Слайд 1Стек протоколов TCP/IP
Многоуровневая структура стека TCP/IP
Характеристика основных протоколов
стека
Соответствие модели OSI
Стандарты TCP/IP
Сравнение TCP/IP с
другими стеками
Слайд 2Сетевые протоколы 70-х
System Network Architecture (SNA) – для связи с
мейнфреймами
Протоколы на основе архитектуры XNS (Xerox Network Systems) – для
ПК
IPX (Novell NetWare)
Banyan VINES (for Virtual Integrated NEtwork Service фирмы Banyan Virtual Network System)
DECnet и LAT (Local Area Transport, для работы с терминальными серверами и принтерами)
AppleTalk (ПО) и LocalTalk (аппаратура) фирмы Macintosh
Слайд 3Истоки TCP/IP
Создан под руководством DARPA (Advanced Research Project Agency)
Первоначальный вариант
– Network Control Program – в сети ARPAnet (до 1993
года)
Internet – «параллельная» сеть
В 1983 году ARPAnet переводится на TCP/IP
Слайд 4История Internet
1983 – ARPAnet разделилась на MILNET (Defence Data Network,
DDN) и DARPA Internet
1985 – создание сети NSFnet, «научной» сети
Формирование
других сетей (CSNET, BITNET, UUCP и др.)
1989 – прекращение поддержки ARPAnet
Объединение региональных сетей на основе NSFnet
Слайд 5Особенности TCP/IP
Сеть на базе TCP/IP – неоднородная
Работает на любой платформе
Позволяет
достаточно просто организовать удаленный доступ
TCP/IP – открытый протокол
Популярность обусловлена
включением в
OC UNIX
поддержкой со стороны правительства
разработкой графического интерфейса
Слайд 7Кадр
В сеть Ethernet
Пакет (дейтаграмма)
Сегмент
Слайд 11К передающей среде
Протоколы межсетевых интерфейсов
RARP
Протоколы инкапсуляции в кадры Ethernet, FR,
TR, ATM, FDDI, X.25 и т.д.
ARP
TCP
UDP
Протоколы транспортного уровня
IGMP
IP
ICMP
HTTP
Протоколы прикладного уровня
Telnet
DHCP
DNS
Пользовательский процесс
Пользовательский процесс
Пользовательский процесс
Пользовательский процесс
Протоколы сетевого уровня
Application Programming Inetrface
Слайд 13Прикладной
Транспортный
Прикладной
Транспортный
TR
ATM
ATM
ATM
Token Ring
Ethernet
Межсетевые интерфейсы
Межсетевые интерфейсы
Сетезависимые и сетенезависимые протоколы стека TCP/IP
Компьютер
Компьютер
Маршрутизатор
Маршрутизатор
Слайд 14IP - адресация и соглашения о именовании
Типы адресов в IP-сетях
Использование
масок (протокол CIDR)
Протоколы отображения (ARP, RARP, Proxy-ARP,
DNS)
Автоматизация назначения адресов (DHCP)
Слайд 15Адреса:
сетевых интерфейсов (сетевых адаптеров, портов маршрутизаторов)
Коммутаторы, мосты и концентраторы прозрачны
для IP-сети и поэтому их порты не имеют IP-адресов
2)
приложений (пользовательских программ и системных средств)
Слайд 19Преобразование адресов
Аппаратный адрес
Сетевой IP-адрес
Доменное имя
Протоколы разрешения адресов (ARP)
12-B7-01-56-BA-F5
129.35.251.23
Система доменных имен
(DNS)
www.service.lattelekom.lv
Слайд 22Варианты адресации
Фиксированная граница поля номера сети (RFC 760)
Использование классов адресов
(RFC 791)
Адресация на основе масок (RFC 950, RFC 1518)
Слайд 23Типы IP-адресов:
Unicast (адресует отдельный сетевой интерфейс)
Broadcast (адресует все интерфейсы заданной
подсети)
Multicast (адресует группу интерфейсов, возможно принадлежащих разным подсетям)
Слайд 27Число сетей и узлов
Класс A – 126 сетей по 16
777 214 узлов
16 777 214 = 224 - 2
Класс B
– 16 384 сети по 65 534 узла
16 384 = 214
65 534 = 216 - 2
Класс C – 2 097 152 сети по 254 узла
2 097 152 = 221
254 = 28 - 2
Слайд 30Назначение адресов автономной сети (частные адреса)
В классе A сеть
10.0.0.1
В классе B диапазон из 16 номеров сетей 172.16.0.0
172.31.0.0
В классе C диапазон из 256 номеров сетей 192.168.0.0 192.168.255.0
Слайд 31Централизованное распределение адресов
Главный орган регистрации глобальных адресов в Интернете с
1998 года ICANN (Internet Corporation for Assigned Names and
Numbers)
Региональные отделы:
ARIN (Америка);
RIPE (Европа);
APNIC (Азия и Тихоокеанский регион)
Слайд 32Использование масок при IP-адресации
Слайд 41Конфигурационные параметры,
назначаемые по протоколу DHCP:
IP-адрес
Маска подсети
IP-адрес
маршрутизатора по умолчанию
Список IP-адресов DNS-серверов
Другие параметры, специфичные для ОС:
адреса серверов имен NetBIOS, имя домена и т.п.
