Část A. 1. Principy komunikace

Část A 1. Principy komunikace 

Základní komunikační model o znázorňuje postup při předávání informace mezi dvěma stranami, kterými jsou zdrojový a cílový systém:



Síť – počítačová síť, komunikační kanál, spoj o počítačová síť je souhrnné označení pro technické prostředky, které realizují výměnu informací mezi počítači o komunikační kanál je soubor technických prostředků pro přenos signálu o spoj je řízený komunikační kanál Elementy sítě

 

o



fyzické: přenosová média (kabely, bezdrátové kanály), síťová zařízení (směrovače, přepínače, HUBy, opakovače) a koncová zařízení (Pcs, servery, tiskárny, telefony) o logické: programy probíhající na síťových a koncových zařízeních Topologie (způsob propojení uzlů), typy sítí o rozlišujeme topologie LAN a topologie WAN  LAN: sběrnicová, kruhová nebo stromová topologie o sítě dělíme dle:  typu přenášené informace (datové/hlasové/multimediální)  síťové architektury (TCP/IP, NetWare, DECnet, AppleTalk)  role uzlů v síti (klient-server, peer-to-peer)  techniky přenosu

2. Data a signály 



Informace, zpráva, datové pakety (data) – digitální (0 a 1), analogová (zvuk) o informace - údaj pro agenta o zpráva - formalizovaná informace o data –časová funkce generovaná vstupním zařízeními o signál – časová funkce generovaná vysílačem Signál – elektromagnetické vlny: vlnová délka a frekvence; umožňuje přenos dat o fyzikální prostředek umožňující přenos dat o jeho podstatou je elektromagnetické vlnění o parametry: vlnová délka, frekvence a perioda

  

 

o rozlišujeme digitální (diskrétní) a analogový (spojitý) Přenosové médium o bezdrát (802.11), metalika (802.3), optika (SONET) Šíření signálu – unicast, multicast, broadcast, anycast Směr přenosu signálu o simplex – umožňuje přenos pouze v jednom směru o duplex – umožňuje obousměrný přenos  full-duplex – přenos současně v obou směrech  half-duplex – přenos v obou směrech, ale ne současně Šířka pásma – baseband (1 frekvence), narrowband(3 kHz), broadband (20 kHz a více) Parametry signálu: perioda, amplituda, fáze (jen analog)

3. Přenos signálu  

   

 



Přenosová rychlost (b/s) = modulační rychlost (bd) * počet bitů v prvku signálu Modulace – dig. nebo analog. daty se mění nosný signál s nosnou frekvencí o Diskrétní - kódování - konverze dat do diskrétního signálu o Spojitá - modulace - konverze dat do analogového signálu Prvek dat Prvek signálu – část signálu, která zabere nejkratší interval signálového kódu o pořadí bitů v signálu - big-endian nebo little-endian Kódovací techniky – Manchester : b=0,5 Modulační techniky – principy: amplitudová, kmitočtová, fázová o Dig. data -> an. signál: Kvadraturní fázová (QPSK) a amplitudová(QAM) o SS - pro bezdrátové přenosy: FHSS, DSSS o Analogová data -> digitální signál: CODEC, PCM Problémy při přenosu – útlum, rušení o obnova signálu – opakovače, zesilovače Kapacita přenosového kanálu: max. přenosová rychlost o ideální: C=2×W×log2M o reálná: C=W×log2(1+S/N) Přenosový kanál: soubor prostředků, které umožní přenos dat mezi dvěma komunikujícími systémy

4. Datový spoj    

(p4)

Je to organizovaný komunikační kanál Datové jednotky – rámce: začátek, záhlaví, data, zápatí, konec Řízení datového spoje zahrnuje: synch, kontrola, řízení toků Synchronizace rámců o asynchronní přenos (po znacích, každý znak ohraničuje start a stop bit) o synchronní přenos (bitově orientovaný, na začátku bitový vzorek – preamble)



