Обзор стека TCP/IP

Август 22, 2022

Главная
Информатика
Обзор стека TCP/IP

Содержание

2. План Архитектура TCP\IP Поток данных по стеку Адресация на разных уровнях Установление соединения Протокол IPv4 Протокол
3. Архитектура и общая характеристика стека
4. Стек TCP/IP Стек TCP/IP – это набор иерархически упорядоченных сетевых протоколов. Название стек получил по двум
5. История создания В 1967 году Агентство по перспективным исследовательским проектам министерства обороны США (ARPA – Advanced
6. Стек TCP/IP
7. TCP\IP и OSI
8. Протоколы стека TCP/IP
9. Описание некоторых протоколов FTP (англ. File Transfer Protocol — протокол передачи файлов) – работает по протоколу
10. Поток данных по стеку Прикладной уровень Транспортный уровень Сетевой уровень Канальный уровень
11. Поток данных по стеку
12. Надежная и ненадежная доставка Дейтаграммная передача IP, UDP Передача с установкой соединений TCP QUIC + UDP
13. RFC (Request for Comments) RFC - документ из серии пронумерованных информационных документов Интернета, содержащих технические спецификации
14. Адресная информация и установление соединения
15. Адресация на разных уровнях Синтетические адреса: URL, socket (ip:port)
16. Установление соединения Цель установить соединение между программой-клиентом и программой-сервером. Первичная конфигурация: Назначаем IP адреса для компьютеров
17. Установление соединения Web-server TCP 80 IP 87.250.250.242 IP 5.12.46.198 Web-browser TCP 29384 Программа клиент передает модулям
18. Установление соединения У клиента случайный порт, а у севра заранее известный. Соединение устанавливается со стороны клиента.
19. Типы рассылок IP
20. Типы рассылок Помимо классов, IP-адреса делятся на категории, предназначенные для разных типов рассылок: «один к одному»
21. Одноадресная рассылка
22. Широковещательная рассылка
23. Многоадресная рассылка
24. Адресация IP
25. IP - адресация IP-адрес – это уникальный числовой адрес, который однозначно идентифицирует узел, группу узлов или
26. Классовая и бесклассовая адресация Классовая IP адресация — это метод IP-адресации, который не позволяет рационально использовать
27. Деление адреса в IPv4 Адреса делятся двумя способами: классовая адресация Бесклассовая адресация (с помощью масок)
28. Классы IP-адресов
29. Бесклассовая адресация IP-адрес Маска Запись: 192.168.0.200 mask 255.255.255.0 или 192.168.0.200/24
30. Бесклассовая адресация Зачем знать маску при установке адреса? Для определения границ адресов LAN Для формальной проверки
31. Деление с помощью маски Пример 1 (192.168.0.0 mask 255.255.255.0 или 192.168.0.0/24)
32. Деление с помощью маски Пример 2 (192.168.0.0 mask 255.255.255.252 или 192.168.0.0/30)
33. Иерархическая адресация
34. Публичные и частные IP-адреса В соответствии со стандартом RFC 1918 было зарезервировано несколько диапазонов адресов класса
35. Специальные IP адреса 127.0.0.0 / 8 Адрес сети Адрес широковещания Особые адреса назначения
36. Адресация IPv6
37. Адреса IPv6 Формат В протоколе IPv6 размер адреса составляет 128 бит. Предпочтительным является следующее представление адреса
38. Адреса IPv6 2001:0DB8:00AF:ABCD:0000:0000:0000:0034 Правила сокращения при записи: Убираем ведущие нули: 2001:DB8:AF:ABCD:0000:0000:0000:34 Убираем длинные последовательности нулей: 2001:DB8:AF:ABCD::34
39. Типы адресов Unicast адреса идентифицируют только один сетевой интерфейс. Протокол IPv6 доставляет пакеты, отправленные на такой
40. Логические части адреса IPv6 Вместо масок сетей – префиксы от 0 до 128 (стандартно – 64)
41. Префиксы адреса
42. Виды адресов Global unicast адрес Аналог адреса белого адреса IPv4. Глобальные индивидуальные адреса могут быть настроены
43. Виды адресов Loopback Loopback-адрес используется узлом для отправки пакета самому себе и не может быть назначен
44. Виды адресов Unique local Unique local — IPv6-адреса имеют некоторые общие особенности с «серыми» адресами IPv4,
45. Структура адреса Префикс глобальной маршрутизации выдается IANA Пример адреса: 2001:DB8:AF:ABCD::34 Global unicast адрес
46. Примеры структуры адреса
47. Структура адреса Определяется по RFC 4193 Пример адреса: fde8:86a5:fe80:1:5922:49:50:6767 Unique local
48. Структура адреса Пример адреса: fe80::59e1:d46b:1bb:5169 Link-local
49. Особые адреса
51. Скачать презентацию

