Hálózati protokollok Számítógép hálózatok gyakorlata

1. Hálózati protokollokSzámítógép hálózatok gyakorlata ÓBUDAI EGYETEM 2011 TAVASZI FÉLÉV 1. LABORGYAKORLAT PRÉM DÁNIEL

2. OSI Modell 7. Alkalmazási (application) réteg 6. Megjelenési (presentation) réteg 5. Viszonylati (session) réteg 4. Szállítási (transport) réteg 3. Hálózati (network) réteg 2. Adatkapcsolati (data-link) réteg 1. Fizikai (physical) réteg

3. Fizikai réteg • A fizikai réteg meghatározza az eszközökkel kapcsolatos fizikai és elektromos tulajdonságokat.Például az érintkezők kiosztását vagy a használatos feszültség szinteket, réz vagy optikai kábel. • Az adatokat bitszinten kezeli. • Bináris az átvitel módja. • pl.: ISDN / DSL / 100BASE-T

4. Adatkapcsolati réteg • Lehetővé teszi két hálózati elem kommunikációját. • Jelzi (akár korrigálja is) a fizikai szinten bekövetkezett hibákat. • Az adatokat keret / frame szinten kezeli. • Az átvitel módja fizikai (MAC) címzés. • A hub-ok, switch-ek (kapcsolók) és bridge-ek (hidak) ezen a szinten működnek . • pl.: Ethernet / Token ring / Framerelay

5. Hálózati réteg • Biztosítja a változó hosszúságú adatok eljutását a küldőtől a célállomásig. • Biztosítja az útválasztást. • Az adatokat csomag / packet szinten kezeli. • Az átvitel módja logikai (IP) címzés • A forgalomirányítók / útválasztók / router-ek ezen a szinten működnek • pl.: IP / ICMP / ARP / RIP / BGP / OSPF

6. Átviteli / Szállítási réteg • Biztosítja a felhasználók közötti adatátvitel transzparens legyen, elvégezi az adatfolyam szegmentálását és deszegmentálását. • Biztosítja és ellenőrzi az adott kapcsolat megbízhatóságát folyamat szinten. • Az adatokat szegmens szinten kezeli. • Állapot és kapcsolat orientált protokollokat is kezel. (Nyomonköveti az adatcsomagokat, hiba esetén gondoskodik az újraküldésről, valamint szegmentálásnál sorrendtartó) • pl.: TCP / UDP

7. Viszonylati réteg • Végpontok közötti dialógusok kezelésére alkalmas mechanizmust valósított meg. • Gyakorlatilag a szállítási rétegbe integrálták a TCP részeként.

8. Megjelenítési réteg • Biztosítja az alkalmazási réteg számára hogy az adatok megfelelő konverzióját.(MIME kódolás / tömörítés / titkosítás) • Gyakorlatilag az alkalmazási rétegbe integrálták.

9. Alkalmazási réteg • Biztosítja a kommunikációt az alkalmazások között. • A réteg protokolljaival az alkalmazások képesek egyeztetni a formátum-, biztonság-, szinkronizálási- vagy egyéb hálózati igényekről. • pl.: HTTP / SMTP / FTP / Telnet / NFS / NTP

10. OSI modell átalakulása A TCP/IP protokoll család egyetemi és katonai kutató intézetek közös munkájának eredménye. A kidolgozás hivatalosan nem szabvány, hanem ajánlás, viszont azzal, hogy széles körben elterjedt kijelenthető, hogy de-facto szabvánnyá vált. Kidolgozása RFC-k formájában történt.

11. Beágyazás értelmezése Alkalmazásréteg Szállításiréteg Hálózatiréteg Adatkapcsolatiréteg

12. Protokoll hierarchia

13. Réteg Protokollok

14. Ethernet hálózat • Napjaink legelterjedtebb hálózati technológiája. • Szolgáltatás / ár viszonylata kiemelkedő. • Korlátozott hosszúságú, sin topológiájú rendszer, amelyhez korlátozott számú hoszt kapcsolható. • Az eredeti IEEE 802.3 szabvány szerint 10Mbit/s a sebessége, de az újabbak már 100/1000Mbit/s sebességre is képesek

15. Ethernet típusok • Klasszikus Ethernet: • Vastag → Gerinchálózatokhoz (max: 500m, 100db) • Vékony → BNC csatlakozós T dugós (max: 185m, 30db) • Sodort → Csillag topológiához (max: 100m, ---) • Optikai → Épületek között (max: 2Km, ---) • Kategória szintek: • CAT-4: 10 Mbit/s • CAT-5: 100 Mbit/s • CAT-6: 1 Gbit/s

16. Sodort kábel típusok • Egyenesen kötött / Straight-through(PC – Swich/HUB, PC – Router) • Kereszt kötött / Cross-Over(PC – PC, Switch – Switch, Router – Switch/HUB)

17. Ethernet keret

18. Réteg Protokollok

19. Internet Protokoll • OSI modell 3. rétegében helyezkedik el. • Tervezésénél az egyszerűség volt a fő cél. • Csomagkapcsolt hálózatot valósít meg, azaz nem építi fel a kapcsolatot a forrás és cél között, hanem minden egyes csomagot külön irányít. • Hibadetektálás és javítást nem végez, ezeket főleg szállítási rétegbeli protokollokra bízza.

