Přednášky

innosti (překlady adres, sdílení zdrojů, přenosy souborů, přístup k poštovní schránce,….). Je vhodné, aby tyto činnosti byly standardizované a aplikace je mohly využívat jako služby
Takovéto služby jsou pak plně integrovány v aplikační vrstvě (obvykle jako součásti operačního systému) a komunikují pomocí vlastních protokolů. Linková vrstva
Fyzická vrstva
Síťová vrstva
Transportní vrstva
Aplikační vrstva Transportní vrstva Aplikace DNS FTP Share Aplikace DNS FTP Share Aplikace DNS FTP Share Transportní vrstva
Aplikační vrstva Transportní vrstva Aplikace FTP DNS Share Aplikace Aplikace Protokoly aplikační vrstvy TCP/IP Počítačové sítěVUT v BrněFakulta podnikatelská Lekce 9 – Protokoly aplikační vrstvy TCP/IP Ing. Viktor Ondrák, Ph.D. strana * K jednoznačné identifikaci uzlu postačuje IP adresa. Má ale řadu nevýhod:
špatně se pamatuje (v mnoha případech je nutné, aby adresu uzlu zadával uživatel)
nevypovídá o organizační příslušnosti uzlu (v jedné IP síti může být víc organizací, jedna organizace může být ve více IP sítích)
nevypovídá o poskytované službě
je příliš vázána na geografické umístění (při přemístění uzlu do jiné lokality se musí změnit IP adresa) Je tedy potřeba jiný způsob adresace, který by tyto nevýhody neměl…
To splňuje DNS (Domain Name Systém) DNS Počítačové sítěVUT v BrněFakulta podnikatelská Lekce 9 – Protokoly aplikační vrstvy TCP/IP Ing. Viktor Ondrák, Ph.D. strana * Jako každý adresní systém musí i DNS splňovat základní podmínky:
jednoznačný systém struktury adres
pravidla pro tvorbu jmen
jmenné prostory
evidence adres
struktura databáze
odpovědnost za záznamy
zabezpečení unikátnosti jmen
přístup k databázi
doručitelnost
zajištění lokalizace uzlu V architektuře TCP/IP je fyzicky jediná možná adresace
pomocí IP adres
DNS tedy musí zajistit doručitelnost převodem vlastního systému adresace na IP adresy !!! Podmínky adresního systému Počítačové sítěVUT v BrněFakulta podnikatelská Lekce 9 – Protokoly aplikační vrstvy TCP/IP Ing. Viktor Ondrák, Ph.D. strana * Systém DNS rozčleňuje globální adresní prostor do internetových domén
Domény jsou uspořádány ve stromové struktuře vycházející z jednoho kořene: root com net edu cz sk … … cuni vutbr muni atlas … … ro fme fbm cis … … std Domény nejvyšší úrovně
TLD (Top Level Domain)
- přiděluje IANA Domény 1. úrovně
- přiděluje autorita TLD Domény 2. úrovně
- přiděluje autorita domény 1. úrovně Domény 3. úrovně
- přiděluje autorita domény 2. úrovně .
.
. … … Kořen (Root) Struktura domén v DNS Počítačové sítěVUT v BrněFakulta podnikatelská Lekce 9 – Protokoly aplikační vrstvy TCP/IP Ing. Viktor Ondrák, Ph.D. strana * Plně kvalifikovaná doménová jména (FQDN – Fully Qualified Domain Name) root cz vutbr fbm std www.fbm.vutbr.cz www Plně kvalifikované doménové jméno je tvořeno posloupností dílčích jmen v pořadí jejich hierarchie počínaje jménem uzlu a konče jménem domény nejvyšší úrovně.