Kontrola bitové správnosti – algoritmus určuje protokol o Paritní kontrola o Cyklická redundantní kontrola (CRC) – vysílací strana vytvoří ze zasílaných dat podle předem dohodnutého algoritmu FCS (Frame Check Sequence) a příjemce ji podle stejného algoritmu ověří  Řízení toků rámců – pro kanály s násobným přístupem - LAN o Deterministické – Token Ring – oprávnění k přenosu se předává do kruhu  nemůže dojít ke kolizi, protože má oprávnění k vysílání vždy jen jeden o Stochastické – CSMA – všechny připojené uzly mohou vysílat současně  Stanice monitoruje stav média a začíná vysílat jen v době, kdy je volné.  Kolizní doména – část sítě, která je sdílena více zařízeními  CSMA/CD – detekce kolize – Ethernet  CSMA/CA – vyhnutí kolizi – WLAN  Řízení toků rámců – dvoubodové kanály – WAN o Stop and wait, sliding window o Význam použitých zkratek:  F X – rámec č. X  ACK – potvrzení (Acknowledgement)  NACK – negativní potvrzení  RR X – připravenost k přijetí rámce č. X (Ready-to-Receive)  REJ X – odmítnutí rámce č. X (Reject)  Zvýšení využitelnosti spoje – multiplexing – jeden spoj je využíván více kanály: o TDM – časové sdílení spoje: synchronní (stejné sloty) a asynchronní (na vyžádání) o FDM – sdílení frekvenčního rozsahu spoje o CDMA – kódové sdílení spoje – časové a frekvenční dohromady o OFDM – nosné frekvence o MIMO – bezdrátové sítě - více antén na vysílačích i přijímačích  Techniky Spread Spectrum (SS) – zvětší frekvenční rozsah signálu: o menší rušení a větší bezpečnost – DSSS a FHSS 5. Síťová architektura  Architektura – struktura řízení komunikace (uspořádaná do funkčních vrstev)  Pojmy: o Služba - množina funkcí, které vrstva poskytuje vrstvě nadřazené. Pojmy „poskytovatel služby“, „uživatel služby“ o Entita – funkční jednotka poskytování nebo používání služby o Funkce - aktivita entity o Protokol – souhrn pravidel, podle kterých probíhá dialog mezi vzdálenými entitami  Služební primitiva – pro komunikaci mezi entitami typu poskytovatel a uživatel služby: o Request (žádost), Indication (indikace), Response (odpověď), Confirmation (potvrzení)  SAP – service access point – přístupový bod k síťové službě – funkce pro ostatní vrstvy  Služba – spojovaná (obousměrný virtuální spoj) a nespojovaná (jednosměrný spoj – skončí) o Potvrzovaná – obousměrná komunikace, předání dat je potvrzeno  zahrnuje použití všech služebních primitiv

o



 

Nepotvrzovaná – jednostranné předání dat, není zaručeno že došla  používá pouze primitiva request a indication PDU – Protocol Data Unit o Datová jednotka protokolu, její strukturu určuje protokol; vzniká na každé vrstvě o Obsahuje data převzatá z vyšší vrstvy (její PDU) a vlastní režijní data (záhlaví) Entity jsou rozděleny do vrstev: entita v N může využívat službu entity v N-1 Komunikace mezi entitami: o Horizontální: Entity ve stejnolehlých vrstvách partnerských systémů spolu komunikují prostřednictvím protokolů po virtuálních spojích. o Vertikální (sousední): Přenos dat přes jednotlivé vrstvy, předání dat na fyzické vrstvě.

6. Referenční model OSI 

RM OSI - standard z roku 1983 normalizuje strukturu funkčních vrstev:

Č. Název 1 Fyzická 2 Spojová 3 4 5 6 7

Použití Technologie Aktivuje, udržuje a deaktivuje fyzické spoje. SONET, ATM, hub Poskytuje spojení mezi dvěma sousedními systémy. Ethernet, switch Funkce k přenosu dat mezi jednotlivými síťovými jednotkami. Uspořádává data z fyzické vrstvy do logických celků (rámce). Síťová Poskytuje spojení mezi systémy, které spolu přímo nesousedí. Router, IP Směrování, adresování, fragmentace a defragmentace Transportní Zajišťuje přenos dat mezi koncovými uzly: TCP, UDP vytvoření virtuálního spojení, přenos dat (řízený), ukončení v.s. Relační Správa dialogu, předání příznaku pověření RPC Prezentační Transformace syntaxe dat – konverze dat pro aplikace Aplikační Přístup aplikací ke komunikačnímu systému a síťovým službám  Otevřené systémy – logická síť, uzel, síťová adresa  MAC – adresa fyzického síťového rozhraní: 48 bit – 6 oktetů, vyjádřená hexadecimálně o např. 02:60:60:EE:54:01 o individuální (0), skupinová(1) – dle hodnoty nejnižšího bitu v 1. oktetu o broadcast – všechna rozhraní na spoji: FF:FF:FF:FF:FF:FF o nulová – pro cílové adresy zkušebních a prázdných rámců: 00:00:00:00:00:00  Multiplexing síťových architektrur – jedna síťová architektura může využívat různé přenosové technologie (TCP/IP využívá IEEE 802.3, IEEE 802.11, SONET…)  Techniky přenosů: o Přepínání spojů - komutované spojení – dial-up o Přepínání paketů:  virtuální spoj – vytvoření virtuálního kanálu, spojovaná potvrzovaná služba  datagramová služba – paket obsahuje cílovou adresu o směrování – routing - 3. vrstva – datagramy přepínány mezi sítěmi o přepínání – switching – 2. vrstva – rámce přepínány na fyzické porty dle MAC adresy  koncový uzel implementuje všechny vrstvy, směrovač 3, přepínač 2 a hub 1