20. IP Cím • Logikai címzést valósít meg. • 32 biten ábrázolt egész szám, azonban a könnyebb olvashatóság miatt 4db 8 bites (azaz 1 bájtos) részre bontjuk, amelyeket pontokkal választunk el egymástól. • A teljes IP cím 2 részre osztható: hálózat és állomás azonosító. A hálózati azonosító hossza változó lehet, ezért címosztályokba soroljuk őket: • A osztály : hálózat 8 bit – állomások 24 bit • B osztály : hálózat 16 bit – állomások 16 bit • C osztály : hálózat 24 bit – állomások 8 bit

21. Alhálózati maszk • Lehetővé teszi a címosztályok további felbontását. (pl.: C osztály kettébontása) • Szintén 32 bites, az IP címhez hasonlóan 4 részre csoportosítjuk. • Az IP cím hálózati részével megegyező hosszúsággal csupa egyest tartalmaz, utána nullákat. • Innentől egy logikai ÉS művelettel megállapítható az IP Cím hálózat és állomás azonosítója.

22. Címzési módok • Unicast: Egy az egynek kapcsolatMinden cím egyedi és központilag kiosztott, emiatt egyértelműen azonosítja a címzettet. • Multicast: Egy a többnek kapcsolatLehetővé teszi az adó számára, hogy jelezze, az üzenete több címzettnek is szól. • Broadcast: Egy mindenkinek kapcsolatA multicast speciális esete, ekkor mindenkinek szól az üzenet, így a hálózat összes eleme beolvassa a keretet.

23. IP csomag http://www.tcpipguide.com/free/t_IPDatagramGeneralFormat.htm

24. Protokoll hierarchia

25. AddressResolutionProtocol • A kettős címrendszer (IP és fizikai) használatánál a csomagok beágyazásához szükséges a logikai címhez tartozó fizikai cím meghatározása. • A 2. rétegben helyezkedik el, adat mezejében elküldi a forrás és cél logikai címét. • Minden hálózati eszköz saját ARP táblázatot vezet, amelyben rögzíti az általa ismert logikai címekhez tartozó fizikai címeket. • Ha olyan logikai címre szeretne küldeni üzenetet amit nem ismer, akkor egy üzenetszórásos címzéssel kiküld egy ARP keretet. • Ha ”valaki” magára ismer a hálózatból akkor válaszol a címzettnek. • RARP: fordított ARP kérés, azaz fizikai címhez keresi a logikai címet, csak speciális esetekben használatos

26. Protokoll hierarchia

27. Ismétlő kérdések Fogalmazd meg 1 mondatban: • Mi az OSI modell lényege • Mi a protokoll hierarchia és a beágyazás lényege • Milyen szolgáltatást nyújt az IP • Miben hasonlít és miben tér el az TCP és UDP • Mi a hub / switch / bridge / router, és melyik rétegben helyezkednek el Eredményt elküldeni: prem.daniel@nik.uni-obuda.hu

28. Internet ControlMessageProtocol • A 3. rétegben helyezkedik el. Célja az IP protokoll támogatása. • A hibák felderítésére és azonosítására szolgál, és a hálózat diagnosztikájában segít. • Mindegyik ICMP üzenet saját formátummal rendelkezik, csak az első 3 mezőjük azonos: • Type: Azonosítja az üzenetet típusát • Code: További információt ad az üzenetről • Checksum: Az üzenet ellenőrző összege

29. ICMP típusok • A TYPE mező meghatározza az üzenet jelentését és formáját! • Amelyek hibát jeleznek, azok mindig tartalmazzák a hibát okozó IP adatgramma első 64 bitjét!

30. Példa: EchoRequest és Reply

31. Példa: DestinationUnreachable

32. Protokoll hierarchia

33. Réteg Protokollok

34. UserDatagrammProtocol • Lehetővé teszi a port szintű kommunikációt • Az IP protokoll megbízhatatlan szolgáltatásaira épít, nem javítja fel: • Csomagok elveszhetnek, kettőződhetnek • A feladás sorrendjétől eltérő sorrendben is megérkezhetnek a csomagok, a különböző útvonalak miatt. • Előnye a hatékonysága: kis overhead, kevés adminisztráció, nem kell nyugtázni • Felhasználhatósága: • Nagyon alacsony válaszidejű alkalmazások (Multiplayer) • Audio és video átvitel (Streaming)