Слайд 2

$План Архитектура TCP\IP Поток данных по стеку Адресация на разных уровнях$

План
Архитектура TCP\IP
Поток данных по стеку
Адресация на разных уровнях
Установление соединения
Протокол IPv4
Протокол

IPv6

Слайд 3

Архитектура и общая характеристика стека

Слайд 4

Стек TCP/IP
Стек TCP/IP – это набор иерархически упорядоченных сетевых протоколов.
Название

стек получил по двум важнейшим протоколам:
TCP (Transmission Control Protocol);
IP (Internet Protocol).
Стек протоколов TCP/IP обладает двумя важными свойствами:
платформонезависимость;
открытость.

Слайд 5

История создания
В 1967 году Агентство по перспективным исследовательским проектам министерства обороны

США (ARPA – Advanced Research Projects Agency) инициировало разработку компьютерной сети, связывающей ряд университетов и научно-исследовательских центров, выполнявших заказы Агентства (ARPANET – в 1972 году соединяла 30 узлов).
В рамках проекта ARPANET были разработаны и в 1980–1981 годах опубликованы основные протоколы стека TCP/IP – IP, TCP и UDP. (Модель OSI утверждена в 1984).
1 января 1983 года ARPANET перешла на новый протокол.
Важным фактором распространения TCP/IP стала его реализация в операционной системе UNIX 4.2 BSD (1983) университетом Беркли.
К концу 80-х годов ARPANET стала называться Интернет (Interconnected networks – связанные сети) и объединяла университеты и научные центры США, Канады и Европы.
1992. Появление новый сервис Интернет – WWW (World Wide Web – всемирная паутина), основанный на протоколе HTTP.

Слайд 6

Стек TCP/IP

Слайд 7

$TCP\IP и OSI$

TCP\IP и OSI

Слайд 8

Протоколы стека TCP/IP

Слайд 9

Описание некоторых протоколов
FTP (англ. File Transfer Protocol — протокол передачи файлов)

– работает по протоколу TCP, порты 20 и 21. Предназначен для передачи файлов межу сервером и клиентом. Поддерживает авторизацию по имени пользователя и паролю. Не защищен.
SMTP (англ. Simple Mail Transfer Protocol — простой протокол передачи почты) – работает по 25 порту TCP, предназначен для передачи сообщений электронной почты между клиентским программным обеспечением и сервером, а также между серверами. Не содержит стандартных средств авторизации отправителя (кроме расширений ESMTP для авторизации клиента).
POP3 (англ. Post Office Protocol Version 3 - протокол почтового отделения, версия 3) – работает по 110 порту TCP. Предназначен для получения клиентом почтовых сообщений с сервера. Поддерживает авторизацию по имени пользователя и паролю. Не защищен.
HTTP (сокр. от англ. HyperText Transfer Protocol — протокол передачи гипертекста). Работает по портам 80, 8080 TCP. Предназначен для передачи текстовых и мультимедийных данных от сервера к клиенту по запросу последнего. В настоящее время используется как транспорт для других протоколов прикладного уровня.
SSH (англ. Secure SHell — «безопасная оболочка») — сетевой протокол сеансового уровня
Telnet (англ. TErminaL NETwork — протокол терминального сетевого доступа). Работает по 21 порту TCP. Предназначен для организации полнодуплексного сетевого терминала между клиентом и сервером. Команды выполняются на стороне сервера. Поддерживает авторизацию по имени пользователя и паролю. Не защищен.
DNS (англ. Domain Name System — система доменных имён). Работает по портам 53 UDP для взаимодействия клиента и сервера и 53 TCP для AFXR запросов, поддерживающих обмен между серверами. DNS – протокол поддерживающий работу одноименной распределённой системы, осуществляющей отображение множества доменных имен и множества IP адресов хостов.
TCP (анг. Transmission Control Protocol - протокол управления передачей). Протокол транспортного уровня, обеспечивающий установку двунаправленного соединения между процессами, идентифицирующимися по сокету (комбинации IP адреса и порта), передачу потока сегментов внутри соединения с подтверждением приема, управление и завершение соединения. Сообщение TCP содержит в заголовке адреса сегментов в направленном потоке и контрольную сумму при расчете которой используется поле данных и заголовок. Для оптимизации передачи и предотвращения перегрузок сети используется механизм переменного окна, позволяющий вести передачу без получения подтверждения приема каждого сообщения. В качестве адресной информации использует порт.
UDP (англ. User Datagram Protocol — протокол пользовательских дейтаграмм). Протокол транспортного уровня, обеспечивающий передачу сообщений между процессами, идентифицирующимися по сокету (комбинации IP адреса и порта). Сеанс не устанавливается, подтверждения приема не осуществляется. В качестве адресной информации использует порт.