7. Protokoly WAN  dvoubodové protokoly vrstvy datového spoje  HDLC o 3 typy stanic – primární (vysílá příkaz), sekundární (odpověď), kombinovaná (oboje) o 3 režimy přenosu dat  NRM (primární zahajuje), ARM (i sekundární) – nevyvážená konfigurace  ABM (kombinované stanice) – vyvážená komunikace  PPP – 2 úrovně protokolů: o Pro řízení spoje – LCP o Pro řízení sítě – NCP o Formát rámce: pole protokol obsahuje typ protokolu,jehož PDU je tam zapouzdřeno  LAP, ISDN  ATM – rychlé a spolehlivé, virtuální adresace; architektura ATM se odlišuje od RM OSI 8. Protokoly LAN  Použití pro násobný přístup k datovému spoji  Specifikace IEEE 802 – fyzická vrstva (napr. 100BASETX) + spojová vrstva:  Definice logického rozhraní – IEEE 802.2: o LLC (access point), SNAP (subnetwork)  Pro přepínače: 802.1  Přístup k médiu: 802.3 a dále o Ethernet – IEEE 802.3: velikost rámce 64 – 1512 B o IEEE 802.5 – token ring o FDDI – spolehlivý a rychlý, token o 802.11b,g,n – bezdrátový přenos - pracovní pásmo 2,4 Ghz – spravuje to wi-fi aliance o 802.15.1,2,3 – bluetooth  Konfigurace WLAN sítě o přístupová zařízení (AP) a bezdrátové stanice (STA) o BSA – základní sada služeb – oblast pokrytá jedním AP (buňka) o ESA – rozšířený soubor služeb – propojení buněk o Ad hoc – point-to-point konfigurace: nezávislá na AP  Ethernet rámec: o SFD, EFD – začátek a konec rámce (10101011) o FCS – kontrolní součet – CRC o DA – Destination Address – cílová MAC adresa (6 B) o SA – Source Address – zdrojová MAC adresa o délka – menší nebo rovno 0x05DC, tj. max. 1500 B (min. 46 B ~ 0x002E) o Typ – identifikátor protokolu, jehož PDU je vnořeno do rámce

Část B 1. Architektura TCP/IP – obecný popis  v současnosti nejpoužívanější síťová architektura – sada protokolů přiřazených do tří vrstev ◦ síťová ◦ transportní ◦ aplikační  TCP/IP neřeší přístup k datovému spoji – poskytuje jen rozhraní pro přenosové technologie ◦ vrstva síťového rozhraní (1+2) je specifikována v RFC dokumentech pro každou technologii zvlášť 

