Ola Edvart Staveli Mars 2010

Transkript

1 Ola Edvart Staveli Mars 2010

2 Innholdsfortegnelse Innledning... 3 Nettverkskommunikasjon... 3 Standarder... 3 Protokoller... 3 Topologi... 4 Ethernet-adresse... 4 OSI-modellen... 5 Det fysiske laget... 6 Linklaget / Datalaget... 6 Nettverkslaget... 7 Transportlaget... 7 Sesjonslaget... 7 Presentasjonslaget... 7 Applikasjonslaget / Programlaget... 8 Protokollstakk for OSI sammenlignet med TCP/IP... 8 Standardisering... 8 Organisering og tildeling av IP-adresser... 9 Ola Edvart Staveli Side 2 av 10 Strinda videregående skole

3 Innledning Nettverkskommunikasjon kan sammenlignes med måten vi kommunisere gjennom postverket. Når vi sender informasjon gjennom postverket, sender vi gjerne så mye som mulig i en og samme pakke. I et datanett derimot vil gjerne pakkestørrelsen være en begrensning og vi må isteden sende flere pakker. Nettverkskommunikasjon Hver pakke har en adresse som sier hvordan hvor den skal (mottaker) og en som sier hvor den kommer fra (avsender). Dessuten er det i tillegg til selve dataene (informasjonen) også med kontrollinformasjon. Denne kontrollinformasjonen gjør at mottaker kan kontrollere om informasjonen er kommet riktig fram. Dersom kontrollsjekken visert at det er noe feil i informasjonen, så ber mottakeren avsenderen om å sende informasjonen på nytt. For at sender og mottaker skal forstå hverandre, så er det nødvendig at de snakker samme språk. Språket er for så vidt binære tall 0 og 1, men det er viktig at sender og mottaker har samme regler for hva disse betyr i de forskjellige sammenhenger og plasseringer. I nettverkssammenheng så kaller vi dette PROTOKOLL. Protokoll er altså et sett med regler som i denne sammenheng bestemmer hvordan sender og mottaker skal kommunisere. Standarder Når en blir enig om hvordan forskjellige deler skal fungere og samhandle, så snakker en om standarder. Det er to standardiseringsorganisasjoner som er viktig i nettverkssammenheng: ISO International Standards Organisation IEEE Institute of Electrical and Electronics Engeneers Protokoller En protokoll er altså et sett med regler. Kommunikasjonsprotokoller sørger for enhetlig transport av data fra ett sted til et annet gjennom ulike medier og oppkoblinger (interkonnektivitet). Kommunikasjonsprotokoller sørger for overføring av data gjennom ett eller flere nettverk og med flere typer fysiske medium. De sørger for datatransport mellom applikasjoner. Dette vil medføre behov både for flere lag med protokoller og flere standarder. Ola Edvart Staveli Side 3 av 10 Strinda videregående skole

4 En protokolls virkemåte: Nettverkskommunikasjon Avsenders oppgaver o Bryter data ned i pakker o Legger til adresse- informasjon i pakken o Klargjør for sending (f.eks. ut på kabel) Mottakers oppgaver o Tar imot pakken (fra kabelen) o Skreller av dataene fra pakken o Kopierer dataene til buffer for behandling o Overfører dataene til applikasjonen Topologi Den fysiske oppkoblingen av nettet kaller vi nettets topologi. Buss- topologi: Stjerne- topologi: Ring- topologi: Maskinene er koblet etter hverandre på en kabel (buss) Maskinene er knyttet sammen i knutepunkt som f.eks. en svitsj, og forgrener seg utover. Tilhører TokenRing-systemet der maskinene logisk er koblet i en ring. Ethernet-adresse Alle enheter som inngår i et Ethernet har sin egen unike adresse. Det skal altså ikke være noe annet utstyr som har samme adresse. Denne adressen kalles gjerne MAC- adresse (Media Access Control) og består av 12 heksadesimale siffer (6 bytes/oktetter). De første tre bytene definerer produsenten mens de tre siste er løpenummeret produsenten gir. 00:1B:77:23:CF:39 Ola Edvart Staveli Side 4 av 10 Strinda videregående skole