Слайд 50WAN
выделяется специальный маршрутизатор - ARP-сервер,
сервер ведет ARP-таблицу для всех
узлов
всем узлам и маршрутизаторам вручную задается IP-адрес и локальный адрес
выделенного маршрутизатора
каждый узел и маршрутизатор регистрирует свои адреса в выделенном маршрутизаторе
для разрешения адресов каждый узел обращается к ARP-серверу
Слайд 51Если мы введем команду
% ftp bsdi
будет выполнена следующая последовательность действий
Приложение, FTP клиент, вызывает функцию gethostbyname(3), чтобы конвертировать имя хоста
(bsdi) в 32-битный IP адрес. Эта функция в DNS (Domain Name System) называется разборщиком (resolver). Подобное преобразование осуществляется с использованием DNS или, если существует маленькая сеть, то с помощью статического файла хостов (/etc/hosts).
FTP клиент требует установить TCP соединение с указанным IP адресом.
TCP посылает запрос на установление соединения удаленному хосту, посылая IP датаграммы по указанному IP адресу.
Если хост назначения подключен к сети (Ethernet, Token ring, или к другому концу канала точка-точка), IP датаграмма может быть послана непосредственно хосту. Если хост назначения находится в удаленной сети, IP маршрутизатор определяет Internet адрес непосредственно подключенного маршрутизатора следующей пересылки, чтобы послать туда IP датаграмму. В обоих случаях IP датаграмма посылается либо хосту, либо маршрутизатору, подключенные непосредственно к данной сети.
Если используется Ethernet, посылающий хост должен конвертировать 32-битный адрес в 48-битный Ethernet адрес. Или другими словами, осуществить преобразование из логического Internet адреса в соответствующий физический аппаратный адрес. Этим занимается ARP. ARP работает в широковещательных сетях, где много хостов или маршрутизаторов подключено к одной и той же сети.
Слайд 52ARP посылает фрейм Ethernet, который называется ARP запрос (ARP request),
каждому хосту в сети. Подобный метод рассылки называется широковещательным запросом
(broadcast). На рисунке 4.2 широковещательный запрос показан пунктирными линиями. ARP запрос содержит IP адрес хоста назначения (имя которого bsdi) и запрос "если Вы владелец этого IP адреса, пожалуйста сообщите мне Ваш аппаратный адрес".
Хост назначения на ARP уровне получает этот широковещательный запрос, определяет, что отправитель спрашивает именно его IP адрес, и отвечает на него ARP откликом (ARP reply). Этот отклик содержит IP адрес и соответствующий аппаратный адрес.
ARP отклик принимается, и IP датаграмма, из-за которой начался обмен ARP запрос - ARP отклик, может быть послана.
IP датаграмма отправляется на хост назначения.
Слайд 53Реакция ARP на ввод пользователя: ftp hostname
Слайд 55Формат ARP запроса или отклика при работе с Ethernet
Слайд 56Два первых поля в Ethernet заголовке - поля источника и
назначения Ethernet. Специальный адрес назначения Ethernet, состоящий из всех единиц,
означает широковещательный адрес. Фреймы с таким адресом будут получены всеми Ethernet интерфейсами на кабеле.
Двухбайтовый тип фрейма (frame type) Ethernet указывает, данные какого типа, пойдут следом. Для ARP запроса или ARP отклика это поле содержит 0x0806.
Выражения аппаратный (hardware) и протокол (protocol) используются для описания полей в пакетах ARP. Например, ARP запрос запрашивает аппаратный адрес (в данном случае Ethernet адрес) соответствующий адресу протокола (в данном случае IP адрес).
Поле hard type указывает на тип аппаратного адреса. Для Ethernet это значение равно единице. Prot type указывает тип адреса протокола, к которому будет приведено соответствие. Для IP адресов используется значение 0x0800. По своему целевому назначению это значение соответствует полю типа во фрейме Ethernet, который содержит IP датаграмму.
Слайд 57Два следующих однобайтных поля, hard size и prot size, указывают
на размеры в байтах аппаратного адреса и адреса протокола. В
ARP запросах и откликах они составляют 6 для Ethernet и 4 для IP адреса.
Поле op указывает на тип операции: ARP запрос (значение устанавливается в 1), ARP отклик (2), RARP запрос (3) и RARP отклик (4). Это поле необходимо, так как поля типа фрейма (frame type) одинаковы для ARP запроса и ARP отклика.
Следующие четыре поля: аппаратный адрес отправителя (Ethernet адрес в данном примере), адрес протокола (IP адрес), аппаратный адрес назначения и адрес протокола назначения. Обратите внимание, что в данном случае происходит некоторое дублирование информации: аппаратный адрес отправителя может быть получен как из Ethernet заголовка, так и из ARP запроса.
Для ARP запроса все поля заполнены, за исключением аппаратного адреса назначения. Когда система получает ARP запрос, который предназначается ей, она вставляет свой аппаратный адрес, меняет местами адреса источника и назначения, устанавливает поле op в значение 2 и отправляет отклик.