každá část jména může být dlouhá max 63 znaků
může obsahovat písmena anglické abecedy, číslice a pomlčku
maximální délka celého jména je 255 znaků Při odkazech na konkrétní zdroj a konkrétní službu se používá URL (Unique Resource Locator), což je složení :////
Např.: http://www.fbm.vutbr.cz/public/vyuka/str1.htm Doménová jména Počítačové sítěVUT v BrněFakulta podnikatelská Lekce 9 – Protokoly aplikační vrstvy TCP/IP Ing. Viktor Ondrák, Ph.D. strana * Autorita je právo nad doménou:
přidělovat a měnit jména
zřizovat a rušit dceřiné domény cz vutbr ro fbm cis std Nositel autority automaticky při zřízení dceřiné domény přebírá autoritu i nad touto dceřinou doménou
Autoritu nad dceřinou doménou lze delegovat na jiný subjekt
Oblast – skupina domén s jednou autoritou se nazývá zóna Autorita nad doménou - zóna Počítačové sítěVUT v BrněFakulta podnikatelská Lekce 9 – Protokoly aplikační vrstvy TCP/IP Ing. Viktor Ondrák, Ph.D. strana * Autorita nad doménou představuje také povinnosti:
dodržování konvence přidělování jmen
udržování databází jmen
zabezpečení překladů FQDN na IP adresy
zodpovědnost za dodržování povinností v dceřiných doménách s delegovanou autoritou Udržování databází a provádění překladů adres zajišťuje pro každou doménu Name Server
každá doména musí mít svůj Name Server - vždy 1 primární (ve kterém se provádí změny) a alespoň 1 sekundární (kopie primárního)
domény jedné zóny mají společný Name Server
Autorita nad doménou - povinnosti Počítačové sítěVUT v BrněFakulta podnikatelská Lekce 9 – Protokoly aplikační vrstvy TCP/IP Ing. Viktor Ondrák, Ph.D. strana * Data o doméně jsou uložena v databázi Name Serveru.
Databáze je realizována podle operačního systému ve formě:
textových souborů
relační databáze
adresářové struktury (např. MS Active Directory)
Databáze je složena z jednotlivých záznamů (Resource Record) - každý záznam představuje jeden adresní údaj.
Struktura záznamu:
NAME - jméno záznamu
TYPE - typ záznamu (2 B)
CLASS - třída záznamu (2 B) 1=Internet
TTL - životnost záznamu (4 B) = doba, po kterou může být záznam uchován
RDLENGTH- délka datové části (2 B)
RDATA- vlastní data Databáze Name Serveru Počítačové sítěVUT v BrněFakulta podnikatelská Lekce 9 – Protokoly aplikační vrstvy TCP/IP Ing. Viktor Ondrák, Ph.D. strana * Záznam SOA (Start of Authority)
Udává, základní parametry pro doménu (primární NS, adresu správce, sériové číslo, časové parametry záznamů), je v doméně pouze jeden
např: fbm.vutbr.cz. OA fbmdc1.fbm.vutbr.cz ondrak.fbm.vutbr.cz. (2860557448 900 600 86400 3600) Záznam NS (Name Server)
Udává Name Servery pro doménu a dceřiné domény
např: fbm.vutbr.cz. NS fbmdc1.fbm.vutbr.cz
std NS stddc1.std.fbm.vutbr.cz Záznam A (A Host Address)
Udává IP adresu uzlu
např: kamera A 147.229.120.26
poslucharna381 A 147.229.120.197 Typy záznamů Počítačové sítěVUT v BrněFakulta podnikatelská Lekce 9 – Protokoly aplikační vrstvy TCP/IP Ing. Viktor Ondrák, Ph.D. strana * Záznam CNAME (Cannonical Name)
Udává, synonyma k jménu (alias)
např: www CNAME kamera.fbm.vutbr.cz.
