1. Protokoly sieťovej vrstvy
Protokoly ARP (RFC 826) a RARP (RFC 903):
protokoly sieťovej vrstvy pracujú s IP adresami,
protokoly vrstvy sieťového rozhrania pracujú s fyzickými
adresami (MAC – Media Access Control) - 48 bit.,
protokol ARP zabezpečuje dynamický preklad
IP adresy na fyzickú adresu v poslednej fáze prenosu
datagramu,
protokol RARP zabezpečuje dynamický preklad fyzickej
adresy počítača na jeho IP adresu.
Počítačové siete a ich modely

2. Protokoly sieťovej vrstvy
Protokol ARP (Address Resolution Protocol):
ak sa adresát odosielaného datagramu nachádza na tom istom segmente, získa MAC adresu z ARP tabuľky,
ktorá obsahuje dvojice (IP adresa, MAC),
ak sa tam nenachádza, vyšle broadcast s otázkou: „pozná niekto IP adresu x.x.x.x?“ Na otázku buď odpovie PC s touto IP a odpovie svojou MAC, alebo:
miestna brána vráti buď MAC adresu v inom segmente pripojenom k bráne, alebo
MAC adresu inej brány, ktorá sa použije pre prenos datagramu smerom k cieľu,
proces pokračuje až po segment, kde sa nachádza
adresát.
Počítačové siete a ich modely

3. Protokoly sieťovej vrstvy
Protokol RARP (Reverse Address Resolution
Protocol):
RARP server uchováva tabuľky IP adries a MAC adries
svojich počítačov,
IP adresy sa ukladajú na disku, preto sa najprv používali
pre bezdiskové stanice, aby mohli získať svoje IP adresy,
smerovače nepodporujú RARP požiadavky, preto v každej
sieti musí byť aspoň jeden RARP server,
často sa používa primárny a sekundárny RARP server.
Počítačové siete a ich modely

4. Protokoly sieťovej vrstvy
Protokol ICMP (Internet Control Message
Protocol, RFC 792):
používajú ho brány (smerovače) pre riadenie siete,
zasielanie správ a diagnostiku siete,
podporuje službu bez spojenia,
najznámejšou správou tohto protokolu je žiadosť o echo:
ping IP_adresa
Slúži pre diagnostikovanie, či existuje spojenie so
vzdialeným počítačom.
Počítačové siete a ich modely

5. Protokoly sieťovej vrstvy
Protokol IGMP (Internet Group Management
Protocol, RFC 3376,v.3):
slúži pre vysielanie správ skupine adresátov,
možno definovať rôzne skupiny adresátov (analógia s predplatiteľmi, napr. novín),
správa sa odošle na jedinú IP adresu, ale spracuje ju viacero pracovných staníc,
IP adresy pre viacsmerové vysielanie sú rezervované v triede D.
Počítačové siete a ich modely

6. Protokoly transportnej vrstvy
Transportná vrstva zabezpečuje spoľahlivý prenos údajov
medzi dvoma koncovými procesmi vykonávanými na
vzdialených počítačoch:
správy aplikačnej vrstvy spracuje do segmentov a
odovzdá sieťovej vrstve.
má dva najdôležitejšie protokoly:
- TCP (Transmission Control Protocol, RFC 793),
- UDP (User Datagram Protocol, RFC 768).
Počítačové siete a ich modely

7. Protokoly transportnej vrstvy
transportná vrstva používa pre identifikáciu koncových
aplikačných procesov
koncový komunikačný bod = (IP adresa, číslo portu)
port je prirodzené číslo z intervalu od 0 po , ktoré
jednoznačne identifikuje aplikačný proces,
komunikačný koncový bod sa niekedy nazýva socket.
napr.: IP adr. servera, 23 a IP adr. klienta, 4001
Počítačové siete a ich modely

8. Protokoly transportnej vrstvy
Kategórie portov:
Kategória
portov
Rozsah
popis
známe porty
serverov
0-255
programy, ktorých adresácia je zjednotená, sú uznávané za oficiálny štandard
menej známe
porty serverov
porty, ktoré možno použiť podľa potreby
porty klientov
priradené klientom dynamicky, v okamihu nadviazania komunikácie
Počítačové siete a ich modely