síťová vrstva pracuje s datagramy za pomoci protokolů: ◦ IP – základní protokol sítě, vysílá, fragmentuje a defragmentuje datagramy ◦ ARP, RARP – mapuje logické adresy do fyzické a naopak ◦ ICMP – generuje zprávy o chybách při přenosu datagramů ◦ IGMP – mapuje skupinové MAC adresy do síťové skupinové adresy ◦ OSFP – směrovací protokol pro nalezení nejkratší cesty v síti  transportní vrstva zajišťuje koncový přenos dat mezi komunikujícími procesy ◦ TDP – Transmission Control Protocol: služba se spojením ◦ UDP – User Datagram Protocol: služba bez spojení  aplikační vrstva poskytuje koncové uživatelské a systémové služby, stále se rozšiřuje o nové protokoly ◦ systémové aplikační protokoly: DNS (přiřazení IP), SNMP (podpora správy sítí) ◦ uživatelské aplikační protokoly: TELNET (vzdálený přístup), FTP (přenos souborů), SMTP (mail) 2. Síťová vrstva – adresace  IP adresa = unikátní identifikátor uzlu v síti = logická adresa síťového rozhraní ◦ 32 bitů dělených do 4 oktetů, zápis v desítkové soustavě  ARP – adress resolution protocol; slouží k nalezení MAC adresy na základě IP ◦ RARP – Reversed Address Resolution Protocol: opačný záměr ◦ ARP request – na broadcast adresu pošle hledanou IP ◦ ARP reply – obsahuje MAC adresu uzlu, jehož IP se shoduje s požadovanou ◦ ARP cache – paměťový prostor, v němž se uchovává tabulka IP a MAC adres, které byly použity

3. Síťová vrstva – další IP protokoly a) IP Protokol  vytváří a přenáší další datagramy  fragmentuje či defragmentuje datagramy ◦ fragmentuje, pokud velikost datagramu > MTU (Maximum Transmission Unit) ◦ následně datagramy na cílovém systému defragmentuje, připojuje IP záhlaví před PDU transportní vrstvy  PDU IP záhlaví ◦ Version ▪ IPv4/IPv6 ◦ HLEN ▪ délka záhlaví ve „slovech“ (4B) ◦ Total Length ▪ celková velikost datagramu v B (min. 20, max 65535) ◦ HEADER CHECKSUM ▪ kontrolní součet záhlaví (ne datového obsahu, pouze záhlaví) ◦ TTL ▪ Time To Live = maximální prostup přes mezilehlé směrovače, při jednotlivých průchodech je TTL dekrementováno. Pokud TTL=0, směrovač paket diskartuje a posílá ICMP zprávu. ◦ PROTOCOL ▪ určuje kód protokolu, jehož PDU je v datagramu zapouzdřeno ◦ Řízení fragmentace ▪ IDENTIFICATION – identifikace fragmentu ▪ FLAGS – příznak fragmentace ▪ FRAGMENT OFFSET umístění fragmentu v rámci původního datagramu b) ICMP (rozhodně ne MCBP)  Internet Control Message Protocol – informuje komunikační strany o chybách a jiných významných událostech  ICMP zprávy generují cílové uzly a směrovače  Formát datagramu →  Druhy zpráv ◦ příkazy ping: odesílá echo request a čeká echo reply ◦ Time Exceed: vypršel časový limit ▪ s kódem 0 zprávu generuje router, když je hodnota TTL v IP datagramu 0/1 a paket stále není v cílové síti ▪ s kódem 1 zprávu generuje cílový uzel, pokud vypršel čas pro defragmentaci fragmentů datagramu ◦ Destination unreachable značí nedostupnost cíle ◦ Redirect znamená přesměrování; používá se, když ze sítě vede k cíli lepší cesta než přes default gateway

