideje, 8bit – transzport rétegbeli azonosítója, 16bit – a fejrész ellenőrző összege - 4. szint: 32bit – forrás IP címe - 5. szint: 32bit – cél IP címe - 6. szint: 32bit – opcionális mezők (security – védelmi opció, record route – útvonal naplózása, timestamp – késleltetési idők naplózása) IP alhálózatok: - 1. miért? : az intézmény logikai működése, felépítése, térbeli elhelyezkedése indokolja - Egy IP hálózaton több üzenetszórási (broadcast) címet kell létrehozni - Az új hálózat-csomópont határt a hálózati maszk (subnet mask) értékkel jelöljük Hálózati maszk (netmask): Az alhálózat méretét határozza meg. Azt mutatja meg, hogy egy adott alhálózaton, az elejétől fogva, hány bitnek kell megegyeznie az IP címben. Lehetséges mask értékek: 128 (10000000), 192 (11000000), 224 (11100000), 240 (11110000), 248 (11111000), 252 (11111100) Pl.: az első 24 bitnek kell megegyeznie:

-3-



11111111 11111111 11111111 00000000 255 255 255 0 IP cím: 192.168.1.0-255 => 2 db dedikált cím: - hálózati cím: a legkisebb cím, itt kezdődik az alhálózat (192.168.1.0) - broadcast cím: az alhálózat legnagyobb címe, üzenetszórás (192.168.1.255) Példa: Hálózat IP címe: 197.45.112.0 Hálózati maszk: 255.255.255.224 (=> 224=11100000): 3bit => 2^3 (8db) alhálózat, 5bit=> 2^5 (32db) host: Alhálózatok: 1. 197.45.112.0 – 197.45.112.31 (kiosztható címek: 197.45.112.1 – 30) 2. 197.45.112.32 – 197.45.112.63 (kiosztható címek: 197.45.112.33 – 62) 3. 197.45.112.64 – 197.45.112.95 (kiosztható címek: 197.45.112.65 – 94) 4. 197.45.112.96 – 197.45.112.127 (kiosztható címek: 197.45.112.97 – 126) 5. 197.45.112.128 – 197.45.112.159 (kiosztható címek: 197.45.112.129 – 158) 6. 197.45.112.160 – 197.45.112.191 (kiosztható címek: 197.45.112.161 – 190) 7. 197.45.112.192 – 197.45.112.223 (kiosztható címek: 197.45.112.193 – 222) 8. 197.45.112.224 – 197.45.112.255 (kiosztható címek: 197.45.112.225 – 254) Az első és utolsó alhálózatot (a csupa 0 és csupa 1 bit értékből) felépülő alhálózat azonosítókat nem szokták használni. Alhálózatok kialakítása: Netmask: 255.255.255.128 => 128=10000000 1. tartomány: 192.168.1.0 – 192.168.1.127 (hálózati cím: 192.168.1.0, broadcast: 192.168.1.127, összesen: 126 db IP cím) 2. tartomány: 192.168.1.128 – 192.168.1.255 (hálózati cím: 192.168.1.128, broadcast: 192.168.1.255, összesen: 126 db IP cím) Netmask: 255.255.255.192 => 192=11000000 1. tartomány: 192.168.1.0 – 192.168.1.63 2. tartomány: 192.168.1.64 – 192.168.1.127 3. tartomány: 192.168.1.128 – 192.168.1.191 4. tartomány: 192.168.1.192 – 192.168.1.255 Hálózati maszk szerepe: Cél IP cím: 197.45.112.35 (honnan tudjuk, hogy az adott gépről, hova kell küldeni, melyik alhálózatba) Cél IP cím AND netmask (197.45.112.35 && 255.255.255.224 => 197.45.112.32) ICMP (Internet Control Message Protocol) - az ICMP segítségével az IP kommunikációt használó állomások és útválasztók hibákat jelezhetnek, és korlátozott adatcserét folytathatnak - ping paranccsal visszhangkérő ICMP üzeneteket lehet küldeni - kimutatja a kommunikációs hibákat - tracert parancs támogatása ARP (Address Reservation Protocol): lefordítja az IP címeket hardveres (MAC) címekre RARP (Reverse ARP): hardveres (MAC) címből IP címet készít.