5 OSI-modellen Det er ISO som har definert OSI-standarden (Open System Interconnection). OSI-RM (Reference Model) er rammeverket for datakommunikasjon og beskriver hvordan åpne nettverk skal kommunisere. OSI-modellen består av 7 lag: 7 Applikasjonslaget Generelle applikasjoner som filoverføring, e-post, osv. 6 Presentasjonslaget Presentasjon for bruker 5 Sesjonslaget / Kommunikasjonslaget Sesjonshåndtering: Oppkobling, nedkobling, administrering 4 Transportlaget Ende til ende - kontroll, retransmisjon, flytkontroll, osv. 3 Nettverkslaget 2 Linklaget / Datalaget 1 Fysisk lag Transport av datapakker gjennom nettverket: Ruting, fragmentering Kommunikasjon mellom noder på samme medium, inklusiv feilsjekk og aksessmetode. Fysisk forbindelse: Mekanisk/elektrisk, bitsynkronisering, osv. Vi ser for oss at systemer som skal kommunisere med hverandre bruker denne modellen. Fysisk er de koblet sammen på lag 1. Det er altså databitene som går fra lag 1 på den ene maskinen til lag 1 på den andre. De forskjellige lagene kommuniserer med tilsvarende lag i den andre maskinen. Nettverkslaget i den ene maskinen kommuniserer altså med Nettverkslaget i den andre. Denne kommunikasjonen foregår imidlertid via underliggende lag. Den går altså fra Nettverkslaget via Linklaget til det fysiske laget på den ene maskinen og gjennom den fysiske forbindelsen til det Fysiske laget på den andre maskinen. Her går den da opp igjen via Linklaget til Nettverkslaget på denne maskinen. Når to datamaskiner skal kommunisere, er det viktig at de forstår hverandre. I OSI-modellen blir protokoller veldig viktig. For at datamaskinene skal kommunisere, må de kunne bruke samme protokoll. I OSI-modellen vil hvert lag kunne bruke flere protokoller. Ola Edvart Staveli Side 5 av 10 Strinda videregående skole

6 Fysiske laget Det er altså her informasjonen fysisk overføres mellom maskinene i form av databit. Overføringen kan eksempelvis skje via parkabel, koaksialkabel, optisk fiberkabel, satellitt eller radiobølger. Linklaget / Datalaget Linklaget organiserer og kontrollerer dataoverføringen mellom maskinene. Laget har egentlig to funksjoner: LLC Logical Link Control er den øverste delen. Denne sørger for flytkontroll, kvittering og feildetektering. MAC Media Access Control bestemmer hvem som kan bruke mediet til en hver tid. Ellers kan den ta seg av synkronisering av datarammer (frames), altså avgjøre hvor en ramme slutter og hvor den neste starter. Den tar seg også av den fysiske adresseringen (derav MAC- adresse). Ola Edvart Staveli Side 6 av 10 Strinda videregående skole

7 Nettverkslaget Nettverkslaget sørger for ruting ved å bestemme hvilken rute som er best. Her kontrolleres overføringsutstyr som skal sørge for å få fram dataene. Vil på den måten finne den veien som er sikrest, raskest, billigst og sørger for god dataflyt. Den kan i enkelte sammenhenger også inneholde informasjon om kostnader og håndtere avregning. Transportlaget Transportlaget skal sørge for pålitelig og effektiv nettverksforbindelse. Transportlaget blir på en måte et mellomlag. De tre lagene under tar seg primært av nettverkskommunikasjonen. Transportlaget og de tre lagene over sørger for brukerservicen. Ved sending deler Transportlaget dataene opp i pakker for videresending til mottakerens Transportlag. Når protokollen krever bekreftelse på mottak, vil Transportlaget beholde en kopi av pakken til det får bekreftelse. Har det ikke mottatt bekreftelse innen en viss id, vil den sende pakken på nytt (retransmittere). Ved mottak sørger Transportlaget for å bekrefte mottak og å sette sammen pakkene i riktig rekkefølge før de sender dataene videre til Sesjonslaget. Sesjonslaget / Kommunikasjonslaget Sesjonslaget har nødvendige protokoller for å etablere og holde forbindelsen mellom to kommunikasjonsenheter. Det kan være vanskelig å se forskjellen på Transportlaget og Sesjonslaget. Men Transportlaget sørger for forbindelsen mellom de to kommunikasjonsenhetene. Sesjonslaget tar seg av kommunikasjonen når forbindelsen er etablert. Blir forbindelsen brutt, vil Sesjonslaget be Transportlaget om å opprette en ny forbindelse. Sesjonslaget kontrollerer og styrer kommunikasjonen mellom brukerprogram. Det sørger for sikkerhet og ryddig kommunikasjon. Presentasjonslaget Om vi definerer informasjon som betydningen av dataene, så er det dette Presentasjonslaget presenterer. Presentasjonslaget tar seg altså av hvordan data vises for brukeren herunder koding og dekoding. Det sørger for at begge kommunikasjonsenhetene presenterer informasjonen likt (informasjonskommunikasjon). Ola Edvart Staveli Side 7 av 10 Strinda videregående skole