◦ Redirect error je generováno, pokud se přesměrování nepodaří; zprávu generuje směrovač, na který byl datagram zaslán ◦ Timestamp Request/Reply značí čas od odeslání po přijetí odpovědi c) IGMP  Internet Group Management Protocol – podpora IP multicastu; využívá se pro dynamické přihlašování a odhlašování procesů ze skupiny u multicastového routeru ve své lokální síti  Existují verze 1, 2, 3  Protokol pracuje s různými dotazy, tzv. IGMP queries  IGMP report – uzel se chce přihlásit do skupiny a posílá žádost do routeru  General query – router zjišťuje, jestli je v síti alespoň jedna stanice, která chce ze skupiny dostávat informace ◦ Pokud do 10s nedostane odpověď, maže z tabulky informace o skupině ◦ Zpráva se posílá na adresu 224.0.0.1 – všechny systémy v dané podsíti, které podporují multicast. Grou address je 0.  IGMP repopnse – uzel posílá routeru odpověď na General query  Leave group – dostupné jen ve verzi 2; uzel oznamuje, že opouští skupinu 4. Síťová vrstva – IP routing  Směrování = výběr cesty pro zasílaný datagram ◦ přímé – cílový uzel je na stejné síti; v rámci je pak MAC adresa cílového uzlu ◦ nepřímé – cílový uzel leží v jiné síti; v rámci je pak MAC adresa směrovače  IP sítě jsou propojeny mezilehlými zařízeními, směrovači (routery) ◦ ty provádějí přepojování datagramů mezi sítěmi, ◦ určují nejlepší cestu pro datagramy podle routing tables ◦ vrstva L3 OSI – IP vrstva TCP/IP  Internet jsou propojené lokální IP sítě  Směrovací tabulky ◦ statické – ručně editované adminem ◦ dynamické – směrovací protokoly periodicky šíří informace a mapy se vypočítávají dle určeného algoritmu; routery musí mít implementované totožné protokoly a) Autonomní systémy  Je nereálné, aby každý router evidoval mapu globálního Internetu ◦ => Internet je rozdělen na autonomní systémy, komplex sítí a směrovačů ◦ existuje jedna administrativní doména se společnou směrovací strategií ◦ každý AS je registrován a je mu přidělen identifikátor ASN – správcem je IANA  Existují 2 úrovně směrování: ◦ v rámci jednoho AS – interní směrovací protokoly (IGP) ◦ mezi různými AS – externí směrovací protokoly (EGP)  Peering – dohody o tranzitu datových přenosů mezi AS  Algoritmy pro vypočítávání směrovacích cest: ◦ DVA – směrovače vysílají celé tabulky ▪ nevhodné pro rozsáhlé sítě ▪ pro nalezení nejkratší cesty v grafu je použit Belman-Fordův algoritmus ◦ LSA – směrovače vysílají pouze informace o stavu spojů, ke kterým jsou připojeny

▪ Pakety jsou malé ▪ vhodné pro rozsáhlé sítě, použit Dijkstrův algoritmus b) Interní protokoly  RIPv1 a v2: Routing Information Protovol version 1/2 ◦ Algoritmus DVA, metrika hopcount ◦ Vysílání vlastní CAM table broadcastem každých 30s  OSPF: Open the Shortest Path First ◦ Algoritmus LSA, metrika cost c) Externí protokoly  EGP (Exterior Routing Protocol) ◦ jednoduchý protokol, na bázi stromové struktury (nepřipouští peering), bez metriky  BGP (Border Gateway Protocol) ◦ Hvězdicová struktura – v současnosti oficiální externí protokol internetu ◦ Kombinuje algoritmy DVA s LSA, dokáže šířit informace i uvnitř AS 5. IPv6  Budoucí náhrada IPv4, ve vývoji od 90. let  oproti předchůdci poskytuje více adres, automatickou adresaci a vyšší míru bezpečnosti  3 typy adres: ◦ unicast (individuální) ◦ multicast (skupinové) ◦ anycast (výběrové)  Adresa má 128 bitů – 8 čtveřic hexadecimálních čísel oddělených dvojtečkou ◦ Je možné vynechat nuly zleva či čtveřici nul zkrátit na jednu. Dále můžeme navazující čtveřice nul zkrátit na ::, ale v dané adrese vždy nejvýše jednou. ◦ Např.: fc00:0:0:0:0:0:90:0 → fc00::90:0  Adresace ◦ unicast global address: global routing prefix + site link prefix + identifikátor rozhraní ◦ identifikátor rozhraní se generuje z MAC adresy ◦ multicast address – FF::/8  Autokonfigurace – určení vlastní IP adresy ◦ stavová (z MAC adresy) ◦ nestavová – přidělení IP adresy z DHCP serveru nebo ICMPv6 Neighbor Discovery  Ipsec – autentizace datagramu, šifrování obsahu ◦ AH – Authentication header; ESP – Encapsulation Security Payload 6. Transportní vrstva  Poskytuje službu aplikační vrstvě  Transportní služba – sekvenční přenos dat mezi komunikujícími procesy ◦ Zahrnuje protokoly UDP, TCP – zajistí pro aplikaci spojení dvou PC v síti  Aplikace ke službě komunikuje přes port  číslo portu – 16bitová proměnná: 1-65535 ◦ 1-1023 jsou tzv. Well-known porty pro známé síťové služby, např: ▪ 20, 21 FTP - file transfer protocol ▪ 22 SSH - secure shell



