Использование TCPIP. Организация сетевого администрирования

• Название: Организация сетевого администрирования
• Анкор: Использование TCPIP
• Дата: 02.03.2020
• Размер: 0.87 Mb.
• Имя файла: 5_Ispolzovanie_TCPIP.pptx
• Тип: Документы; #110539

Организация сетевого администрирования

Использование TCP/IP:

IPv4, IPv6

Модель OSI/ISO

Сетевая модель OSI (англ. open systems interconnection basic reference model) – сетевая модель стека сетевых протоколов OSI/ISO (ГОСТ Р ИСО/МЭК 7498-1-99).

Эта модель описывает правила и процедуры передачи данных в различных сетевых средах при организации сеанса связи.

Весь путь должен проходить строго с верхнего на нижний и с нижнего на верхний. Такие процессы получили название инкапсуляция (с верхнего на нижний) и деинкапсуляция (с нижнего на верхний).

Модель OSI/ISO

Модель OSI/ISO

Модель OSI/ISO

TCP/IP — сетевая модель передачи данных, представленных в цифровом виде. Модель описывает способ передачи данных от источника информации к получателю.

Рассматривая многоуровневую архитектуру TCP/IP, можно выделить в ней, подобно архитектуре OSI, уровни, функции которых зависят от конкретной технической реализации сети, и уровни, функции которых ориентированы на работу с приложениями
Стек TCP/IP

Стек TCP/IP

Стек TCP/IP

Стек TCP/IP

Прикладной уровень

Прикладной уровень (Application Layer):

Является интерфейсом между приложением (участником информационного обмена, источником данных) и средой передачи.

Транспортный уровень

Транспортный уровень (Transport Layer):

Этот уровень берет на себя функцию транспорта. К примеру, когда вы скачиваете файл с Интернета, файл в виде сегментов отправляется на Ваш компьютер. Также здесь вводятся понятия портов, которые нужны для указания назначения к конкретной службе.

Транспортный уровень

Сетевой уровень

Сетевой уровень (Network Layer):

этот уровень берет на себя объединения участков сети и выбор оптимального пути (т.е. маршрутизация). Каждое сетевое устройство должно иметь уникальный сетевой адрес в сети.

Сетевой уровень

Канальный уровень

Канальный уровень (Data Link Layer):

он берет на себя задачу адресации в пределах локальной сети, обнаруживает ошибки, проверяет целостность данных

Передача TCP/IP кадра по сети

IP-1

MAC-1

IP-2

MAC-2

IP-3

MAC-3

ПОРТ №

IP-3

MAC-2

ПОРТ №

IP-3

ПОРТ №

IP-3

MAC-3

ПОРТ №

Протокол IP

Основу транспортных средств стека протоколов TCP/IP составляет протокол межсетевого взаимодействия (Internet Protocol, IP).

Он обеспечивает передачу дейтаграмм от отправителя к получателям через объединенную систему компьютерных сетей.

Протокол IP

Протокол IP относится к протоколам без установления соединений. Перед IP не ставится задача надежной доставки сообщений от отправителя к получателю. Протокол IP обрабатывает каждый IP-пакет как независимую единицу, не имеющую связи ни с какими другими IP-пакетами. В протоколе IP нет механизмов, обычно применяемых для увеличения достоверности конечных данных: отсутствует квитирование - обмен подтверждениями между отправителем и получателем, нет процедуры упорядочивания, повторных передач или других подобных функций.

Протокол IP

Все вопросы обеспечения надежности доставки данных по составной сети в стеке TCP/IP решает протокол TCP, работающий непосредственно над протоколом IP.

Именно TCP организует повторную передачу пакетов, когда в этом возникает необходимость.

Протокол IP

Важной особенностью протокола IP, отличающей его от других сетевых протоколов (например, от сетевого протокола IPX), является его способность выполнять динамическую фрагментацию пакетов при передаче их между сетями с различными, максимально допустимыми значениями поля данных кадров MTU.

Протокол IP

Имеется прямая связь между функциональной сложностью протокола и сложностью заголовка пакетов, которые этот протокол использует. Это объясняется тем, что основные служебные данные, на основании которых протокол выполняет то или иное действие, переносятся между двумя модулями, реализующими этот протокол на разных машинах, именно в полях заголовков пакетов.

Протокол IP

IP-пакет состоит из заголовка и поля данных. Заголовок, как правило, имеющий длину 20 байт, имеет следующую структуру:

Протокол IP

• Поле Номер версии (Version), занимающее 4 бит, указывает версию протокола IP. Сейчас повсеместно используется версия 4 (IPv4), и готовится переход на версию 6 (IPv6).
• Поле Длина заголовка (IHL) IP-пакета занимает 4 бит и указывает значение длины заголовка, измеренное в 32-битовых словах. Обычно заголовок имеет длину в 20 байт (пять 32-битовых слов), но при увеличении объема служебной информации эта длина может быть увеличена за счет использования дополнительных байт в поле Опции (IP Options). Наибольший заголовок занимает 60 октетов.