pop3 CNAME fbmexc.fbm.vutbr.cz. Záznam MX (Mail Exchange)
Udává poštovní server pro doménu
např: fbm.vutbr.cz. MX 10 fbmexc.fbm.vutbr.cz
fbm.vutbr.cz. MX 50 stdexc.std.fbm.vutbr.cz Záznam SRV (Service)
Udává, který uzel poskytuje příslušnou službu
např: _ldap._tcp.DomainDnsZones SRV priority=0, weight=100, port=389, fbmdc1.fbm.vutbr.cz
_kerberos._tcp.DomainDnsZones SRV priority=0, weight=100, port=88, fbmdc2.fbm.vutbr.cz Typy záznamů Resolver Data Name
Server Cache Resolver Počítačové sítěVUT v BrněFakulta podnikatelská Lekce 9 – Protokoly aplikační vrstvy TCP/IP Ing. Viktor Ondrák, Ph.D. strana * DNS má architekturu klient/server - proces překladu adres má 2 strany
Resolver (klient) – zasílá dotazy (např.: „Jakou IP adresu má uzel www.vutbr.cz ?“)
Name Server (server) – odpovídá na dotazy (zašle příslušné záznamy) dotaz odpověď dotaz odpověď Na klientské stanici běží pouze resolver
Na uzlu, který plní služby Name Serveru běží obě funkce
Pokud server nezná odpověď, dotazuje se jiných Name Serverů
Name Server čerpá informace pro odpovědí jednak z vlastní databáze (pro svoje domény), jednak z cache paměti, kam zapisuje odpovědi ostatních serverů.
Záznamy v cache paměti mají omezenou životnost Překlad adres Počítačové sítěVUT v BrněFakulta podnikatelská Lekce 9 – Protokoly aplikační vrstvy TCP/IP Ing. Viktor Ondrák, Ph.D. strana * Resolver klientského počítače se vždy jako prvního dotazuje „svého“ DNS serveru (toho, který má uvedený ve své konfiguraci)
Odpověď Name Serveru může být:
autoritativní – pokud je server autoritou nad dotazovanou doménou
neautoritativní – pokud není server autoritou nad dotazovanou doménou a informace pro odpověď získá z cache paměti nebo dotazem na jiné servery
Průběh překladu může být
rekurzivní – dotazovaný Name Server odpoví na dotaz konečnou odpovědí, kterou získá dotazováním jiných Name Serverů
interativní – dotazovaný Name Server odpoví pouze odkazem na jiný Name Server a klient se musí znovu dotazovat jiného Name Serveru sám (provádí se v případě, že má Name Server zakázány rekurzivní dotazy Průběh překladu adres Počítačové sítěVUT v BrněFakulta podnikatelská Lekce 9 – Protokoly aplikační vrstvy TCP/IP Ing. Viktor Ondrák, Ph.D. strana * 1.Klientská stanice pošle dotaz na „svůj Name Server
2.Name Server zjistí, zda nemůže odpovědět (cíl ve vlastní doméně nebo údaj v cache paměti). Pokud ne, pošle stejný dotaz na nejbližší známý Name Server na cestě k požadovanému cíli (vyhledává v cache paměti) – pokud nenajde bližší, odesílá na některý z kořenových Name Serverů cz vutbr.cz fbm.vutbr.cz www dotaz odpověď dotaz odpověď root dotaz odpověď dotaz odpověď dotaz odpověď dotaz na IP aresu
www.fbm.vutbr.cz Oslovený Name Server provádí stejnou činnost jako v bodě 2 s tím rozdílem, že údaje o Name serverech dceřiných domén má již ve své databázi
Takto pokračuje rekurzivní volání Name Serverů až do okamžiku. kdy je osloven Name Server, který je pro požadovaný dotaz autoritativní
Odpovědi jdou stejnou cestou zpět Jde o vnořené (rekurzivní) dotazy Rekurzivní průběh překladu adres Počítačové sítěVUT v BrněFakulta podnikatelská Lekce 9 – Protokoly aplikační vrstvy TCP/IP Ing. Viktor Ondrák, Ph.D. strana * cz vutbr.cz fbm.vutbr.cz www dotaz odpověď dotaz odpověď root dotaz odpověď dotaz odpověď dotaz odpověď 1 2 3 4 5 1.Klientská stanice pošle dotaz na „svůj Name Server