a) UDP      b) TCP  

▪ 23 Telnet ▪ 25 mail - SMTP - simple mail trnasfer protocol ▪ 67, 68 DNS - domain name server ▪ 69 TFTP - trivial file transfer protocol ▪ 80 HTTP - hypertext transfer protocol ▪ 110 POP3 ▪ 143 IMAP4 ▪ 161 162 SNMP - simple network management protocol ▪ 443 HTTPS - http secure ◦ > 1024 - možná registrace nebo dočasné přidělení procesům typu klient Netstat – program pro výpis informací o stavu síťového subsystému v OS UNIX ◦ netstat -u vypíše seznam UDP spojení ◦ netstat -t vypíše seznam TCP spojení ◦ netstat -l vypíše seznam naslouchajících portů User Datagram Protocol nespojovaná ž nelze řídit na druhou stranu jde o efektivní službu, která je rychlá a jejíž provozní režie je minimální broadcast nebo multicast použití: RIP, DNS, NTP, SNMP

Transmission Control Protocol spojovaná služba čení datových segmentů ve správném pořadí a vyloučí chyby  princip: mezi procesy je vytvořen osmibitový full-duplex komunikační kanál  použití: FTP, HTTP, etc.  Formát TCP záhlaví: ◦ SN – Sequence Number: ◦ <dodělat> 7. Aplikační vrstva – systémové protokoly  Poskytuje aplikacím přístup k síťovým službám  Obsahuje protokoly, které implementují síťové aplikace ◦ Základní – musí být implementovány ▪ SMTP, FTP, TELNET, DNS ◦ Doporučené a volitelné ▪ SNMP, HTTP, RTP, RSVP  Většina pracuje na principu klient-server ◦ Klient pošle příkaz ve formě textu, server odpovídá obvykle třímístné číslo + text  Aplikace typu klient spouští uživatel ve své relaci, aplikace typu server spouští admin a) DHCP  Dynamic Host Configuration Protocol: automatizované přidělování IP adres a dalších síťových parametrů: ◦ Default gateway, Subnet Mask, IP adresa a výchozí DNS servery



server na portu 67, klient na portu 68 ◦ dynamicky: server pronajímá IP adresu, kterou má k dispozici, po určitý časový úsek ◦ staticky: přiřazení IP k určité MAC je na serveru v /etc/dhcp.conf  fáze DHCP zpráv ◦ discovery – klient vyhledává na subsíti server ◦ offer – server posílá klientovi IP s parametry ◦ request – klient posílá broadcast všem serverům o své volbě ◦ ack/nack – závěrečná fáze relace: server posílá klientovi dobu propůjčení adresy b) DNS systém  Domain name system – distribuovaná DB, kterou používají TCP/IP aplikace pro mapování doménových jmen do IP adres a naopak  Hierarchivký systém – strom: ◦ Kořenová doména ◦ TLD: domény nejvyšší úrovně – oblasti: ▪ Inverzní – arpa ▪ obecná, oborová – generic (com, edu, org); státní (country code) ◦ SLD – domény druhé úrovně ▪ inverzní doména IPv4 ▪ doménová jména zón v oblasti geografické CC a v oblasti obecné generic  Strom lze administrativně rozdělit do zón, které spravují jednotliví správci (organizace nebo i soukromé osoby). Taková zóna obsahuje autoritativní informace o spravovaných doménách. Tyto informace jsou uloženy na jmenných serverech v každé zóně.  Jmenné servery ◦ kořenové – poskytují kořenový zónový soubor ostatním DNS serverům, ten popisuje, kde se nacházejí autoritativní servery pro domény vyšší úrovně; celkem je jich 13. ◦ 1. úrovně – informace o doménách 2. úrovně ◦ 2. úrovně – informace o doménách 3. úrovně  Druhy name serverů: primární, sekundární, caching only  Oblast TLD arpa – doména 2. úrovně in-addr ◦ 4 další úrovně vyjadřují IP adresu: 10.72.178.195-in.addr.arpa ◦ funkce zóny in-addr.arpa: reverzní mapování – překlad IP na doménové jméno ◦ reverzní doménu zpravidla zajišťují name servery příslušných domén c) DNS protokol  Používá se pro přenos DNS zpráv: aplikace -> server nebo server->server  Transportní služba UDP - pro výměnu jednoduchých DNS zpráv nebo TCP - pro transfer jmenných databází. Princip klient-server.  Typy zpráv: o query – obsahuje doménové jméno a typ požadovaného záznamu o response – query + odpověď  DNS zdrojové záznamy (Resource Records – RR) jsou uloženy v databázích DNS serverů. o Databáze obsahuje základní zónový soubor a reverzní zónový soubor. o SOA – start of authority record – hlavička zónového souboru:  jméno primárního serveru, adresa elektronické pošty jejího správce  + časové údaje: serial, refresh, retry, expire, TTL