Протокол IP

• Поле Тип сервиса (Type of Service) занимает один байт и задает приоритетность пакета и вид критерия выбора маршрута.
• Поле Тип сервиса содержит также три бита, определяющие критерий выбора маршрута. Реально выбор осуществляется между тремя альтернативами: малой задержкой, высокой достоверностью и высокой пропускной способностью.

Протокол IP

• Поле Общая длина (Total Length) занимает 2 байта и означает общую длину пакета с учетом заголовка и поля данных. Максимальная длина пакета ограничена разрядностью поля, определяющего эту величину, и составляет 65 535 байт, однако в большинстве хост-компьютеров и сетей столь большие пакеты не используются.

Протокол IP

• Поле Идентификатор пакета (Identification) занимает 2 байта и используется для распознавания пакетов, образовавшихся путем фрагментации исходного пакета. Все фрагменты должны иметь одинаковое значение этого поля.
• Поле Флаги (Flags) занимает 3 бита и содержит признаки, связанные с фрагментацией. Установленный бит DF (Do not Fragment) запрещает маршрутизатору фрагментировать данный пакет, а установленный бит MF (More Fragments) говорит о том, что данный пакет является промежуточным (не последним) фрагментом. Оставшийся бит зарезервирован.

Протокол IP

• Поле Смещение фрагмента (Fragment Offset) занимает 13 бит и задает смещение в байтах поля данных этого пакета от начала общего поля данных исходного пакета, подвергнутого фрагментации. Используется при сборке/разборке фрагментов пакетов при передачах их между сетями с различными величинами MTU. Смещение должно быть кратно 8 байт.

Протокол IP

• Поле Время жизни (Time to Live) занимает один байт и означает предельный срок, в течение которого пакет может перемещаться по сети. Время жизни данного пакета измеряется в секундах и задается источником передачи. На маршрутизаторах и в других узлах сети по истечении каждой секунды из текущего времени жизни вычитается единица; единица вычитается и в том случае, когда время задержки меньше секунды.

Протокол IP

• Идентификатор Протокол верхнего уровня (Protocol) занимает один байт и указывает, какому протоколу верхнего уровня принадлежит информация, размещения в поле данных пакета (например, это могут быть сегменты протокола TCP (дейтаграммы UDP, пакеты ICMP или OSPF). Значения идентификаторов для различных протоколов приводятся в документе RFC “Assigned Numbers”.

Протокол IP

• Контрольная сумма (Header Checksum) занимает 2 байта и рассчитывается только по заголовку. Поскольку некоторые поля заголовка меняют свое значение в процессе передачи пакета по сети (например, время жизни), контрольная сумма проверяется и повторно рассчитывается при каждой обработке IP-заголовка. Контрольная сумма - 16 бит - подсчитывается как дополнение к сумме всех 16-битовых слов заголовка. При вычислении контрольной суммы значение самого поля “контрольная сумма” устанавливается в нуль. Если контрольная сумма неверна, о пакет будет отброшен, как только ошибка будет обнаружена.

Протокол IP

• Поля IP-адрес источника (Source IP Address) и IP-адрес назначения (Destination Address) имеют одинаковую длину - 32 бита - и одинаковую структуру.
• Поле Опции (IP Options) является необязательным и используется обычно только при отладке сети. Механизм опций предоставляет функции управления, которые необходимы или просто полезны при определенных ситуациях, однако он не нужен при обычных коммуникациях.

Протокол IP

• Поле Выравнивание (Padding) используется для того, чтобы убедиться в том, то IP-заголовок заканчивается на 32-битной границе. Выравнивание осуществляется нулями.

IP-адрес (Internet Protocol Address) – это уникальный числовой идентификатор конкретного устройства в составе компьютерной сети, построенной на основе протокола TCP/IP.

Для работы в Интернете требуется его глобальная уникальность.

Для частной сети достаточно, чтобы были исключены совпадения в локальном пространстве.

IP-адрес

IP-адрес может быть представлен в одном из двух форматов, который зависит от типа используемого протокола:

• IPv4 (Internet Protocol v. 4) — адрес, записанный в 32-битном формате. Имеет вид четырех восьмибитных чисел (минимум 0, максимум 255), которые разделены друг от друга точками. Пример: 172.16.255.2.
• IPv6 (Internet Protocol v. 6) — адрес, записанный в 128-битном формате. Имеет вид 8 групп, в каждой из которых находится по 4 шестнадцатеричные цифры, отделенные друг от друга двоеточиями.

Формат IP-адреса

В общем случае IP-адрес состоит из двух ID-номеров: сети и конкретного узла в ее пределах. Чтобы отличать их в полной записи, используют классы или маски.

Для доступа к Интернет необходимо, чтобы IP принадлежал к другому блоку или в пределах локальной сети существовал сервер, на котором происходит подмена внутреннего адреса на внешний. С этой целью используются прокси или NAT. Для доступа к Интернету адрес выдается провайдером или региональным интернет-регистратором.
Структура IP-адреса
По умолчанию маршрутизатор может входить в несколько разных сетей. Каждый его порт имеет персональный IP-адрес. Соответственно, такой же принцип работы применим к конкретным компьютерам, которые могут поддерживать различное число сетевых связей.
Структура IP-адреса