Communicating over the Network

1. Communicating over the Network Network Fundamentals – Chapter 2

2. Objectives • The structure of a network: devices and media • Protocols in network communications • Advantages of a layered model ofthe network • Two recognized network models: TCP/IP and OSI • Addressing and naming schemes

3. Network Structure • 3 elements of communication • message source • the channel • message destination • Networks can carrymany different types of communications Channel Destination Source

4. Network Structure • How messages are communicated • Data is sent across a network in small “chunks” called segments

5. Network Structure • Components of a network • hardware • software

6. Network Structure • End devices = interface betweenpeople & communications network • Role of end devices: • client • server • both client and server

7. Network Structure Role zařízení po cestě: • Role of intermediary devices: Provide connectivity and ensure data flows across network Poskytují propojení a zajišťují tok dat přes síť. Např. router, switch.

8. Network Structure Média a kritéria pro jejich výběr • Network media and criteria for choosing them • Network media = the channel over which a message travels ... kanál, přes který zpráva cestuje

9. Network Types • Local Area Networks (LANs) is a network serving a home, building or campus ... síť sloužící doma, v budově nebo v areálu (např. školy)

10. Network Types • Wide Area Networks (WANs) = LANs separated by geographic distance, connected with each other ... = LAN, které dělí zeměpisná vzdálenost, vzájemně propojené

11. Network Types • Internet • The internet is a global mesh of interconnected networks. ... je globální mišmaš vzájemně propojených sítí.

12. Network Types • Network representations= jak znázorňujeme sítě

13. Function of Protocol in Network ... usnadňují komunikaci přes datové sítě • Protocols facilitate communication over data networks • A protocol is a set of predetermined rules ... je sada předem daných pravidel Vrstva obsahu • Průběh konverzace • Užij obvyklý jazyk • Počkej, až přijdeš na řadu a mluv • Dej vědět, že jsi skončil Vrstva pravidel Fyzická vrstva

14. Function of Protocol in Network Protokoly poskytují: Network protocols allow devices to communicate successfully ... umožňují zařízením komunikovat úspěšně Formát nebo strukturu zprávy Proces, kterým si síťová zařízení vzájemně sdělují informace o cestách do jiných sítí Jak a kdy se mezi síťovými zařízeními předávají chybové hlášky Ustavení a zakončení relací přenosu dat

15. Function of Protocol in Network • Protocol suites and industry standards • A standard is a process or protocol endorsed bythenetworking industry and ratified by a standards organization Sady protokolů a průmyslové normy Norma je postup nebo protokol, schválený síťovým průmyslem a ratifikovaný normalizačním úřadem

16. Function of Protocol in Network • Protocols and how they interact ... jak spolupracují a vzájemně se ovlivňují Sada protokolů, seřazených podle určitých kritérií

17. Function of Protocol in Network ... nezávislé na technice • Technology independent Protocols • -Many diverse types of devices can communicate using the same sets of protocols. This is because protocols specify network functionality, not the underlying technology to support this functionality. Mnoho odlišných zařízení může komunikovat s užitím té samé sady protokolů. To proto, že protokoly určují, jak má síť fungovat, a ne jak má vypadat HW, na kterém to poběží.

18. Layers with TCP/IP and OSI Model Výhody rozdělení sítě na vrstvy: Pomáhá při vývoji protokolů Podporuje zdravou soutěž Změny v jedné vrstvě neovlivní ostatní vrstvy Poskytuje obecně srozumitelný jazyk • Benefits of using a layered model • assists in protocol design • fosters competition • changes in one layer do not affect other layers • provides a common language

19. Layers with TCP/IP Model • TCP/IP Model Předloží data uživateli, postará se také o kódování a řízení dialogu. Stará se o komunikaci mezi různými zařízeními napříč různými sítěmi. Určí nejlepší cestu skrz síť. Řídí ta hardwarová zařízení a média, která tvoří síť.

20. Layers with TCP/IP Model • Communication Process Ten vlevo vytvoří zprávu v aplikační vrstvě svého PDA, zpráva pak propadne všemi vrstvami až na drát nebo WiFi (= médium), na pravé straně se prodere všemi vrstvami, a ten vpravo si ji v aplikační vrstvě svého PC přečte.