35. UDP szegmens

36. TransmissionControlProtocol • A kapcsolat ideje alatt az átvitel megbízható: • Hibamentes • Nincs adatvesztés, adatkettőződés • Az adatok sorrendhelyesek • Minden csomagról visszaigazolás érkezik • A küldendő adatot: • Szegmensekre bontja • A címzett oldalon sorrend helyesen összerakja • Az elvesztett adatokat újraküldi

37. TCP szegmens

38. Protokoll hierarchia

39. Jól ismert portok

40. Réteg Protokollok

41. Domain Name System • Feladata a webcímek (domainek) lefordítása a hozzájuk tartozó IP címekre. • A domaineket hierarchikus decentralizált struktúrában tárolja. • A névterek földrajzi és szervezeti alapon szervezték fa struktúrába. • A névterek adminisztrációját külön szervezetek kapják, akik a rész-névterek kezelését továbbadhatják. De mindenki a saját és az alá tartozó struktúráért felelős. • A DNS rendszer nem csak neveket old fel. Hivatkozhatunk: • Levelező átjáróra (Mail eXchange) • Név szerverre (NameServer) • IP címre (hostAddress) • Álnévre (CanonicalNAME)

42. Domain nevek struktúrája

43. Névfeloldás Egy otthoni PC keresi a ”nik.uni-obuda.hu” IP címét: • A PC megkérdezi a ISP_NS névre hallgató DNS szerverét (szolgáltató biztosítja), hogy mi a ”nik.uni-obuda.hu” IP címe. • Az ISP_NS megnézi, hogy ő kezeli-e a ”nik.uni-obuda.hu” domaint, ha igen akkor feloldja, különben (példánkban ez a helyzet) megkérdezi a ROOT_NS szervert hogy mi a ”.hu” TLD névszerverének a címe. • Az ISP_NS ezek után megkérdezi a HU_NS szervert, hogy mi az ”uni-obuda.hu” névszerverének a címe. • Az ISP_NS megkérdezi az OBUDA_NS szervert, hogy mi a ”nik.uni-obuda.hu” gép IP címe. • Az ISP_NS megválaszolja a PC-nek a ”nik.uni-obuda.hu” IP címét.

44. Simple Mail TransferProtocol • De facto protokoll az E-mailek interneten történő továbbítására. • Egyszerű szöveg alapú protokoll, könnyen tesztelhető telnet programmal. • Mivel szöveg alapú, kezdetben a bináris fájlokkal nem tudott mit kezdeni, ezért több próbálkozás után, végül a MIME kódolás segítségével megoldották fájlok szöveg alapú beágyazását.

45. HyperTextTransferProtocol • A HTTP egy kérés-válasz alapú szöveges protokoll. • A kéréseket mindig a kliens intézi a szerver irányába. • HTTP/1.1 perzisztens, azaz nem kell minden kérésnél újra felépíteni a kézfogássál a TCP kapcsolatot. • Állapot nélküli protokoll: A szerver nem tartja nyilván a felhasználói adatokat a kérésekhez. Megoldások: cookie, session, token • Metódusok:HEAD, GET, POST, PUT, DELETE, OPTIONS, stb… • Státuszkódok:1xx: informatív, 2xx: siker, 3xx: átirányítás, 4xx: klienshiba, 5xx: szerverhiba

46. Telnet • Az egyik legrégebbi hálózati protokoll • Célja egy általánosan elérhető, kétirányú, byte-alapú kommunikációs rendszer biztosítása. • Fő felhasználási területe a terminál szolgáltatás • Titkosítási funkciókat nem támogat

47. SecureSHell • Szabványcsalád és protokoll. • Helyi és távoli gép közötti biztonságos csatorna kiépítésére használatos. • Nyilvános kulcsú titkosítást használ, opcionálisan felhasználói azonosítást is végezhet. • Protokoll: biztonságos telnet • Szabvány: tunneling (sFTP, SCP)

48. Munkaállomások IP konfigurálása • Windows GUI:Vezérlőpult  Hálózati és megosztási központ  Kapcsolat kiválasztása (pl.: Helyi kapcsolat)  Tulajdonságok  Felugró ablak ”Hálózat” fülén a listából kiválasztani: ”TCP/IP protokoll 4-es verziója”  Tulajdonságok  Beállítható az IP cím / Maszk / Átjáró / DNS • Windows CMD: • ipconfig /all • ipconfig /release [kapcsolat neve] • Ipconfig /renew [kapcsolat neve] • netsh interface ip set address name="Helyi hálózat" static 192.168.0.100 255.255.255.0 192.168.0.1 • netsh interface ip set dns "Local Area Connection" static 192.168.0.200 • netsh interface ip set address name="Helyi hálózat" dhcp • netsh interface ip set dns "Local Area Connection" dhcp

49. Munkaállomások IP konfigurálása • Linux CMD: • vi /etc/network/interfaces • /etc/init.d/networkingrestart • Interfaces file tartalma: • iface eth0 inetdhcp • iface eth0 inet static address192.168.0.100 netmask255.255.255.0 network 192.168.0.0 broadcast 192.168.0.255 gateway 192.168.0.1