Введение в технологии TCP/IP презентация

Содержание


Презентации» Информатика» Введение в технологии TCP/IP
Декомпозиция управления
 ВВЕДЕНИЕ В ТЕХНОЛОГИИ TCP/IP
 
 
 
 Декомпозиция управления
Понятие протокола
 [Сетевой] протокол – это распределенный алгоритм, выполняемый на несколькихЗачем нужна декомпозиция управления?
 Задачи сетевого управления сложны
 Сеть гетерогенна, состоитДекомпозиция сетевого управленияСправка. Наиболее важные протоколы
 Эта картинка с www.protocols.ru - не бесспорнаЗадачи протоколов различных уровней
 Физический уровень
 обеспечивает стандартизацию сред передачи, (носителей,Инкапсуляция протоколов
 При передаче данных от приложения в сеть транспортный, сетевойАрхитектура TCP/IP
 ВВЕДЕНИЕ В ТЕХНОЛОГИИ TCP/IP
 
 
 
 Декомпозиция управления
TCP/IP: независимость от среды передачи
 Физические подсети могут иметь различную природуМетафора IP-сети
 Сеть – это совокупность подсетей, соединенных шлюзами (маршрутизаторами)
 подсетьФункциональная декомпозиция TCP/IP
 Канальный уровень – обеспечивает двухточечную связность
 IP (RFC791,Протокол IP: IP-пакет
 ВВЕДЕНИЕ В ТЕХНОЛОГИИ TCP/IP
 
 
 
 ДекомпозицияIP пакет
 VERS, version – версия IP (4, 0010)
 HLENG, headerТип сервиса
 Поле SERVICE TYPE используется для управления приоритетом (качеством сервиса)
Фрагментация
 Физические сети могут иметь различные размеры кадров (minimal transfer unit,Время жизни IP пакета
 В силу ошибок маршрутизации или по другимМеханизм IP-инкапсуляции
 IP может «нести» данные различных протоколов, номер «вложенного» протоколаЦелостность IP-пакетов
 IP (если не применяются специальные протоколы защиты информации AHПротокол IP: адресация
 ВВЕДЕНИЕ В ТЕХНОЛОГИИ TCP/IP
 
 
 
 ДекомпозицияIP-адрес
 Уникальный в масштабах Интернет  32х-битный идентификатор, обычно в dotted-decimalМаска подсети
 Сеть (вернее, адресное пространство сети, определяемое полем netID) можноСпециальные адресные пространства
 Адрес «этот хост», «пустышка»
 может использоваться в инициализационнойЧастные адресные пространства
 Уникальное (регистрируемое) адресное пространство Интернет почти исчерпано; поэтомуПривязка и конфигурирование адресов
 Поскольку IP является независимым от природы (иПротокол ARP (RFC826)
 ARP (Address Resolution Protocol, протокол определения адресов)
 сопоставляетПротокол RARP (RFC1293)
 RARP (Reverse Address Resolution Protocol, протокол обратного определенияПротоколы BOOTP (RFC951), DHCP (RFC2131, 2132)
 Результатом работы протоколов BOOTP (Bootstrap)Справка. Параметры DHCP-настройки стека
 Параметры протокола IP
 на уровне хоста
 BeПротокол IP: маршрутизация
 ВВЕДЕНИЕ В ТЕХНОЛОГИИ TCP/IP
 
 
 
 ДекомпозицияЗадача маршрутизации
 Маршрутизационная задача решается локально на каждом хосте/маршрутизаторе
 постановка задачи:Статическая и динамическая маршрутизация
 Статическая маршрутизация основывается на жестко заданных маршрутизационныхАрхитектура маршрутизации Интернет
 Архитектурно задача динамической маршрутизации в Интернет делится наInterior routing protocols
 Routing Information Protocol (RIP), Xerox Corp., начало 1980х
Exterior routing protocols
 Exterior Gateway Protocol, EGP
 обеспечивает динамическую маршрутизацию, оченьПротокол IP: служебные обмены и диагностика
 ВВЕДЕНИЕ В ТЕХНОЛОГИИ TCP/IP
 
Протокол ICMP
 Internet Control Message Protocol (ICMP) используется в случаях доставкиФормат ICMP-сообщения
 ICMP-сообщение инкапсулируется в обычный IP-пакет, снабжается стандартным заголовком
 TYPEВажнейшие ICMP-приложения
 Ping – диагностика связи с хостом 
 
 
Транспортные протоколы: сервис
 ВВЕДЕНИЕ В ТЕХНОЛОГИИ TCP/IP
 
 
 
 ДекомпозицияСервис транспортного уровня
 Приложения не формируют IP-пакеты 
 для этого разработчикамИдентификация приложений
 Транспортный уровень принимает из сети пакеты для множества приложений,Немного о портах
 Порты транспортных протоколов бывают предписанные (well-known) и динамическиПрикладной интерфейс socket
 Наиболее распространенным прикладным интерфейсом для передачи данных поТранспортные протоколы: UDP
 ВВЕДЕНИЕ В ТЕХНОЛОГИИ TCP/IP
 
