What is a protocol? Network protocols: Machine instead of people All communication activity in the Internet is controlled by protocols

Transkript

1 Oversikt: What is the Internet? What is a protocol? End systems Core networks Access network and physical media Throughput, loss and delay Protocol layers IP, TCP, UDP Applications INF1060 1

2 What is a protocol? Human protocols: What time is it? I have a questions Formal phrases are special messages that are sent, which lead to defined events or actions when the message is received Network protocols: Machine instead of people All communication activity in the Internet is controlled by protocols Protocols define formats, order of sending and receiving of messages, and the actions that the reception initiates. INF1060 2

3 What is the Internet? Internet: network of networks Partly hierarchical Public Internet versus private intranet ISPs: Internet Service Providers Protocols Control sending, receiving of messages E.g., TCP, IP, HTTP, FTP, PPP company networks router server local ISP workstation mobile unit regional ISP INF1060 3

4 End systems Run application programs E.g., web browser, web server, At the edge of the net Client/server model End systems Clients ask for, and get a service from the servers E.g. WWW client (browser)/ server; client/server Peer-to-peer model Interactions are symmetrical E.g. telephone conferences INF1060 4

5 Reference models; Why layering? Management of complex systems: Modularisation simplifies Design Maintenance Updating of a system Explicit structure allows Identification of the individual parts Relations among them Clear structure: layering Layered reference model Goal: different implementation of one layer fit with all implementations of other layers INF1060 5

6 TCP/IP - protocol stack application: supports network applications ftp, smtp, http Your applications transport: data transfer from end system to end system TCP, UDP network: finding the way through the network from machine to machine IP (data) link: data transfer between two neighbors in the network ppp, ethernet physical: bits on the wire application transport network link physical INF1060 6

7 OSI - model application A standard for layering of communication protocols Open Systems Interconnection by the ISO International Standardization Institute Two additional layers to those of the Internet stack presentation: translates between different formats XML, XDR provides platform independence session: manages connection, control and disconnection of communication sessions RTP presentation application session transport network link physical INF1060 7

8 Generelt pakkeformat rammer pakker meldinger PDU (Protocol Data Unit) Hode Data, for eks bit Hale M-adresse S-adresse Sjekksum INF1060 8

9 Protocol layer and data Each layer takes data from next higher layer Adds header information to create a new data unit (message, segment, frame, packet ) Send the new data unit to next lower layer source destination Hl Ht HnHt HnHt M M M M application transport network link physical application transport network link physical Hl Ht HnHt HnHt M M M M message segment datagram frame INF1060 9

10 Physical medium Physical link: a sent bit propagates through the link Closed media: Signals propagate in cable media (copper, fiber) Open media: Signals propagate freely, e.g. radio. INF

11 Fysisk Lag Fysisk Fysisk Den primære oppgaven flytte bits fra avsender til mottaker krever: standardisert måte å representere bit inn på transmisjonsmediet standardisering av kabler og tilkoplingsutstyr synkronisering av klokketakt mellom sender og mottaker INF

12 Multipleksing n kanaler inn 1 link n kanaler n kanaler ut tids multipleksing frekvens multipleksing pakke multipleksing INF

13 Linklaget Innramming av nyttelasten Transport av rammer over mediet Adressering Feilhåndtering: Feildeteksjon Feilkorreksjon Flytkontroll INF

14 Flytkontroll Normalt en feed-back (tilbakemelding) protokoll der mottaker informerer senderen om sin buffer-kapasitet To vanlige tilnærminger: 1. sender stopper når spesiell NAK mottas 2. mottaker informerer senderen om hvor mange pakker/bytes den har plass til, og senderen sender ikke mer data enn oppgitt inntil den får ny beskjed (kredittbasert flytkontroll) INF

15 Lokalnett strukturer Ethernet Token Ring Konkurranseutsatt Konkurransefri Radio-LAN Konkurranseutsatt Nøkkelbegrep: Medium Aksess kontroll INF

16 Broer: knytter sammen lokalnett på link-nivå framsending basert på MAC-adresser effektivt sammenkoplingsalternativ kan benyttes til isolering av trafikk konsumerer ikke IP-nettverks adresser INF

17 Tasks of the Network Layer Responsible for end-to-end transport Addressing of machines Forwarding Connectionless datagram; no fixed path through the network Connection-oriented (e.g. X.25 or ATM) Three phases: connection establishment, data transmission, teardown Fixed path through the network Relatively reliable and ordered transmission Flow control INF

18 Network layer: IP Datagram switching IP Internet Protocol Datagram service of the Internet RFC 791 IP offers: Datagram service Unreliable Unordered Addressing Routing IP networks can use virtual circuits IPv4: circuit is one hop IPv6: can have a tag INF

19 Adressering og ruting hver ting vi vil finne frem til, må ha en adresse! adresse: en streng av bytes som enhetlig identifiserer tingen adressetyper: unicast; identifiserer et endepunkt (ting) kringkasting; identifiserer alle gruppe-kringasting; identifiserer alle i en gruppe INF

20 Ruting Pre- Pross. Ruting prosess Rutetabell Fremsender INF

21 Formatet til IP-hodet Vers. Hlen TOS Length Ident Flags Offset TTL Proto Checksum SourceAddr DestinationAddr Opsions (variable) Pad Data INF

22 Subnetting Nett 1 : Destin-addr: subnett 1: Nett-maske = subnett 2: subnett 3: & > subnetting innfører et nytt adressenivå nett-masken identifiserer subnett-adressen subnett er bare synlige innenfor lokalområdet det er fullt mulig med flere subnett på samme fysiske nett INF

23 Transportlaget INF

24 TCP forbindelses-orientert støtter en oktett-strøm mellom to prosesser full dupleks flyt-kontroll hindrer sender å oversvømme mottaker demultipleksing metnings-kontroll hindrer sender å oversvømme nettet INF

25 Segment format Pseudo-header SrcPort DestPort SequenceNum Acknowledgement HdrLen 0 Flags Adv.Window CheckSum UrgPointer Options (variable) Flags: SYN FIN ACK RESET PUSH URG Data Checksum: pseudo header + tcp header + data INF

26 UDP forbindelsesfri transport (datagram transport) best-effort overføring ingen garanti for vellykket overføring: pakker kan bli borte (sjekksumfeil & rutefeil) pakker kan komme frem i gal rekkefølge pakker kan dupliseres pakker kan forsinkes unormalt INF

27 Enkel multiplekser/ demultiplekser (UDP) tilbyr multipleksing og demultipleksing ved hjelp av Service aksess punkter kalt porter; ingen flytkontroll; tjener-siden lytter på velkjente porter checksum: valgbar Src-address Dest-address 0 Protocol Length Pseudo-hode SrcPort DestPort Checksum Length Data INF

28 Funksjonelle behov applikasjonsprosessenes behov: navning av maskiner og tjenester konvertering av navn til addresser tilgang til kommunikasjonstjenesten (API): service aksess punkt (SAP); virtuelt tilknytningspunkt mellom applikasjonsprosess og komm.hierarkiet etablering, bruk, og nedkopling av forbindelser spesifisere kvalitets-krav INF

29 Overførings-syntaks inhomogene ende-systemer ulik hardware ulike operativsystemer ulike programerings-språk kommunikasjonen over nettet må foregå i en syntaks som begge sider oppfatter på samme måten INF

30 Applications Applications that use TCP: Applications that use UDP: HTTP (WWW) FTP (file transfer) SMTP ( ) Streaming media Video conferencing Internet telephony Telnet (remote login) NTP (network time protocol) INF