2.Name Server zjistí, zda nemůže odpovědět (cíl ve vlastní doméně nebo údaj v cache paměti). Pokud ne, odpoví zasláním odkazu (ve formě NS záznamu) na nejbližší známý Name Server na cestě k požadovanému cíli (vyhledává v cache paměti) – pokud nenajde bližší, odesílá na některý z kořenových Name Serverů Klientská stanice posílá stejný dotaz na Name Server zaslaný v odkazu a obdrží odpověď jako v bodě 2
Takto pokračuje volání Name Serverů klientskou stanicí až do okamžiku. kdy je osloven Name Server, který je pro požadovaný dotaz autoritativní o pošle požadovanou odpověď Jde o dotazy postupně se přibližující cíli (interace) Interativní průběh překladu adres Počítačové sítěVUT v BrněFakulta podnikatelská Lekce 9 – Protokoly aplikační vrstvy TCP/IP Ing. Viktor Ondrák, Ph.D. strana * Root servery jsou umístěny v doméně root-servers.net s těmito jmény: 202.12.27.33 Japan Tokyo WIDE M 198.32.64.12 USA Marina Del Rey, CA (TBD) L 193.0.14.129 UK London RIPE-NCC K 198.41.0.10 USA Herndon, VA (TBD) J 192.36.148.17 Sweden Stockholm NORDUNet I 128.63.2.53 USA Aberdeen, MD Army Research Laboratory H 192.112.36.4 USA Vienna, VA Defense Information Systems Agency G 195.5.5.241 USA Palo Alto, CA Internet Software Consortium F 192.203.230.10 USA Mountain View, CA National Aeronautics and Space Administration E 128.8.10.90 USA College Park, MD University of Maryland D 192.33.4.12 USA Herndon, VA PSINet C 128.9.0.107 USA Marina Del Rey, CA Information Sciences Institute, University of Southern California B 198.41.0.4 USA Herndon, VA Network Solutions, Inc A IP adresa Stát Město Organizce provozovatele Jméno                                                Tedy například:
a.root-servers.net Kořenové Name Servery Počítačové sítěVUT v BrněFakulta podnikatelská Lekce 9 – Protokoly aplikační vrstvy TCP/IP Ing. Viktor Ondrák, Ph.D. strana * Někdy je potřeba obrácený překlad – z FQDN na IP adresu
To provádí DNS servery z reverzních zón
struktura reverzních zón odpovídá struktuře adresního prostoru IP
povinnost mít reverzní Name Servery mají správci IP sítí in-addr 0 147 255 … 0 229 255 … 0 123 255 … … arpa … … Jinak je logika překladu, struktura databází i dotazy stejné jako u dopředných překladů.
V databázi jsou navíc definovány záznamy PTR:
10.123.229.120.in-addr.arpa. PTR fbmdc1.fbm.vutbr.cz. Strom domén reverzního DNS začíná z kořene in-addr.arpa.
Nižší domény odpovídají přiděleným IP adresám sítí
147.in-addr.arpa
229.147.in-addr.arpa
123.229.147.in-addr.arpa Reverzní domény Počítačové sítěVUT v BrněFakulta podnikatelská Lekce 9 – Protokoly aplikační vrstvy TCP/IP Ing. Viktor Ondrák, Ph.D. strana * Komunikace mezi klientem a DNS serverem probíhá pomocí jednoduchého DNS protokolu
DNS server naslouchá na portu 53 přes UDP (dotazy na IP adresy) i TCP (zónové přenosy)
Je použit stejný formát datagramu (DNS Query) pro dotaz i odpověď
Formát DNS Query:
Hlavička - údaje o dotazu (povolení rekurze, požadavek na autoritativnost, …)
Dotaz - vlastní dotaz (má formu neúplného záznamu – vyplněno jméno, typ, třída)
Odpověď - odpověď DNS serveru (má formu sady záznamů)
Autorita - udává kdo je autorita k odpovědi (má formu sady NS záznamů)
Doplněk - doplňkové informace – např. A záznamy k MX nebo NS záznamům DNS protokol Počítačové sítěVUT v BrněFakulta podnikatelská Lekce 9 – Protokoly aplikační vrstvy TCP/IP Ing. Viktor Ondrák, Ph.D. strana * SendRequest(), len 30
HEADER:
opcode = QUERY, id = 5, rcode = NOERROR
header flags: query, want recursion
questions = 1, answers = 0, authority records = 0, additional = 0

QUESTIONS:
fbm.vutbr.cz, type = MX, class = IN

------------
Got answer (69 bytes):
HEADER:
opcode = QUERY, id = 5, rcode = NOERROR
header flags: response, auth. answer, want recursion, recursion avail.