 
 
 ДекомпозицияСервис протокола UDP
 User Datagram Protocol, UDP (RFC 768) обеспечивает обменДейтаграмма UDP
 UDP SOURCE PORT и UDP DESTINATION PORT – портыКонтрольная сумма Т-протоколов
 Расчет контрольной суммы в TCP обязателен, а вТранспортные протоколы: TCP
 ВВЕДЕНИЕ В ТЕХНОЛОГИИ TCP/IP
 
 
 
 ДекомпозицияСервис протокола TCP
 Transfer Control Protocol, TCP (RFC793) 
 обеспечивает транспортСегмент TCP
 ТСР передает данные порциями (сегментами), каждый из которых включаетсяПоля заголовка TCP
 SOURCE PORT, DESTINATION PORT – номера портов отправителяБиты управления
 URG, urgent – срочная передача данных
 ACK, acknowledgement –Конечный автомат протокола TCP
 Работу протокола TCP удобно пояснить на основеУстановление TCP-соединенияПередача данных. Квитирование
 Отправитель берет из выходного буфера очередную порцию данных,Настройка тайм-аута (очень упрощенно)
 Если сегмент (или квитанция) потеряны – отправительОконное управление потоком
 Если отправлять сегменты только после поступления квитанций (верхнийОконное управление потоком
 Изменение размера окна позволяет эффективно управлять интенсивностью потокаУправление перегрузкой сети (упрощенно)
 Перегрузка на промежуточном устройстве диагностируется по увеличениюПринудительная передача данных
 Отправитель накапливает данные во входном буфере
 иногда, например,Передача вне [приемной] очереди
 В случае необходимости передать данные срочно, внеЗавершение TCP-соединенияСброс ТСР-соединения
 Когда следует прекратить связь, а штатное завершение ТСР-соединения поЛитература
 ВВЕДЕНИЕ В ТЕХНОЛОГИИ TCP/IP
 
 
 
 Декомпозиция управления
 АрхитектураИсточники разработки
 TCP/IP protocol brief (Cisco Systems)
 TCP/IP Tutorial and TechnicalВопросы?  Обращайтесь к нам! 
 КОНТАКТЫ
 
 
 
 e-mail:	information@s-terra.com



Слайды и текст этой презентации
Слайд 1
Описание слайда:


Слайд 2
Описание слайда:
Декомпозиция управления ВВЕДЕНИЕ В ТЕХНОЛОГИИ TCP/IP Декомпозиция управления Архитектура TCP/IP Протокол IP Транспортные протоколы Литература

Слайд 3
Описание слайда:
Понятие протокола [Сетевой] протокол – это распределенный алгоритм, выполняемый на нескольких компьютерах основной и первичной задачей сетевых протоколов было обеспечение передачи данных собственно организация сервиса передачи данных организация маршрутизации сигналлинг, мониторинг, управление прикладные протоколы: электронная почта терминальный доступ и т.п. сейчас понятие сетевого протокола в целом сохраняется, но просматривается явная тенденция к усложнению протоколов число протоколов стремительно растет, причем наибольшие «темпы роста» показывают протоколы прикладного уровня

Слайд 4
Описание слайда:
Зачем нужна декомпозиция управления? Задачи сетевого управления сложны Сеть гетерогенна, состоит из множества устройств, выпускаемых различными производителями; без стандартизации функциональности и способов взаимодействия этих компонент сеть не будет работать

Слайд 5
Описание слайда:
Декомпозиция сетевого управления

Слайд 6
Описание слайда:
Справка. Наиболее важные протоколы Эта картинка с www.protocols.ru - не бесспорна по декомпозиции и не совсем полна, однако уточняет состав протоколов и показывает их взаимодействия приводится для справки

Слайд 7
Описание слайда:
Задачи протоколов различных уровней Физический уровень обеспечивает стандартизацию сред передачи, (носителей, частой, контактов, типов модуляции, сигналов) Канальный уровень обеспечивает передачу данных на однопролетном звене (связность смежных узлов) передает фреймы (frame), иногда говорят - кадры Сетевой уровень обеспечивает передачу данных из конце в конец сети; делает сеть связной передает пакеты решает необходимую для передачи пакетов из конца в конец задачу маршрутизации Транспортный уровень обеспечивает взаимодействие приложений, определяет какому приложению доставить поток данных или сообщение передает сегменты данных (TCP) или дейтаграммы (UDP) Прикладной уровень решает специфические, утилитарные, необходимые скорее человеку, чем системе, задачи

Слайд 8
Описание слайда:
Инкапсуляция протоколов При передаче данных от приложения в сеть транспортный, сетевой и канальный уровень последовательно упаковывают (инкапсулируют) данные «внутрь» своего пакета такое включение протокола в протокол часто повторно применяется и в рамках одного и того же уровня управления эта техника передачи одного протокола под заголовком («под видом») другого называется туннелированием