9. Protokoly transportnej vrstvy
Protokol TCP:
podporuje službu so spojením, s potvrdením a spoľahlivú,
zabezpečuje prenos segmentov,
hlavička segmentu protokolu TCP obsahuje okrem iných
údajov:
číslo portu odosielateľa a číslo portu adresáta,
poradové číslo odosielaného Byte, por. č. prijatého byte
protokol poskytuje:
vytvorenie, udržanie a zrušenie logického spojenia,
multiplexovanie (viacero spojení naraz),
riadenie toku údajov (mechanizmus okna),
spoľahlivý prenos,
rôzne priority prenosu a zabezpečenia.
Počítačové siete a ich modely

10. Protokoly transportnej vrstvy
Protokol UDP:
podporuje službu bez spojenia, bez potvrdenia
a nespoľahlivú,
údaje sú doručené rýchlejšie (menšia réžia), ale
môžu sa stratiť,
nesegmentuje správy, necháva to na IP
protokol (aj opätovné skladanie údajov),
identifikuje len porty odosielateľa a adresáta.
Počítačové siete a ich modely

11. Protokoly a služby aplikačnej vrstvy
menná služba (protokol DNS),
prenos súborov (protokol FTP),
zdieľanie súborového priestoru (protokol NFS),
adresárové služby a autentifikácia (LDAP),
volanie vzdialenej procedúry (protokol RPC),
získanie informácie po štarte systému
(protokoly BootP, DHCP),
správa siete (protokol SNMP),
vzdialený prístup (protokol Telnet, SSH),
elektronická pošta (protokoly SMTP, POP, IMAP),
služba www (protokol HTTP).
Počítačové siete a ich modely

12. Protokoly a služby aplikačnej vrstvy
Menná služba a protokol DNS (Domain Name
System, RFC 114):
menná služba zabezpečuje mapovanie IP adries na
doménové mená,
doménové meno má tvar:
zónan . zónan zóna2 . zóna1
napr fhpv.unipo.sk
každá zóna je reťazec alfanumerických znakov:
- maximálna dĺžka zóny – 63 Bytov,
- maximálna dĺžka doménového mena – 255 Bytov.
Počítačové siete a ich modely

13. Protokoly a služby aplikačnej vrstvy
Zóna1 (top-level zóna):
generická (com, edu, gov, mil, net, int, org),
geografická (sk, cz, at, hu, de, it, pl, uk, eu,...).
Počítačové siete a ich modely

14. Protokoly a služby aplikačnej vrstvy
Menný server (DNS – Domain name server):
menné servery tvoria distribuovaný systém nezávislých
a spolupracujúcich počítačov,
udržiavajú tabuľky obsahujúce pre každú spravovanú
doménu príslušné IP adresy,
proces zistenia IP adresy na základe doménového mena
sa nazýva preklad - resolving.
rezolúcia sa môže vykonávať:
- iteratívne,
- rekurzívne.
Počítačové siete a ich modely

15. Protokoly a služby aplikačnej vrstvy
Iteratívny preklad:
Počítačové siete a ich modely

16. Protokoly a služby aplikačnej vrstvy
Prenos súborov a protokol FTP (File Transfer
Protocol, RFC 959):
podporuje zdieľanie súborov,
podporuje nepriame, implicitné používanie vzdialených
počítačov,
odbremení používateľa od detailov uloženia súborov,
spoľahlivo prenáša súbory oboma smermi,
prenos sa uskutočňuje na báze modelu klient/server.
Počítačové siete a ich modely

17. Protokoly a služby aplikačnej vrstvy
Protokol FTP umožňuje:
interaktívny prístup,
možnosť špecifikácie formátu (ASCII, binárny),
riadenie prístupu (prístupové práva, alebo anonymita).
Protokol FTP nastavuje dve spojenia:
riadiace spojenie,
údajové spojenie.
Počítačové siete a ich modely

18. Protokoly a služby aplikačnej vrstvy
Riadiace a údajové spojenie protokolu FTP:
Počítačové siete a ich modely

19. Protokoly a služby aplikačnej vrstvy
Zdieľanie vzdialených súborov a protokol NFS
(Network File System, RFC 1094):
umožňuje zdieľanie vzdialených súborov, akoby boli lokálne,
obvykle je začlenený priamo do operačného systému,
pracuje na báze modelu klient/server,
požiadavka aplikácie o prácu so súborom sa najprv pošle
operačnému systému, ktorý zistí, či ide o lokálny alebo
vzdialený súbor,
ak ide o lokálny súbor, obráti sa na lokálny systém súborov,
ak ide o vzdialený súbor, NSF klient sa spojí s príslušným
NSF serverom a požiada ho o operácie na danom súbore,
NSF server vykoná operácie a výsledky vráti NSF klientovi.
Počítačové siete a ich modely