questions = 1, answers = 1, authority records = 0, additional = 1

QUESTIONS:
fbm.vutbr.cz, type = MX, class = IN
ANSWERS:
-> fbm.vutbr.cz
type = MX, class = IN, dlen = 11
MX preference = 10, mail exchanger = fbmexc.fbm.vutbr.cz
ttl = 3600 (1 hour)
ADDITIONAL RECORDS:
-> fbmexc.fbm.vutbr.cz
type = A, class = IN, dlen = 4
internet address = 147.229.123.46
ttl = 1200 (20 mins)
Ladící výpis dotazu na poštovní server domény fbm.vutbr.cz Dotaz na poštovní server domény fbm.vutbr.cz Odpověď DNS serveru Pro ověřování funkčnosti DNS serveru slouží utilita nslookup Ukázka komunikace DNS Počítačové sítěVUT v BrněFakulta podnikatelská Lekce 9 – Protokoly aplikační vrstvy TCP/IP Ing. Viktor Ondrák, Ph.D. strana * Pro vzdálené terminálové relace přes IP sítě se používá protokol TELNET (standardně server naslouchá na TCP portu 23) Základní principem výpočetního modelu host/terminal je:
aplikace běží na hostitelském serveru
terminál plní pouze funkce vstupu/výstupu (klávesnice, obrazovka)
Terminál může být připojen k hostitelskému serveru buď přímo (např. přes RS232), nebo vzdáleně přes počítačovou síť Vzdálený terminál - Telnet Počítačové sítěVUT v BrněFakulta podnikatelská Lekce 9 – Protokoly aplikační vrstvy TCP/IP Ing. Viktor Ondrák, Ph.D. strana * TELNET je:
obecný univerzální protokol pro vedení terminálových relací
je nezávislý na operačním systému (relace mezi platformami)
nabízí jen jednoduché služby
podporuje pouze znakové rozhraní Terminálové programy různých výrobců se mohou chovat různě, aby se vzájemně domluvily, musí všechny využívat společný pevně daný mezistupeň – virtuální terminál NVT (Network Virtual Terminal)
NVT specifikuje formát přenášených dat a minimum, které musí umět všechny terminály (vychází ze schopností dálnopisu):
data jsou přenášena po znacích (znak=1B), ale předpokládá se použití anglických ASCI znaků (7 bitů) s kódy 32-127
data jsou členěna na řádky, řádek je zakončen dvojicí CR a LF
komunikuje se poloduplexně
používá se lokální echo - co se napíše na klávesnici se i zobrazí
Při navázání komunikace se však obě strany mohou domluvit na jiných podmínkách (pokud je umí) Telnet Počítačové sítěVUT v BrněFakulta podnikatelská Lekce 9 – Protokoly aplikační vrstvy TCP/IP Ing. Viktor Ondrák, Ph.D. strana * Přenos souborů v sítích TCP/IP řeší FTP (File Transfer Protocol) – jednoduchý protokol určený pro model klient/server.