Слайд 9
Описание слайда:
Архитектура TCP/IP ВВЕДЕНИЕ В ТЕХНОЛОГИИ TCP/IP Декомпозиция управления Архитектура TCP/IP Протокол IP Транспортные протоколы Литература

Слайд 10
Описание слайда:
TCP/IP: независимость от среды передачи Физические подсети могут иметь различную природу и различные системы адресации канального уровня Стек TCP/IP устроен так, что от физической природы линии связи зависят только протоколы физического и канального уровней IP и вышележащие протоколы абстрактны и «обязаны» работать «поверх» всех физических сетей, независимо от их природы

Слайд 11
Описание слайда:
Метафора IP-сети Сеть – это совокупность подсетей, соединенных шлюзами (маршрутизаторами) подсеть – это целостное адресуемое пространство (в терминах IP-адресов) IP-адрес – уникальное число, приписываемое сетевому интерфейсу; по IP-адресу находится получатель пакета (детали позднее) шлюз – машина с 2мя (или более) сетевыми интерфейсами, «смотрящими» в разные подсети Поток данных передается от приложения к приложению на оконечных устройствах, но на промежуточных устройствах (шлюзах) используются только три нижних уровня сетевого стека

Слайд 12
Описание слайда:
Функциональная декомпозиция TCP/IP Канальный уровень – обеспечивает двухточечную связность IP (RFC791, 950, 919, 922, 2474) – обеспечивает негарантированную дейтаграммную доставку пакетов по сети; 3 главных задачи IP и вспомогательных протоколов: адресация сетевых объектов (включая конфигурирование адресов) маршрутизация обмен служебной информацией, разрешение конфликтных ситуаций, диагностика 2 главных задачи транспортных протоколов: обеспечение заданного сервиса доставки данных мультиплексирование/демультиплексирование трафика приложений

Слайд 13
Описание слайда:
Протокол IP: IP-пакет ВВЕДЕНИЕ В ТЕХНОЛОГИИ TCP/IP Декомпозиция управления Архитектура TCP/IP Протокол IP - IP-пакет - адресация - маршрутизация - служебные обмены Транспортные протоколы Литература

Слайд 14
Описание слайда:
IP пакет VERS, version – версия IP (4, 0010) HLENG, header length – длина заголовка TOTAL LENGTH – полная длина пакета ID, identification – номер (идентификатор) фрагмента FLG, flags - флаги FRAGMENTATION OFFSET – начало фрагмента TTL, time to live – время жизни NEXT PROTOCOL – следующий протокол HEADER CHECKSUM – контрольная сумма заголовка SOURCE IP ADDRESS – адрес отправителя DESTINATION IP ADDRESS – адрес получателя IP OPTIONS – варианты PADDIND – заполнение

Слайд 15
Описание слайда:
Тип сервиса Поле SERVICE TYPE используется для управления приоритетом (качеством сервиса) PRED, predecence – приоритет: 000: Routine 001: Priority 010: Immediate 011: Flash 100: Flash override 101: Critical 110: Internetwork control 111: Network control TOS, type of service – тип сервиса: 1000: Minimize delay 0100: Maximize throughput 0010: Maximize reliability 0001: Minimize monetary cost 0000: Normal service MBZ – зарезервировано для последующего использования

Слайд 16
Описание слайда:
Фрагментация Физические сети могут иметь различные размеры кадров (minimal transfer unit, MTU) если на пути пакета встречается сеть с MTU менее его размера, пакет фрагментируется фрагменты «собирает» в исходный пакет получатель Управляют фрагментацией поля ID, FLG, FRGMTTN OFFGSET ID –уникальный идентификатор, единый для всех фрагментов серии поле FLG: 1й бит – резерв, всегда 0 2й бит – DF, Do not Fragment – запрещает фрагментацию бит MF – More Fragments – 0 для нефрагментированного или последнего пакета в серии, 1 – в противном случае

Слайд 17
Описание слайда:
Время жизни IP пакета В силу ошибок маршрутизации или по другим причинам пакет может бесконечно циркулировать по некоторому пути в сети поскольку маршрутизатор обрабатывает IP в дейтаграммном режиме, т.е. «забывает» о всех переданных пакетах (не хранит предысторию) – такие пакеты могут «бродить по сети» вечно чтобы устранить перегрузку сети такими пакетами, введено поле TTL хост-отправитель устанавливает TTL в некоторое заданной значение, отличное от нуля при всякой переретрансляции промежуточные маршрутизаторы уменьшают значение TTL на единицу когда поле TTL принимает значение 0 – пакет изымается из сети

Слайд 18
Описание слайда:
Механизм IP-инкапсуляции IP может «нести» данные различных протоколов, номер «вложенного» протокола кодируется в поле NEXT PROTOCOL: 0: Reserved 1: Internet Control Message Protocol (ICMP) 2: Internet Group Management Protocol (IGMP) 3: Gateway-to-Gateway Protocol (GGP) 4: IP (IP encapsulation) 5: Stream 6: Transmission Control Protocol (TCP) 8: Exterior Gateway Protocol (EGP) 9: Private Interior Routing Protocol 17: User Datagram Protocol (UDP) 41: IP Version 6 (IPv6) 50: Encap Security Payload (ESP) 51: Authentication Header (AH) 89: Open Shortest Path First (OSPF)