20. Protokoly a služby aplikačnej vrstvy
Adresárové služby a autentifikácia (LDAP)
(Lightweight Directory Access Protocol)
dotazovanie a modifikácia adresárových služieb,
ukladanie a prístup k údajom na serveri,
súčasťou je autentifikácia klienta,
položky sú na serveri ukladané pomocou záznamov a usporiadané do stromovej štruktúry,
vhodný na udržiavanie adresárov a prácu s informáciami o používateľoch, napr. vyhľadávanie používateľov v príslušných adresároch vrátane ich autentifikácie,
je odľahčenou verziou odvodenou z X.500.
Počítačové siete a ich modely

21. Protokoly a služby aplikačnej vrstvy
Volanie vzdialených procedúr a protokol RPC
(Remote Procedure Call, RFC 1831):
umožňuje volanie vzdialených procedúr a ich vykonanie
na vzdialenom počítači,
pracuje na báze modelu klient/server,
s požiadavkou sa prenesú argumenty volanej procedúry
na server a klientovi sa vrátia výsledky vykonania
procedúry.
Počítačové siete a ich modely

22. Protokoly a služby aplikačnej vrstvy
Protokol BootP a inicializačná informácia
(Bootstrap Protocol, RFC 951):
pôvodne sa navrhol ako náhrada protokolu RARP pre
bezdiskové stanice,
na základe MAC adresy vráti IP adresu stanice,
využíva služby protokolu UDP,
pracuje na báze modelu klient/server,
používa vyhradenú adresu v požiadavke,
BootP server udržiava konfiguračné súbory s MAC a IP
adresami staníc,
smerovače podporujú posielanie takýchto žiadostí, preto
stačí jeden BootP server pre viacero podsietí.
Počítačové siete a ich modely

23. Protokoly a služby aplikačnej vrstvy
Protokol DHCP a automatická konfigurácia
Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP)
dynamické prideľovanie parametrov pre konfiguráciu IP rôznym zariadeniam,
parametre: adresa IP, adresa brány, adresy serverov DNS, doménové meno, maska, a iné
nahrádza RARP a BootP,
udržiava centrálnu databázu pre monitorovanie PC (eliminácia konfliktov),
verzie pre IPv4 a IPv6,
Počítačové siete a ich modely

24. Protokoly a služby aplikačnej vrstvy
Protokol DHCP a automatická konfigurácia
tri metódy prideľovania IP adries:
dynamické prideľovanie: správca priraďuje rozsah IP, klientský PC žiada IP adresu z DHCP servera v priebehu inicializácie siete,
automatické pridelenie: rozsah definovaný správcom, podobne ako dynamické, ale server udržiava tabuľku pridelených adries už v minulosti, prednostne môže prideliť klientovi rovnakú IP akú mal v minulosti,
statické pridelenie: prideľovanie na základe tabuľky s dvojicami MAC a IP adries definovaných manuálne.
Počítačové siete a ich modely

25. Protokoly a služby aplikačnej vrstvy
Správa siete a protokol SNMP (Simple Network
Management Protocol, RFC 1157):
poskytuje jednoduché riešenie správy sietí rôznych typov,
používa protokol UDP,
zaisťuje výmenu riadiacich správ medzi uzlami, na ktorých
pracuje aplikácia (napr. NetManager, OpenView, a pod.),
má tri hlavné entity pre správu siete:
- správca siete, generuje a prijíma oznamy,
- agent, odpovedá na príkazy a vytvára oznamy,
- proxy, zabezpečuje odovzdávanie správ medzi
agentami a správcami.
Počítačové siete a ich modely

26. Protokoly a služby aplikačnej vrstvy
Vzdialený prístup a protokol Telnet (RFC 854):
umožňuje prístup na vzdialený počítač a prácu s jeho
operačným systémom,
má definované tri základné služby:
- sieťový virtuálny terminál (NVT Network Virtual
Terminal),
- poskytuje možnosti vyjednávania medzi klientom
a serverom o nastavení volieb,
- terminály a procesy sú v symetrickom postavení,
nezabezpečený prenos, preto sa často nepovoľuje.
Počítačové siete a ich modely