-4-



III. Az állomás-állomás réteg (TCP/IP 3. szint): TCP (Trancsmission Control Protocol) - kapcsolat orientált - két hálózati végpont közötti pont-pont típusú kommunikáción alapszik - garantálja az IP datagramok kézbesítését (nagy megbízhatóság) - elvégzi a programok által küldött nagy adatblokkok szegmentálást és újraegyesítését - biztosítja szegmentált adatok rendezését és rendezett küldését - vizsgálja az átvitt adatok sértetlenségét - visszaigazolás a küldött csomagok állapotáról - háromutas kézfogás!! (SYN => SYN_ACK => SYN) UDP (User Datagram Protocol) - adatcsomag orientált -

egyszerű, gyors adatátvitel a TCP/IP állomások között (nem megbízható)

-

kapcsolat nélküli datagram szolgáltatást biztosít

-

üzenetek küldése-fogadása UDP porton (üzenet várólista) keresztül, ez fogadja a meghatározott datagramokat

TCP Kapcsolatorientált, munkamenet jön létre az állomások között A visszaigazolás és ütemezett adatküldés által garantálja a kézbesítést Biztonságot maga a protokoll garantálja Lassabb, nagyobb a költségigénye, és csak a két pont közötti kommunikációt támogatja

UDP Kapcsolat nélküli szolgáltatás, nem jön létre munkamenet Nem garantálja és nem igazolja vissza a kézbesítést és az ütemezést Gyors, kicsi a költségigénye, támogatja a két pont közötti és az egy pontból több pontba irányuló kommunikációt

TCP keretformátum: - 1. szint: 16 bit forráskapu, 16 bit célkapu - 2. szint: 32 bit sorszám - 3. szint: 32 bit nyugtázási szám - 4. szint: 4 bit eltolás, 6 bit foglalt, 6 bit speciális jelzők, 16 bit ablak - 5. szint: 16 bit ellenőrző összeg, 16 bit sürgősségi mutató - 6. szint: 32 bit beállítások és kitöltés - 7. szint: ADAT UDP keretformátum: - 1. szint: 16 bit forráskapu, 16 bit célkapu - 2. szint: 16 bit üzenthossz, 16 bit ellenőrző összeg - 3. szint: ADAT Port szolgáltatások: -

A TCP portok egy megadott programportot használnak az adatok küldésére

-

Minden kiszolgálóport képes több kapcsolathoz megosztott hozzáférést biztosítani, mivel a TCP-kapcsolatok a két pár IP-cím és TCP-port egyedileg azonosítja (egy cím/port állomásonként)

-

Az 1024 alatti (és néhány nagyobb) TCP-kiszolgáló portszámokat az IANA (Internet Assigned Numbers Authority) tartja fenn és regisztálja (vezérlési csatorna)

-5-



-

ftp: 21, telnet: 23, www: 80, dns: 53, netbios: 139

-

udp portok: dns: 53, tftp: 69, netbios: 137, netbius adat: 138

IV. Feldolgozó és alkalmazásréteg (TCP/IP 4. szint): -

fájlátviteli protokoll (FTP: File Transfer Protocol)

-

egyszerű fájlátviteli protokoll (TFTP: trivial FTP)

-

távközlési hálózat (TELNET: Telecommunications Network)

-

távoli bejelentkezés (RLOGIN)

-

hálózati fájlrendszer (NFS: Network File System)

-

tartománynév-rendszer (DNS: Domain Name System)

-

Windows Internet névszolgáltatás (WINS: Windows Internet Naming Service)

-

Egyszerű hálózat felügyeleti protokoll (SNMP: Simple Network Management Protocol)

-

egyszerű levéltovábbító protokoll (SMTP: Simple Mail Transfer Protocol)

-

posthivatali protokoll (POP: Post Office Protocol)

-

rendszerindítási protokoll (BOOTP)

-

dinamikus állomás beállítási protokoll (DHCP: Dynamic Host Configuration Protocol)

TCP/IP segédprogramok: ping, arp, netstat, nbtstat, ipconfig, winipcfg, tracert, route

-6-

5. előadás: Adatátvitel alapjai

Recommend Documents