Слайд 19
Описание слайда:
Целостность IP-пакетов IP (если не применяются специальные протоколы защиты информации AH и ESP) вообще не следит за целостностью IP-пакетов в этом есть резон, поскольку за целостностью данных «следят» протоколы канального и транспортного уровня, IP ни к чему дублировать их функциональность единственная проверка, которую обеспечивает IP – проверка целостности собственной служебной информации (контрольная сумма заголовка пакета)

Слайд 20
Описание слайда:
Протокол IP: адресация ВВЕДЕНИЕ В ТЕХНОЛОГИИ TCP/IP Декомпозиция управления Архитектура TCP/IP Протокол IP - IP-пакет - адресация - маршрутизация - служебные обмены Транспортные протоколы Литература

Слайд 21
Описание слайда:
IP-адрес Уникальный в масштабах Интернет 32х-битный идентификатор, обычно в dotted-decimal notation aaa.bbb.ccc.ddd Адресуемые объекты: хосты (их сетевые интерфейсы) сети Классификация сетей: до 16777214 хостов до 65534 хостов до 255 хостов Групповые (multicast) адреса: Internet group management protocol (IGMP), RFC1112, 2236

Слайд 22
Описание слайда:
Маска подсети Сеть (вернее, адресное пространство сети, определяемое полем netID) можно разделить на несколько частей (подсетей) возможные причины для такого деления: территориальное распределение адресного пространства использование различных физических сред распространения данных в одной сети необходимость логического деления пространства сети инструмент деления: маска подсети логические деление IP-адреса: [netID] [subnetID] [HostAddressSpace] маска подсети: aaa.bbb.ccc.ddd, где битовое пространство [netID] и [subnetID] устанавливается в 1, а [HostAddressSpace] – в 0 маска подсети администрируется и используется локально в только в данной подсети

Слайд 23
Описание слайда:
Специальные адресные пространства Адрес «этот хост», «пустышка» может использоваться в инициализационной процедуре, когда рабочая станция не знает (или хочет согласовать) свой IP-адрес этот адрес может использоваться только как адрес отправителя и никогда как адрес получателя пакета NetID заполнен нулями, а hostID имеет осмысленное значение – есть адрес конкретного хоста в сети, из которой он получил пакет это адрес используется только как адрес получателя и никогда как адрес отправителя NetID имеет некоторое значение, а hostID заполнен нулями – адрес некоторой сети (но ни одного из хостов данной сети) Limited или local broadcast address – полезный, предположительно, когда идентификатор сети по каким-либо причинам неизвестен использование этого адреса не рекомендуется Direct broadcast address, широковещательный адрес, обращенный ко всем хостам в данной подсети Тестовый адрес (loopback address), в котором первый байт имеет значение 127, а прочее поле не специфицировано (обычно заполняетсяединицами) используется для задач отладки и тестирования не является адресом никакой сети и роутеры никогда не обрабатывают его

Слайд 24
Описание слайда:
Частные адресные пространства Уникальное (регистрируемое) адресное пространство Интернет почти исчерпано; поэтому для пользования внутри собственных сетей (без выхода в Интернет) организации могут использовать т.н. частные (private), незарегистрированные адреса RFC1918 рекомендует использовать для этих целей следующие адресные пространства: сеть класса А – 10.0.0.0 16 сетей класса В – от 172.16.0.0 до 172.31.0.0 256 сетей класса С – от 192.168.0.0 до 192.168.255.0 когда хостам с этими адресами все-таки необходимо работать в Интернет – применяются технологии трансляции адресов (NAT, Network Address Translation)

Слайд 25
Описание слайда:
Привязка и конфигурирование адресов Поскольку IP является независимым от природы (и внутренней адресации) физических подсетей, возникает задача сопоставления адресов физических подсетей (канального уровня) и IP-адресов (сетевого уровня) эту задачу решают протоколы ARP и RARP В отдельных случаях требуется присвоить хосту IP-адрес такое конфигурирование выполняют протоколы BOOTP и DHCP

Слайд 26
Описание слайда:
Протокол ARP (RFC826) ARP (Address Resolution Protocol, протокол определения адресов) сопоставляет 32-разрядные IP-адреса физическим адресам подсети, например, в 48-разрядные адреса Ethernet Идея протокола ARP: если узлу А необходимо связаться с узлом В, узел А знает IP-адрес узла В, но не знает его физического адреса, узел А шлет широковещательное сообщение, в котором запрашивает физический адрес узла В все узлы принимают это сообщение, однако только узел В отвечает на него, высылая в ответ свой физический адрес узлу А узел А, получив физический адрес В, кэширует его, с тем, чтобы не запрашивать его повторно при следующих обращениях к узлу В