Zajištění potřebných funkcí je rozděleno mezi 2 subjekty:
interpret protokolu (PI – Protocol Interpreter)
trvale navázané spojení po celou dobu relace
používá se pro přenos řídících příkazů
používá protokol TCP
navázání spojení iniciuje vždy klient z libovolného portu na port 21 serveru
přenosový proces (DTP – Data Transfer Process)
spojení se navazuje jen při konkrétním požadavku na přenos souboru
je navázáno vždy jen na přenos jednoho souboru, poté se ukončí
používá protokol TCP
navázání spojení iniciuje server ze svého portu 20 na port klienta, který mu sdělí klient (existuje možnost pasive-mode, kdy na port 20 serveru navazuje spojení klient – obě strany to ale musí umožňovat) Při navazování spojení se klient musí k serveru přihlásit pomocí jména a hesla, je definováno i anonymní přihlášení (s jménem anonymous, jako heslo se obvykle požaduje e-mailová adresa – kontroluje se přítomnost @) FTP Počítačové sítěVUT v BrněFakulta podnikatelská Lekce 9 – Protokoly aplikační vrstvy TCP/IP Ing. Viktor Ondrák, Ph.D. strana * Protokol FTP je i přes svoji jednoduchost pro některé servery a klienty zbytečně složitý například pro:
natahování firmwaru do aktivních prvků počítačových sítí (switchů, firewallů, routerů, WiFi access pointů)
zavádění operačních systémů do bezdiskových stanic
Existuje proto i značně redukovaná verze pod názvem TFTP (Trivial File Transfer Protocol)
nezná pojem uživatele (neřeší problém přístupových práv)
používá protokol UDP (spolehlivost si zajišťuje TFTP sám)
data přenáší v blocích pevné délky 512 B
nezná příkazy práce s adresáři TFTP Počítačové sítěVUT v BrněFakulta podnikatelská Lekce 9 – Protokoly aplikační vrstvy TCP/IP Ing. Viktor Ondrák, Ph.D. strana * SMTP TCP 25
POP3 TCP 110
IMAP4 TCP 143 Elektronická pošta
STRUKTUROVANÉ KABELÁŽNÍ SYSTÉMYpro komunikační sítěčást 1. Kabelážní systém je:
fyzickou vrstvou komunikační sítě
první vrstva OSI modelu
Physical Data link Network Transport Session Presentation Application Network Cabling Infrastructure Základy sítě Na základech stojí celý systém OSI model Kabelážní systém
tvoří přenosovou cestu celé
komunikační sítě a určuje
jeho přenosové možnosti.
Analogie silnic a dálnic.
Po špatné cestě musí i rychlé auto jet pomalu.
Nejméně výkonný z prvků
kabelážního systému
limituje celkové přenosové
parametry kabelážního
systému.
Nejrychlejší, nejvýkonnější
a nejpokrokovější systémy
stojí na pevných základech Kabelážní systém
Pouze vysoký výkon všech
prvků umožní dosáhnout
vysokého výkonu celé
kabeláže - nutná podmínka
pro vysokou rychlost sítě KABELÁŽNÍ SYSTÉMY:
standardní strukturované kabeláže
multimediální strukturované kabeláže
APLIKAČNÍ MNOŽINA standardních strukturovaných kabeláží:
DATA- včetně vzdálených periferií
HLAS - TELEKOMUNIKACE
APLIKAČNÍ MNOŽINA multimediálních strukturovaných kabeláží:
DATA- včetně vzdálených periferií
HLAS - TELEKOMUNIKACE
EZS, EPS, kamerové systémy
digital/analog AUDIO/VIDEO
jednotný čas a lokální rozhlas
řídící, regulační, kontrolní a měřící systémy
docházkové a přístupové systémy
rozvody TV a R signálu
Hlas Video Data Ukládání dat Voice
Network Broadcast
Network IP
Network Network
Storage TRADIČNÍ STRUKTURA SÍTĚ Hlas Video Data Ukládání dat Voice
Network Broadcast
Network IP
Network Network
Storage KONVERGOVANÁ SÍŤ TOPOLOGIE:
kvalitativní (nikoliv kvantitativní) geometrie popisující vzájemné uspořádání prvků
v případě kabelážního systému obecně popisuje uspořádání propojení jednotlivých vzájemně komunikujících uzlů
TOPOLOGIE BUS - lineární topologie TOPOLOGIE STAR - topologie hvězda TOPOLOGIE RING - topologie kruh TOPOLOGIE POLYNOM (úplný / neúplný) kroucený pár plášť kabelu UTP kroucený pár zemnící vodič stínění kabelu plášť kabelu STP a FTP zemnící vodič kroucený pár stínění páru stínění kabelu plášť kabelu ISTP ZÁKLADNÍ POJMY
UTP - nestíněný párový kabel
STP – celkově stíněný párový kabel – stíněno opletením – max. 86% stínění
FTP - celkově stíněný párový kabel – stíněno folií – 100% stínění
ISTP - kabel s individuelně stíněnými páry – páry obvykle stíněny folií, kabel opletením ZÁKLADNÍ POJMY
FO - optická vlákna
EMC - elek