8 Applikasjonslaget / Programlaget Applikasjonslaget er øverste laget og grensesnittet mellom OSI-modellen og brukerprogrammene (applikasjonene). Her styres bl.a. kopiering og filtilgang. Her er det mange protokoller som definerer informasjonsutveksling. Protokollstakk for OSI sammenlignet med TCP/IP Standardisering IAB Internet Architecture Board er komiteen som har overordnet ansvar for den tekniske og konstruksjonsmessige utviklingen av Internett. Dette har de fått fra ISOC Internet Society. De er overordnet flere Task Forces : IRTF Internet Reseach Task Force skal fremme forskning som er viktig for utviklingen av det framidige internett ved å skape fokuserte, langsiktige og små forskningsgrupper som arbeider med emner relatert til internett protokoller, brukerprogrammer, arkitektur og teknologi. IETF Internet Engineering Task Force utvikler og markedsfører internettstandarder i nært samarbeid med standardiseringsorganisasjoner som W3C og Ola Edvart Staveli Side 8 av 10 Strinda videregående skole

9 ISO/IEC. De arbeider spesielt med standarder for TCP/IP og Internettprotokoller. Det er en organisasjon som arbeider med åpne standarder uten noe formelt krav til medlemskap. IETF utgir RFC s som beskriver metoder, virkemåte, forskning eller utvikling knyttet til arbeidet med Internett og Internett-relaterte systemer. Hver RCF (Request for Comments) får et unikt serienummer. Når en publikasjon har fått et nummer og publisert, så blir den aldri opphevet eller modifisert. Hvis dokumentet krever oppgradering, så publiseres det et revidert dokument. På den måten vil enkelte dokumenter overstyre tidligere dokumenter. RFC ene danner dermed en kontinuerlig historisk nedskriving av utviklingen til Internettstandardene og praktiseringen. RFC-utvikling: Standard måte (Standard Track) o Foreslått standard (Proposed standard) o Utkast til standard (Draft standard) o Internettstandard (Internet standard) Informasjon (Informational) Kan være nesten hva som helst Eksperimentell (Experimental) Vanligvis dokumenter av eksperimentell art, men kan.også være dokumenter som ikke kan presenteres på standard måte fordi de ikke passer inn. Vanlig praksis (Best Current Practice=BCP) Et dokumenter som anses som offisielle regler uten å være RFC (f.eks. BCP 9). Historisk (Historic) En RFC som er blitt foreldet. RFC 1122 kan være et godt eksempel. Andre aktuelle: RFC 791 Intenet Protocol (September 1981) RFC 854 Telnet (Mai 1984) Liste over RFC er: Hjemmesiden til IETF: Organisering og tildeling av IP-adresser Verdens offisielle IP-adresser organiseres av IANA Internet Numbers Authority. IANA er under kontroll av ICANN Internet Corporation for Assigned Names and Numbers som igjen er styrt av Amerikanske Næringsdepartementet. IANA delegerer lokal registrering av IP-adresser til noen RIR Regional Internet Registers: ARIN American Registry for Internet Numbers dekker Nord-Amerika og deler av Karibien Ola Edvart Staveli Side 9 av 10 Strinda videregående skole

10 RIPE NCC Réseaux IP Européens Network Coordination Center dekker Europa, Midtøsten og Sentral-Asia APNIC Asia-Pacific Network Information Centre dekker Asia og Stillehavsregionen LACNIC Latin American and Caribian Internet Registry dekker Latin-Amerika og deler av Karibien AfriNIC African Network Information Centre dekker Afrika En ISP Internet Service Provider søker disse for å kunne tildele IP-adresser til sine kunder. Ola Edvart Staveli Side 10 av 10 Strinda videregående skole