Слайд 27
Описание слайда:
Протокол RARP (RFC1293) RARP (Reverse Address Resolution Protocol, протокол обратного определения адресов) сопоставляет IP адрес физическому применяется, если узел А из предыдущего примера «не знает» собственного IP-адреса Идея протокола RARP: узел А широковещательно вызывает RARP-сервер, закладывая в запрос свой физический адрес RARP-сервер распознает запрос узла А, выбирает из некоторого списка свободный IP-адрес и шлет узлу А сообщение, включающее: динамически выделенный узлу А IP-адрес, физический и IP-адрес RARP-сервера отказ RARP-сервера становится очень критичен, поэтому применяется резервирование RARP-серверов

Слайд 28
Описание слайда:
Протоколы BOOTP (RFC951), DHCP (RFC2131, 2132) Результатом работы протоколов BOOTP (Bootstrap) и DHCP (Dynamic host configuration protocol) является конфигурирование IP-адресов, но применение этих протоколов – шире, и они не являются, строго говоря, протоколами сетевого уровня Протокол BOOTP обеспечивает начальную загрузку бездисковых рабочих станций, сетевых принтеров и т.п. Протокол DHCP базируется на BOOTP, но расширяет его возможности в двух отношениях: DHCP может выдавать IP адрес «во временной пользование» на ограниченное время; эта функция важна для эффективного использования адресного пространства, когда в сети появляются и исчезают некоторые хосты DHCP снабжает конфигурируемый хост не только IP-адресом, но и полным набором параметров стека (включая наборы параметров канального, сетевого и транспортного уровня)

Слайд 29
Описание слайда:
Справка. Параметры DHCP-настройки стека Параметры протокола IP на уровне хоста Be a router (on/off) Non-local source routing (on/off) Policy filters for non-local source routing (list) Maximum reassembly size Default TTL PMTU aging timeout MTU plateau table на уровне интерфейса IP address Subnet mask MTU All-subnets-MTU (on/off) Broadcast address flavor (0x00000000/0xffffffff) Perform mask discovery (on/off) Be a mask supplier (on/off) Perform router discovery (on/off) Router solicitation address Default routers, list of: router address preference level Static routes, list of: destination (host/subnet/net) destination mask (address mask) type-of-service first-hop router ignore redirects (on/off) PMTU perform PMTU discovery (on/off)

Слайд 30
Описание слайда:
Протокол IP: маршрутизация ВВЕДЕНИЕ В ТЕХНОЛОГИИ TCP/IP Декомпозиция управления Архитектура TCP/IP Протокол IP - IP-пакет - адресация - маршрутизация - служебные обмены Транспортные протоколы Литература

Слайд 31
Описание слайда:
Задача маршрутизации Маршрутизационная задача решается локально на каждом хосте/маршрутизаторе постановка задачи: на какой сетевой интерфейс нужно передать пакет, чтобы он дошел до получателя? Маршрутизационные таблицы (routing table) указывают, куда нужно перенаправлять пакет с заданным адресом отдать некоторому хосту (прямая маршрутизация) некоторому маршрутизатору (непрямая маршрутизация), или передать в некоторую подсеть

Слайд 32
Описание слайда:
Статическая и динамическая маршрутизация Статическая маршрутизация основывается на жестко заданных маршрутизационных таблицах наиболее приемлема для хостов, работающих в небольших сетях, поскольку хост не должен тратить много сил на задачи маршрутизации часто маршрутную таблицу на хосте конфигурируют как небольшой список хостов-соседей и маршрутизатор по умолчанию (default gateway), которому хост и отдает все пакеты, маршрутизация которых у него не определена логика default gateway работает и на уровне маршрутизаторов: маршрутизатор обязан знать все о своей локальной сети, однако информацией о внешних сетях он может и не владеть, обращаясь, при необходимости, к владеющим этой информацией внешним маршрутизаторам Динамическая маршрутизация – позволяет хосту (маршрутизатору), взаимодействуя со смежными узлами по протоколам маршрутизации, обновлять и корректировать информацию в маршрутных таблицах

Слайд 33
Описание слайда:
Архитектура маршрутизации Интернет Архитектурно задача динамической маршрутизации в Интернет делится на два уровня: маршрутизацию внутри локальных (или целостных многосегментных ведомственных сетей) – такие системы называют автономными системами, (autonomous system) межсетевую маршрутизацию Протоколы маршрутизации, осуществляющие межсетевую маршрутизацию называют exterior routing protocols, маршрутизацию внутри автономных систем осуществляют interior routing protocols