o A – address record: akela … 1.2.3.4 o CNAME – canonical name r – alias – www … akela.mendelu.cz o MX – mail exchanger r – uzel doručující emaily – mendelu.cz. … dahlia.mendelu.cz o NS – name server r - jméno autoritativního DNS serveru pro danou doménu o PTR - pointer r - ukazatel na záznam v reverzní doméně Tvar souboru: 1 záznam = 1 řádek zónový soubor pro doménu kdesi.cz

$ORIGIN @ obchod cosi 4  

kdesi.cz IN SOA IN NS IN A IN PTR

ns.kdesi.cz. franta.kdesi.cz. (udaje) ns 1.2.3.4 cosi.kdesi.cz. {ve zvlastnim souboru}

Implementace DNS – standard de facto je BIND: klient, server, utilita nslookup Komunikační režimy klient server - módy DNS relací: o Iterace – klient se postupně ptá nameserverů 0, 1 a 2 úrovně o Rekurze – klient se zeptá root NS a poté NS 1. úrovně, který kontaktuje NS 2. úrovně 8. Aplikační vrstva – uživatelské protokoly a) FTP  File transfer protocol - Autorizovaný přístup do souborového systému hostitelského uzlu  Používá TCP – 2 spojení - port pro relaci 21 a pro přenos 20  Fáze komunikace klient-server: otevření port 21 – řídící spojení, autentizace, otevření port 20 – datové spojení, datový přenos, další operace, ukončení  Datové definice v FTP – RFC 959: typ souboru, formát řízení, struktura souboru, přenosový režim  Příkazy (požadavky) FTP klienta: text – např. USER, QUIT, PORT o řízení přístupu, stanovení parametrů přenosu, příkazy služeb  Odpovědi FTP serveru – třímístné číslo + text b) TFTP  Trivial File Transfer Protocol - Součástí protokolu není autentizační sekvence – přístupy jsou autorizovány konfiguračním nastavením na TFTP serveru.  Používá UDP – zprávy sám potvrzuje. Port 69.  Využití - TFTP klient v ROM u bezdiskových pracovních stanicích c) TELNET  Telecommunication Network - umožňuje uživateli připojení ke vzdálenému počítači  Vytváří TCP spojení - přenos řídících informací a uživatelských dat. Port 23.  NVT – network virtual terminal - imaginární zařízení vytvořené po ustavení TCP spojení “společný“ síťový terminál komunikujících stran – klávesníce a obrazovka  Po připojení je možné používat další protokoly aplikační vrstvy – např. FTP  Vyjednání podmínek komunikace mezi stranami – rozšíření minima NVT: např. typ terminálu  Implementace protokolu telnet: server (telnetd) a klient (telnet, putty)  Bezpečnostní problém relace Telnet – jméno a heslo lze při přenosu zachytit a přečíst  Protokol SSH – secure shell – komunikace probíhá v zabezpečeném TCP spojení o symetrická a asymetrická šifra, kryptografická kontrola integrity přenášených dat o Implementace SSH – sshd (server – port 22), klient – ssh, putty, winscp

9. Systém elektronické pošty  Výměna elektronických zpráv mezi uživateli – ukládání do schránek (mailboxes)  Formát el. adresy - [email protected]éna o Mailserver – dostupný na portu 25, MX záznam v zónovém DNS souboru  Obrázek systému: a) Logické moduly e-mail systému  MTA (Mail Tranfer Agent) – zajistí přenos zprávy – podporuje protokol SMTP – komunikace mezi MTA na principu klient - server (MTA lokální, MTA „relay“)  MDA (Mail Delivery Agent) – zajistí uložení zprávy do mailboxu uživatele  MRA (Mail Retrieval Agent) – zajistí klientovi přístup do uživatelova mailboxu – podporuje protokoly POP3 nebo IMAP4 (nebo oba)  MUA (Mail User Agent) – vytváří rozhraní pro přístup uživatele k poštovním službám, komunikuje s MTA a MRA – podporuje SMTP, POP3, IMAP4 b) SMTP  Simple Mail Transfer Protocol – základní protokol pro výměnu zpráv  Využívá TCP, port 25. Neautentizované spojení. Implementován v MTA (sendmail, postfix).  Průběh relace MTA podle protokolu SMTP: komunikace přes zprávy - transakce o Klient iniciuje navázání TCP spojení na port 25. o Probíhá obousměrný dialog, při kterém klient předá (i opakovaně) serveru data emailu. o Dialog je ukončen uzavíracím příkazem, TCP spojení se uzavře.  IP datagram se zprávou protokolu SMTP:



Formát zpráv elektronické pošty:

c) MIME  Multipurpose Internet Mail Extensions – specifikuje obsah těla zprávy  Záhlaví MIME obsahuje „hlavičky“ - klíčové slovo: hodnota MIME-version: 1.0 Content-Type: text/plain This is the body of the message.

d) POP3  Post Office Protocol - Autorizovaný přístup do mailboxu na vzdáleném mailserveru  Je to stavový automat - přechod do jednotlivých stavů probíhá v příkazových sekvencích o Stavy: Autorizace, Transakce, Aktualizace

 Používá TCP, port 110. Funkce: pouze výpis, kopie, smazání. e) IMAP4  Internet Message Access Protocol – přístup do více mailboxů + selektivní načtení + modifikace  Používá TCP, port 143. 10. Systém WWW-HTTP protokol  HTTP je základem systému „World Wide Web“ (WWW)  Používá TCP, well-known port 80. Princip klient-server: zprávy request a reply – HTTP transakce.  Příklad: Klient chce soubor–zašle požadavek na server–ten mu pošle v odpovědi kopii souboru. o Dříve odpověď obsahovala jen html soubor, dnes díky MIME jakýkoliv soubor.  Formát a obsah zpráv specifikují RFC dokumenty: druhy http transakcí:

a) Požadavek  Metody: o GET - žádá zaslání celé entity specifikované v URI – zobrazení stránky o POST - odesílá obsah zprávy do entity specifikované v URI – formulář o PUT – vkládá obsah zprávy do entity specifikované v URI (tj. nahrává data do serveru)  URI - Uniform Resource Identifier - identifikátor přístupu k internetovému zdroji (obecný)  URL - Uniform Resource Locator - typ URI – formát pro protokol HTTP <schema>://<user>:<password>@:<port>//….. http: // < host > [: < port>][< abs_path> [? < query>] ] 

CGI (Common Gateway Interface): o standard pro definice rozhraní mezi Web serverem a externími aplikačními programy o Proměnné, které jsou předávány http serveru a mohou být zpracovámy v CGI programech: QUERY_STRING obsahuje data přenášená metodou GET  URI schema https – HTTP interakce šifrovaná přes SSL, používá port 443 b) Různé  Odpověď: Třímístný stavový kód + text  Záhlaví – hlavičky: o Obecné hlavičky,Hlavičky požadavků, Hlavičky odpovědí, Hlavičky obsahů zpráv  Implementace: o http server - WWW server – apache, IIS o http klient – WWW prohlížeč – Internet Exploere, Opera, Lynx

11. SNMP  Simple Network Management Protocol - správa a řízení velkých sítí  Princip klient (manager) – server (agent). Transport UDP, well-known porty 161 a 162.  Pojmy a funkce: o agent - monitoring provozu v určitých uzlech sítě – ukládání do databáze o manager - sběr dat od agentů, vzdálené řízení - reset , reboot, nastavení proměnných o Řídící stanice - NMS (Network Management Station)  Trap zpráva - agent ji posílá managerovi při dosažení předem definovaného stavu. Tím může být výpadek, dosažení kritické teploty atd. a) MIB  Management Information Base - objektově orientovaná databáze dat  Objekty se sdružují do skupin – tříd – ty se různě definují  Agent spravuje MIB, manager může požadovat nebo nastavovat hodnoty.  Řízené objekty jsou jednoznačně identifikovány jménem objektu.

 Skalární objekty – skupina udp  Tabulární objekt - UDP tabulka (pro „naslouchající“ proces) b) SMI  Structure of Management Information - definuje pravidla pro popis spravovaných objektů (tj. jak budou objekty vytvářeny). Definice:  Jménem (OID)  Typem a syntaxí prostřednictvím ASN.1 (Abstract Syntax Notation) – prezentační vrstva OSI  Kódem – pravidla pro transport dat – např. BER