21. Layers with TCP/IP Model • Protocol data units (PDU) and encapsulation

22. Layers with TCP/IP Model • Protocol data units (PDU) and encapsulation Uživatel vytvoří data – např. text nebo fotografii. Data se nasekají na malé kousky – segmenty. K segmentu se přibalí IP adresy a je z toho packet. K packetu se přibalí MAC adresa a je z toho frame. Frame se převede na elektrické, světelné nebo radiové impulsy a vyšle se na drát, skleněné vlákno nebo anténu.

23. Layers with TCP/IP and OSI Model • Sending and receiving messages Uživatel vytvoří data. Data se nasekají na kousky = segmenty. IP adresa + segment = packet MAC adresa + packet = frame

24. Layers with TCP/IP and OSI Model Protocol and reference models • A protocol model • provides a model that closely matches the structure of a particular protocol suite. • A reference model • provides a common reference for maintaining consistency within all types of network protocols and services. Protokolový model se snaží zobrazit sítě tak, aby to nejlépe vyhovovalo určité skupině protokolů. Proto model TCP/IP je protokolový. Referenční model se snaží zobrazit sítě tak, aby to vyhovovalo pro všechny typy protokolů a služeb. OSI model je referenční.

25. Layers with TCP/IP and OSI Model OSI Model

26. Layers with TCP/IP and OSI Model Compare OSI and TCP/IP model

27. Layers with TCP/IP and OSI Model • Protocol data units (PDU) and encapsulation Některé věci v této tabulce budeme brát až později. Modře jsou vyznačené položky, které bychom mohli znát už teď.

28. OSI model - Open Systems Interconnect Model Rozděluje hardware, software a činnosti na síti do vrstev. To usnadňuje studium, vývoj, hledání závad, týmovou spolupráci.

29. OSI model Fyzická vrstva • Definuje fyzické prostředky (konektory, kabely, HW) pro posílání dat po síti. • Je rozhraním mezi síťovým médiem (např. kabelem) a přístroji. • Definuje optické, elektrické a mechanické vlastnosti.

30. OSI model Datová vrstva • Definuje způsoby užívání spojových linek. • Detekuje a opravuje chyby při přenosu rámců. • Řídí posílání rámců podle MAC adres.

31. OSI model Síťová vrstva • Směruje pakety podle jednoznačných síťových adres (IP) zařízení.

32. OSI model Transportní vrstva • Řídí doručování zpráv z jednoho konce sítě na druhý. • Zajišťuje spolehlivé doručení paketů ve správném pořadí. Má na to mechanismus umožňující opravu chyb a řízení toku paketů.

33. OSI model Relační vrstva • Řídí navazování, průběh a ukončování spojení a dialogů. • Udržuje logické linky mezi systémy. Např. po dobu telefonního hovoru je mezi oběma účastníky zřízena linka, která není fyzická (není to galvanické spojení), ale logická. Po skončení hovoru se linka zase zruší.

34. OSI model Prezentační vrstva • Normalizuje formáty uživatelských dat pro využití mezi různými typy systémů. Na jedné straně spoje může být např. PC s Windows XP, na druhé straně PDA, tj. úplně jiný HW i SW na obou stranách. • Kóduje a dekóduje, šifruje a dešifruje, komprimuje a rozbaluje uživatelská data.

35. OSI model Aplikační vrstva Definuje rozhraní mezi aplikačním SW (např. internetový prohlížeč) a síťovými komunikačními funkcemi. Poskytuje rozhraní mezi člověkem a strojem. Poskytuje normalizované služby jako např. přenos souborů mezi systémy (např. FTP).

36. Addressing and Naming Schemes Labels in encapsulation headers manage communication Časování a synchronizace závisí na médiu (UTP, skleněné vlákno, WiFi) MAC adresy IP adresy Payload neboli kvůli čemu to všechno děláme Čísla portů (upřesnění adresy), pořadová čísla segmentů

37. Addressing and Naming Schemes Labels in encapsulation headers manage communication

38. Addressing and Naming Schemes Labels in encapsulation headers manage communication Na jednom počítači může běžet několik komunikací najednou. Všechny se odehrávají pod jednou IP adresou, ale jsou od sebe odlišeny čísly portů, která představují rozšíření, upřesnění adresy.

39. Summary