Слайд 34
Описание слайда:
Interior routing protocols Routing Information Protocol (RIP), Xerox Corp., начало 1980х прост (минимизирует путь только по числу хопоов), ограничен (максимальная длина пути – 16 хопов) получил широкое распространение в малых сетях Interior Gateway Routing Protocol (IGRP), Cisco Systems, нач. 1980х определяет путь с учетом скорости линий и суммарной задержки развитие – Enhanced IGRP, более эффективен, м.б. использован для маршрутизации не только IP (IPX, AppleTalk) Open Shortest Path First (OSPF), IETF развитой междоменный иерархический (делит автономные системы на магистраль и подсети) протокол, разработанный взамен RIP гибок, эффективен, поддерживает маски сетей переменной длины Integrated intermediate System to Intermediate System protocol (IS-IS), ISO 10589 междоменный иерархический протокол маршрутизации, похож на OSPF работает через множество LAN- и WAN-подсетей, двухточечные соединения, поддерживает протоколы OSI

Слайд 35
Описание слайда:
Exterior routing protocols Exterior Gateway Protocol, EGP обеспечивает динамическую маршрутизацию, очень прост, ограничен, исходит из предположения, что автономные системы подключены к древесной топологии, не использует метрик Border Gateway Protocol, BGP работает в произвольных топологиях, исключает циклы, использует метрики, высоко масштабируем

Слайд 36
Описание слайда:
Протокол IP: служебные обмены и диагностика ВВЕДЕНИЕ В ТЕХНОЛОГИИ TCP/IP Декомпозиция управления Архитектура TCP/IP Протокол IP - IP-пакет - адресация - маршрутизация - служебные обмены Транспортные протоколы Литература

Слайд 37
Описание слайда:
Протокол ICMP Internet Control Message Protocol (ICMP) используется в случаях доставки информации об ошибках, причем ICMP, как и IP, – работает с негарантированной доставкой, сообщения об ошибках могут теряться, как всякие IP-пакеты сообщения об ошибках в протоколе ICMP не выдаются с тем, чтобы избежать генерации бесконечных повторов в случае ошибок фрагментации ICMP-сообщение генерируется только для первого фрагмента уведомление направляется обычно отправителю, ICMP-сообщения никогда не высылаются в ответ на групповые сообщения и в случаях, когда адрес отправителя не определяет хост-источник однозначно

Слайд 38
Описание слайда:
Формат ICMP-сообщения ICMP-сообщение инкапсулируется в обычный IP-пакет, снабжается стандартным заголовком TYPE – определяет тип сообщения (ICMP-приложения) CODE – содержит код ошибки код ошибки (специфичный для ICMP-приложения) CHECKSUM – содержит контрольную сумму по ICMP-сообщению, начиная с поля тип и включая данные, которые могут следовать за заголовком сообщения

Слайд 39
Описание слайда:
Важнейшие ICMP-приложения Ping – диагностика связи с хостом Traceroute – трассировка пути к удаленному хосту

Слайд 40
Описание слайда:
Транспортные протоколы: сервис ВВЕДЕНИЕ В ТЕХНОЛОГИИ TCP/IP Декомпозиция управления Архитектура TCP/IP Протокол IP Транспортные протоколы - сервис - UDP - TCP Литература

Слайд 41
Описание слайда:
Сервис транспортного уровня Приложения не формируют IP-пакеты для этого разработчикам приложений пришлось бы разбираться с неспецифичными для них сетевыми задачами и приложения стали бы зависимы от типа сети Транспортный уровень принимает потоки данных или сообщения, «упаковывает» данные приложений в IP-пакеты и передает в сеть сервис негарантированной доставки единичных сообщений обеспечивает транспортный протокол UDP потоковый транспортный сервис с надежной доставкой обеспечивает протокол TCP

Слайд 42
Описание слайда:
Идентификация приложений Транспортный уровень принимает из сети пакеты для множества приложений, возникает проблема разобраться – где чьи данные Сетевые приложения идентифицируются 16-разрядным числом – портом (port) одно приложение может использовать несколько портов сетевое соединение (между приложениями) однозначно определяется набором параметров: (T-protocol, SRC-IP, SRC-port, DST-IP, DST-port)

Слайд 43
Описание слайда:
Немного о портах Порты транспортных протоколов бывают предписанные (well-known) и динамически назначаемые номера предписанных портов лежат в диапазоне от 1 до 1023 распределением (предписанием) well-known портов занимается специальная организационная структура Интернет – IANA well-known порты приписываются серверам известных (широко распространенных) приложений; клиенты обычно используют эфемеридные, динамически назначаемые порты динамически назначаемые порты используются либо известными приложениями для установления временных соединений, либо нераспространенными приложениями когда нераспространенному приложению необходимо получить номер порта, либо когда возникает конфликт использования номеров портов (например, когда на сервере работают два однотипных известных приложения), приложения запрашивают динамический номер порта у TCP/IP-стека

Слайд 44
Описание слайда:
Прикладной интерфейс socket Наиболее распространенным прикладным интерфейсом для передачи данных по сети является предложенный в BSD Unix интерфейс socket socket описывает сетевое соединение, как файл ввода-вывода окончание соединения socket идентифицируется триадой (T-protocol, IP-address, process port), которую также называют транспортным адресом (socket или transport address)

Слайд 45
Описание слайда:
Транспортные протоколы: UDP ВВЕДЕНИЕ В ТЕХНОЛОГИИ TCP/IP Декомпозиция управления Архитектура TCP/IP Протокол IP Транспортные протоколы - сервис - UDP - TCP Литература

