Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/34.0948 Datum 16. 10. 2013 Jazyk: čeština

1. Pavel DvořákGymnázium Velké MeziříčíPočítačové sítě –model komunikace, TCP/IP protokol, další důležité protokoly Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/34.0948 Datum 16. 10. 2013 Jazyk: čeština Cílová skupina: studenti vyššího gymnázia, 15–16 let Druh učebního materiálu: studijní materiál + kontrolní otázky na dané téma Očekávaný výstup: student se seznámí s modelem komunikace v počítačových sítí, protokolem TCP/IP a ostatními důležitými protokoly Anotace: výklad + kontrolní otázky k probrané látce

2. Protokol • protokol je konvence nebo standard, podle kterého probíhá elektronická komunikace a přenos dat mezi dvěma koncovými body • v nejjednodušší podobě protokol definuje pravidla, řídící syntaxi, sémantiku a synchronizaci vzájemné komunikace • protokoly mohou být realizovány hardwarově, softwarově a nebo kombinací obou způsobů • základní vlastnosti protokolu: • detekuje základní fyzické spojení (kabelové, bezdrátové) • vyjednává o různých parametrech spojení • určuje, jak začít a ukončit zprávu • určuje, jak formátovat zprávy • určuje, co dělat s poškozenými nebo nesprávně naformátovanými daty (oprava chyb) • určuje, jak detekovat neočekávanou ztrátu spojení a co provést jako další akci • ukončuje relace a nebo spojení, …

3. Referenční model OSI organizace ISO • Referenční model ISO/OSI je mezinárodní standard, který popisuje vrstvový model komunikace v počítačových sítích – obecně! • Protokol definuje systém komunikace mezi vzájemně odpovídajícími vrstvami. • Rozděluje děje při přenosu dat do 7 základních úrovní, každá plní přesně danou funkci, nezasahuje do ostatních. Fyzická vrstva – vlastní přenos médiem (optika, twist, …) Linková vrstva – řídí tok dat přenosovým médiem Síťová vrstva – zajišťuje směrování – IP adresy! Transportní vrstva – zajišťuje spojení, ověřuje – TCP protokol Relační vrstva – řídí tok dat mezi aplikačními procesy Prezentační vrstva – převádí data do síťových formátů - kóduje Aplikační vrstva – poskytuje uživatelům přístup k síťovým službám

4. Paralela mezi OSI modelem a dopisy Dostupné pod licencí CreativeCommons, BY, [cit. 2013-10-16], Pitel, http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Rm-osi_parallel_cs.svg

5. Rodina protokolů TCP/IP • Rodina protokolů TCP/IP obsahuje sadu protokolů pro komunikaci v počítačové síti a je hlavním protokolem celosvětové sítě Internet. • Má pouze 4 vrstvy (vychází z modelu ISO/OSI) • Linková vrstva (vrstva síťového rozhraní) – má dvě podvrstvy • LLC – odpovídá linkové v OSI modelu • MAC – odpovídá fyzické v OSI modelu • Síťová vrstva – zajišťuje směrování – IP adresy! • Transportní vrstva - zajišťuje spojení, ověřuje – TCP protokol • Aplikační vrstva – sdružuje aplikační, prezentační a relační vrstvu modelu ISO/OSI

6. Směrování dat v Internetu Dostupné pod licencí CreativeCommons, BY, [cit. 2013-10-16], Mudrd8mz, http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Tcpip_vrstvy.svg

7. Dostupné pod licencí CreativeCommons, BY, [cit. 2013-10-16], Mudrd8mz, http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Tcpip_zapouzdreni.svg

8. Protokoly linkové vrstvy • Pro lokální sítě LAN • ETHERNET – technologie pro budování sítě, např. UTP kabely, koaxiální kabely, … • IEE 802.x, … např. IEE 802.11 standard pro wi-fi sítě • FDDI – pro sítě kruhové technologie • Pro vzdálené sítě • PPP (Point-to-Point Protocol) – přímé spojení mezi dvěma uzly • HDLC – detekuje chyby a řídí tok dat • SLIP – přenos dat po sériové lince

9. Důležité protokoly síťové vrstvy • IP (Internet Protocol), IPv4, IPv6 • Provádí vysílání datagramů na základě síťových IP adres obsažených v jejich záhlaví • Každý datagram je samostatná datová jednotka, která obsahuje všechny potřebné údaje o adresátovi i odesilateli a pořadovém čísle datagramu ve zprávě • Datagramy putují sítí nezávisle na sobě a pořadí jejich doručení nemusí odpovídat pořadí ve zprávě. Doručení datagramu není zaručeno, spolehlivost musí zajistit vyšší vrstvy (TCP, aplikace) • ARP (Address Resolution Protocol) • Používá se k nalezení fyzické adresy MAC podle známé IP adresy • RARP (Reverse Address Resolution Protocol) • má za úkol najít IP adresu na základě fyzické adresy • ICMP (Internet Control Message Protocol) • slouží k přenosu řídících hlášení, které se týkají chybových stavů a zvláštních okolností při přenosu • DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) • Používá se pro automatickou konfiguraci počítačů připojených do počítačové sítě. • DHCP server přiděluje počítačům zejména IP adresu, masku sítě, implicitní bránu a adresu DNS serveru

10. Protokoly transportní vrstvy • TCP (TransmissionControlProtocol) • vytváří virtuální okruh mezi koncovými aplikacemi, tedy spolehlivý přenos dat. • Vlastnosti protokolu: • Spolehlivá transportní služba, doručí adresátovi všechna data bez ztráty a ve správném pořadí. • Služba se spojením, má fáze navázání spojení, přenos dat a ukončení spojení. • Transparentní přenos libovolných dat. • Plně duplexní spojení, současný obousměrný přenos dat. • Rozlišování aplikací pomocí portů (např. web 80, mail 25). • UDP (User Datagram Protocol) • poskytuje nespolehlivou transportní službu pro takové aplikace, které nepotřebují spolehlivost, jakou má protokol TCP

11. Protokoly aplikační vrstvy Pro běžného uživatele nejvýznamnější FTP (služba FTP) – přenos souborů mezi lokálním a vzdáleným PC Telnet (služba Telnet) – terminálové spojení se vzdáleným počítačem SMTP (služba e-mail) – doručování elektronické pošty mezi servery POP3, IMAP (služba e-mail) – přístup k poště klient-server HTTP (služba WWW) – přenos hypertextových multimediálních dokumentů DNS (služba DNS) – systém doménových jmen IRC (služba IRC) – jednoduchý chat po internetu SSH (služba SSH) – zabezpečené spojení se vzdáleným PC SNMP – umožňuje sběr dat pro potřeby správy sítě DHCP – automatické přidělování adres počítači NTP – šíření přesného času, synchronizace NFS - síťový systém souborů, který umožňuje transparentní sdílení vzdálených souborů jakoby byly lokální

12. Kontrolní otázky • Co je to protokol, k čemu slouží? • Co je a k čemu slouží referenční model ISO/OSI? • Vyjmenuj základní 4 vrstvy rodiny protokolů TCP/IP. • Jaká vrstva zajišťuje směrování v síti Internet? • Jaké protokoly znáš z transportní vrstvy v síti Internet? Uveď základní vlastnosti těchto protokolů. • Vyjmenuj alespoň 8 protokolů aplikační vrstvy rodiny protokolů TCP/IP, uveď co zajišťují. • Co zajišťuje služba DHCP v počítačové síti? • Namaluj nákres směrování dat při komunikaci dvou uzlů A a B, kde data putují přes tři routry.