27. Protokoly a služby aplikačnej vrstvy
Protokol SSH (Secure Shell, RFC 4251):
bezpečnejšia alternatíva k Telnetu,
komunikácia je šifrovaná a prípadný útočník nemôže získať
žiadne užitočné informácie, maximálne môže prerušiť prenos,
pracuje na báze modelu klient/server, server program je
sshd a klientske programy môžu byť: putty, WinSCP,
TerraTerm, atď .
Počítačové siete a ich modely

28. Protokoly a služby aplikačnej vrstvy
Postup práce protokolu SSH:
spojenie nadväzuje klient, vymenia si so serverom verziu
protokolu, ktorú používajú,
server pošle svoj
verejný hostiteľský kľúč (RSA host key, 1024 bitov) a
verejný server kľúč (RSA server key, 768 bitov),
verejný server kľúč sa mení každú hodinu,
klient vytvorí privátny kľúč pre toto spojenie (session key,
256 bitov), zašifruje ho svojim kľúčom aj kľúčom servera,
pošle ho serveru a potom slúži pre šifrovanie celej
komunikácie.
Počítačové siete a ich modely

29. Protokoly a služby aplikačnej vrstvy
Elektronická pošta ( ) a jej protokoly:
zabezpečuje odosielanie a doručovanie poštových správ
do poštových schránok (mailbox) používateľov,
pracuje na báze modelu klient/server,
adresa má tvar:
používateľ je používateľské meno a doména je doménové meno poštového servera, napr.
Počítačové siete a ich modely

30. Protokoly a služby aplikačnej vrstvy
Protokoly elektronickej pošty:
SMTP (Simple Mail Transfer Protocol, RFC 821,822),
MIME (Multipurpose Internet Mail Extension, RFC 1521, 1522),
POP (Post Office Protocol, RFC 1939),
IMAP (Internet Message Access Protocol, RFC 3501).
Počítačové siete a ich modely

31. Protokoly a služby aplikačnej vrstvy
SMTP protokol:
zabezpečuje odosielanie pošty z poštového servera do
poštovej schránky adresáta,
používa TCP spojenie,
v prípade prenosových problémov sa opakovane pokúša
doručiť poštu, až po určitej nastavenej dobe ju vráti
odosielateľovi ako nedoručiteľnú,
definuje formát hlavičky a tela poštovej správy.
Počítačové siete a ich modely

32. Protokoly a služby aplikačnej vrstvy
Poštová správa sa skladá z:
obálky, ktorá obsahuje adresu odosielateľa a
adresáta,
hlavičky, ktorá obsahuje dôležité informácie, napr.:
From:
To:
Subject:
Date:
Received:
Return-Receipt-To:
CC:
tela správy, v 7-bitovom ASCII kóde, obmedzená dĺžka
správy.
Počítačové siete a ich modely

33. Protokoly a služby aplikačnej vrstvy
MIME protokol:
odstraňuje obmedzenia protokolu SMTP,
umožňuje v rámci elektronickej pošty posielať ľubovoľné
údaje (audio, video, binárne súbory, atď.) vo forme
pripojených súborov (attachment),
neobmedzuje dĺžku správ.
Počítačové siete a ich modely

34. Protokoly a služby aplikačnej vrstvy
POP protokol:
umožňuje sťahovanie elektronickej pošty z poštového
servera na počítač klienta a spätnú aktualizáciu
poštovej schránky,
môže pracovať v režime offline,
v súčasnosti sa používa verzia 3, POP3,
je popísaný ako stavový automat, môže pracovať v jednom
z troch stavov:
- autorizačný,
- transakčný,
- aktualizačný.
je jednoduchý a ľahko sa implementuje, je vhodný ak sa
prihlasujeme vždy z toho istého počítača.
Počítačové siete a ich modely

35. Protokoly a služby aplikačnej vrstvy
IMAP protokol:
ponúka komfortnejšiu prácu s poštovou schránkou priamo
na poštovom serveri, bez potreby prenosu na klienta,
umožňuje viacnásobný prístup k poštovej schránke,
používa sa verzia 4, IMAP4,
umožňuje štrukturovanie poštovej schránky, vytváranie
priečinkov (folder),
môže pracovať aj v režime offline,
je zložitejší a ťažšie sa implementuje.
Počítačové siete a ich modely