Слайд 46
Описание слайда:
Сервис протокола UDP User Datagram Protocol, UDP (RFC 768) обеспечивает обмен единичными сообщениями между приложениями UDP очень прост, это прямая ретрансляция сервиса протокола IP приложениям UDP - дейтаграммный протокол, не гарантирующий доставку (может как терять, так и дуплицировать сообщения) и не сохраняющий порядка следования сообщений Сообщение протокола UDP называют пользовательской дейтаграммой (user datagram)

Слайд 47
Описание слайда:
Дейтаграмма UDP UDP SOURCE PORT и UDP DESTINATION PORT – порты процесса-отправителя и процесса-получателя source port имеет ненулевое заполнение, если процесс-отправитель должен получить ответное сообщение UDP MESSAGE LENGTH – полная длина заголовка и сегмента данных UDP CHECKSUM – контрольная сумма

Слайд 48
Описание слайда:
Контрольная сумма Т-протоколов Расчет контрольной суммы в TCP обязателен, а в UDP опционален: заполнение поля СHECKSUM нулями означает в UDP отказ от расчета контрольной суммы при отказе от расчета контрольной суммы в UDP следует иметь ввиду, что сохранность блока данных не гарантирована ничем, кроме канального протокола Расчет контрольной суммы производится по трем структурам данных: псевдозаголовку транспортному заголовку сегменту данных транспортного сообщения

Слайд 49
Описание слайда:
Транспортные протоколы: TCP ВВЕДЕНИЕ В ТЕХНОЛОГИИ TCP/IP Декомпозиция управления Архитектура TCP/IP Протокол IP Транспортные протоколы - сервис - UDP - TCP Литература

Слайд 50
Описание слайда:
Сервис протокола TCP Transfer Control Protocol, TCP (RFC793) обеспечивает транспорт потоков (stream) т.е. приложение, передающее данные, не заботится о том, чтобы передавать транспортному протоколу информацию порциями обрабатывает неструктурированные потоки данных, т.е. не накладывает никаких ограничений на состав потока и взаимосвязи между его элементами буферизует данные, передаваемые в сеть организует т.н. виртуальные соединения посредством предварительной согласовательной процедуры обеспечивает полнодуплексное соединение при этом обеспечивается управление потоком (в зависимости от пропускной способности и загрузки сети) обеспечивает целостность потока и гарантирует доставку данных

Слайд 51
Описание слайда:
Сегмент TCP ТСР передает данные порциями (сегментами), каждый из которых включается затем в IP пакет Заголовок сегмента (транспортный заголовок ТСР) обеспечивает возможность для передачи управляющей информации протокола вместе с трафиком (piggybacking)

Слайд 52
Описание слайда:
Поля заголовка TCP SOURCE PORT, DESTINATION PORT – номера портов отправителя и получателя сообщения SEQUENCE, ACKNOLEDGEMENT NUMBER, WINDOW, URGENT POINTER – поля для управления потоком DATA OFFSET – указатель на конец заголовка (начало блока данных) CHECKSUM – контрольная сумма по сегменту данных OPTIONS – варианты PADDING - заполнение

Слайд 53
Описание слайда:
Биты управления URG, urgent – срочная передача данных ACK, acknowledgement – подтверждение приема PSH, push – очистка буфера RST, reset – переустановление соединения SYN, synchronize – синхронизация потоков FIN, finish – окончание потока данных

Слайд 54
Описание слайда:
Конечный автомат протокола TCP Работу протокола TCP удобно пояснить на основе конечного автомата; состояния: CLOSE – холостое состояние, отсутствие соединения LISTEN, SYN RECVD, SYN SENT – промежуточные состояния фазы установления соединения ESTABLISHED – соединение установлено, передача данных CLOSE WAIT, LAST ACK, FIN WAIT 1,2, CLOSING, TIMED WAIT – промежуточные состояния фазы завершения соединения

Слайд 55
Описание слайда:
Установление TCP-соединения

Слайд 56
Описание слайда:
Передача данных. Квитирование Отправитель берет из выходного буфера очередную порцию данных, формирует TCP-сегмент, рассчитывает контрольную сумму (см. «Контрольная сумма Т-протоколов»), высылает сегмент, устанавливает тайм-аут на ожидание квитанции Получатель получает сегмент, сверяет контрольную сумму, выдает квитанцию если контрольная сумма сошлась – ACK SQNC=X+L+1 (ожидание порции потока со следующего байта) если сумма не сошлась – квитанция не высылается Получив квитанцию, отправитель перемещает счетчик переданного потока в позицию, соответствующую ACK SQNC

Слайд 57
Описание слайда:
Настройка тайм-аута (очень упрощенно) Если сегмент (или квитанция) потеряны – отправитель по истечении тайм-аута повторяет передачу сегмента Длительность тайм-аута должна быть настроена для пары отправитель-получатель если оба в одной локальной сети – тайм-аут м.б. несколько миллисекунд если на разных концах земли – требуется тайм-аут 1-10 с ТСР производит измерение времени до прихода квитанции (round trip time, RTT) Результаты измерений RTT усредняются с убывающим для более ранних измерений весом Длительность тайм-аута выбирается пропорциональной усредненному (с убывающим во времени весом) времени двойного прохода

Слайд 58
Описание слайда:
Оконное управление потоком Если отправлять сегменты только после поступления квитанций (верхний рисунок), пропускная способность линии сильно падает из-за больших времен ожидания квитанций Эффективность можно существенно поднять, если позволить отправителю высылать N сегментов до поручения квитанции на 1й сегмент из серии N (нижний рисунок) число N называется [скользящим] окном, а этот механизм – оконным управлением потоком

Слайд 59
Описание слайда:
Оконное управление потоком Изменение размера окна позволяет эффективно управлять интенсивностью потока данных при N=1 реализуется последовательная передача сегмент-квитанция при больших N реализуется практически непрерывный дуплексный поток сегментов и квитанций Механизм оконного управления потоком используется в TCP/IP для управления загрузкой сети (при перегрузке производится уменьшение окон передающих трафик узлов)

Слайд 60
Описание слайда:
Управление перегрузкой сети (упрощенно) Перегрузка на промежуточном устройстве диагностируется по увеличению задержки передачи пакетов (дополнительно – по ICMP-сообщениям от промежуточных маршрутизаторов) Методы управления перегрузкой: на оконечных устройствах: мультипликативное уменьшение окна (всякий раз вдвое, вплоть до 1) и увеличение тайм-аута медленный старт: после восстановления работоспособности сети (устранение перегрузки) – увеличение окна вдвое (на 1 сегмент) по всякому факту подтверждения приема до размера окна получателя на промежуточных устройствах: усечение (сброс) хвоста очереди или, более поздний и оптимальный механизм – произвольный ранний сброс хвоста очереди

Слайд 61
Описание слайда:
Принудительная передача данных Отправитель накапливает данные во входном буфере иногда, например, после набора команды в терминальном режиме, требуется передать данные срочно, не ожидая наполнения буфера для этого: в прикладном интерфейсе TCP используется команда push, «выталкивающая» данные из выходного буфера в сеть бит PSH устанавливается в значение 1, чтобы принимающий трафик узел немедленно произвел прием данных

Слайд 62
Описание слайда:
Передача вне [приемной] очереди В случае необходимости передать данные срочно, вне очереди (out of band), например, для передачи запроса на перезагрузку удаленного компьютера нужно указать получателю на подлежащие срочному приему данные: бит URG=1 указатель срочных данных указывает на позицию срочных данных в сегменте Получатель примет данные, игнорируя необработанную входную очередь

Слайд 63
Описание слайда:
Завершение TCP-соединения

Слайд 64
Описание слайда:
Сброс ТСР-соединения Когда следует прекратить связь, а штатное завершение ТСР-соединения по каким-либо причинам невозможно, используется аварийный механизм сброса соединения инициатор высылает сегмент с установленным битом RST получатель немедленно разрывает соединение

Слайд 65
Описание слайда:
Литература ВВЕДЕНИЕ В ТЕХНОЛОГИИ TCP/IP Декомпозиция управления Архитектура TCP/IP Протокол IP Транспортные протоколы Литература

Слайд 66
Описание слайда:
Источники разработки TCP/IP protocol brief (Cisco Systems) TCP/IP Tutorial and Technical Overview (IBM) Стек TCP/IP (перевод World of Protocols, © RADCOM Ltd., 1999, публикация www.protocols.ru) Internetworking with TCP/IP by Douglas E. Comer, Prentice Hall, 4th edition, January 18, 2000) RFC 768, User Datagram Protocol RFC 791, Internet Protocol RFC 793, Transmission Control Protocol RFC 826, An Ethernet Address Resolution Protocol RFC 919, Broadcasting Internet Datagrams RFC 922, Broadcasting Internet Datagrams In the Presence of Subnets RFC 950, Internet Standard Subnetting Procedure RFC 951, Bootstrap Protocol (BOOTP) RFC 1112, Host Extensions for IP Multicasting RFC 1293, Inverse Address Resolution Protocol RFC 1918, Address Allocation for Private Internets RFC 2131, Dynamic Host Configuration Protocol RFC 2132, DHCP Options and BOOTP Vendor Extensions RFC 2236, Internet Group Management Protocol, Version 2 RFC 2474, Definition of the Differentiated Services Field (DS Field) in the IPv4 and IPv6 Headers

Слайд 67
Описание слайда:
Вопросы? Обращайтесь к нам! КОНТАКТЫ e-mail: information@s-terra.com web: http://www.s-terra.com/ Тел.: +7 (495) 531 9789 +7 (495) 726 9891 Факс: +7 (495) 531 9789


Скачать презентацию на тему Введение в технологии TCP/IP можно ниже:

Похожие презентации