36. Protokoly a služby aplikačnej vrstvy
Niektoré klientske programy elektronickej pošty:
SquirrelMail,
Mozilla Thunderbird,
Mozilla Seamonkey,
Netscape,
MS Office Outlook,
MS Outlook Express,
Opera,
Pegasus,
Pine, ...
Počítačové siete a ich modely

37. Protokoly a služby aplikačnej vrstvy
Procesný model elektronickej pošty:
Počítačové siete a ich modely

38. Protokoly a služby aplikačnej vrstvy
www služba a protokol HTTP:
www – World Wide Web je v súčasnosti najpopulárnejšou
službou,
pracuje na základe protokolu HTTP (HyperText Transfer
Protocol, RFC 2616),
umožňuje prenos webových dokumentov zo servera na
prehliadač (browser),
pracuje na báze modelu klient/server,
používa TCP spojenie.
Počítačové siete a ich modely

39. Procesný model www služby
Počítačové siete a ich modely ,

40. Počítačové siete a ich modely
HTTP a www služba
webové stránky tvoria hypermediálne dokumenty:
hyper dokument môže obsahovať odkazy
na iné dokumenty,
mediálne - dokumenty môžu mať rôzny typ,
klientske programy sú prehliadače (Mozilla Firefox, Opera,
MS Internet Explorer, Netscape, Safari, atď),
Počítačové siete a ich modely

41. Počítačové siete a ich modely
HTTP a www služba
Protokol HTTP má nasledujúce charakteristiky:
slúži pre distribuované, spolupracujúce hypermediálne
informačné systémy,
je objektovo-orientovaný, každý povel sa vykoná nezávisle
na ostatných,
možno ho použiť pre mnoho iných úloh, napr. pre mennú
službu, distribuované objektovo-orientované systémy, atď.,
umožňuje dohodu medzi serverom a klientom o
reprezentácii údajov.
Počítačové siete a ich modely

42. Počítačové siete a ich modely
HTTP a www služba
autorom www služby a protokolu HTTP je Tim Berners Lee, definoval ich v rámci projektu, ktorý si stanovil nasledujúce ciele:
- navigácia pomocou hypertextu,
- podpora multimédií,
- integrácia už existujúcich služieb Internetu,
prvou aplikáciou bolo spracovanie telefónneho zoznamu v CERNe (Conseil Europén pour la Recherche Nucléare) pri
Ženeve), v roku 1990,
po integrácii grafiky vzrástla a stále rastie popularita
tejto služby.
Počítačové siete a ich modely

43. Počítačové siete a ich modely
HTTP a www služba
Webové stránky sú jednoznačne identifikované pomocou odkazu:
URI - Universal Resource Identifier
Tvorí ho buď:
adresa – URL (Uniform Resource Locator), alebo
meno – URN (Uniform Resource Name).
URL má tvar:
protokol: // doménové meno [ :č. portu]
alebo špecifikácia súboru
napr resp. file:///C:/temp/pokus1.html
Počítačové siete a ich modely

44. Počítačové siete a ich modely
HTTP a www služba
štandardný protokol je HTTP,
adresa stránky má tvar doménového mena (alebo IP),
prehliadače môžu podporovať aj iné protokoly: FTP, HTTPS
(verzia http kryptovaná pomocou SSL),
protokol sa do URL píše malými písmenami,
HTTP protokol používa TCP spojenie,
po určitých úpravách možno HTTP implementovať aj v sieťach
s inými protokolmi.
Počítačové siete a ich modely

45. Počítačové siete a ich modely
HTTP a www služba
Práca protokolu HTTP pozostáva z transakcií. Každá
transakcia má nasledujúce kroky:
nastaví TCP spojenie,
pošle požiadavku príslušnému www serveru ako http
príkaz,
www server odpovedá, pošle žiadanú stránku klientovi,
klient požiada o uzavretie spojenia.
Počítačové siete a ich modely

46. Počítačové siete a ich modely
HTTP a www služba
Operácie podporované protokolom HTTP:
Head – žiadosť o vrátenie hlavičky dokumentu,
Get – žiadosť o vrátenie dokumentu,
Put – žiadosť o uloženie dokumentu,
Post – poskytuje údaje, ktoré sa majú pridať k
dokumentu
Delete – žiadosť o vymazanie dokumentu.
Počítačové siete a ich modely