Слайд 10

Поток данных по стеку
Прикладной уровень
Транспортный уровень
Сетевой уровень
Канальный уровень

Слайд 11

Поток данных по стеку

Слайд 12

Надежная и ненадежная доставка
Дейтаграммная передача
IP, UDP
Передача с установкой соединений
TCP
QUIC + UDP

Слайд 13

RFC (Request for Comments)
RFC - документ из серии пронумерованных информационных документов

Интернета, содержащих технические спецификации и стандарты
Публикацией документов RFC занимается IETF под эгидой открытой организации Общество Интернета (англ. Internet Society, ISOC). Правами на RFC обладает именно Общество Интернета.
Очерк истории RFC за 50 лет с 1969 по 2019 гг. представлен в RFC 8700
https://www.rfc-editor.org/retrieve/

Слайд 14

Адресная информация и установление соединения

Слайд 15

Адресация на разных уровнях
Синтетические адреса: URL, socket (ip:port)

Слайд 16

Установление соединения
Цель установить соединение между программой-клиентом и программой-сервером.
Первичная конфигурация:
Назначаем IP адреса

для компьютеров (предполагаем что маршрутизация работает)
Программа сервер при запуске занимает порт (пусть TCP). Номер порта известен заранее.
Программа клиент при запуске занимает свободный порт выше 1024.

Web-server TCP 80

IP 87.250.250.242

IP 5.12.46.198

Web-browser TCP 29384

Слайд 17

Установление соединения
Web-server TCP 80
IP 87.250.250.242
IP 5.12.46.198
Web-browser TCP 29384
Программа клиент передает модулям TCP и

IP информацию о номере порта и адресе назначения.
Передаются данные первого пакета (указывается номер порта отправителя и адрес отправителя).
Целевой компьютер получает информацию и отвечает на запрос.
Устанавливается соединение
Передаются данные.

5.12.46.198
87.250.250.242

29384
80

87.250.250.242
5.12.46.198

80
29384

Слайд 18

Установление соединения
У клиента случайный порт, а у севра заранее известный.
Соединение устанавливается

со стороны клиента.
Соединение идентифицируется двумя сокетами.

Слайд 19

Типы рассылок IP

Слайд 20

Типы рассылок
Помимо классов, IP-адреса делятся на категории, предназначенные для разных типов

рассылок:
«один к одному» (одноадресная рассылка);
«один ко многим» (многоадресная рассылка);
«один ко всем» (широковещательная рассылка).

Слайд 21

Одноадресная рассылка

Слайд 22

Широковещательная рассылка

Слайд 23

Многоадресная рассылка

Слайд 24

Адресация IP

Слайд 25

IP - адресация
IP-адрес – это уникальный числовой адрес, который однозначно идентифицирует

узел, группу узлов или сеть.
IPv4-адрес имеет длину 4 байта и обычно записывается в виде четырех чисел «октетов», разделенных точками – W.X.Y.Z Каждый октет может принимать значения в диапазоне от 0 до 255.
В протоколе IPv6 размер адреса составляет 128 бит. Предпочтительным является следующее представление адреса IPv6: x:x:x:x:x:x:x:x, где каждая буква x - это шестнадцатеричные значения шести 16-битных элементов адреса.

Слайд 26

Классовая и бесклассовая адресация
Классовая IP адресация — это метод IP-адресации, который не

позволяет рационально использовать ограниченный ресурс уникальных IP-адресов, т.к. не возможно использование различных масок подсетей. В классовом методе адресации используется фиксированная маска подсети, поэтому класс сети всегда можно идентифицировать по первым битам. Не актуален.
Бесклассовая IP адресация (Classless Inter-Domain Routing — CIDR) — это метод IP-адресации, который позволяет рационально управлять пространством IP адресов. В бесклассовом методе адресации используются маски подсети переменной длины (variable length subnet mask — VLSM). Пока актуален.

Слайд 27

Деление адреса в IPv4
Адреса делятся двумя способами:
классовая адресация
Бесклассовая адресация (с

помощью масок)

Слайд 28

Классы IP-адресов

Слайд 29

Бесклассовая адресация
IP-адрес
Маска
Запись:
192.168.0.200 mask 255.255.255.0
или
192.168.0.200/24

Слайд 30

Бесклассовая адресация
Зачем знать маску при установке адреса?
Для определения границ адресов LAN
Для

формальной проверки gateway
Для организации широковещания

Слайд 31

Деление с помощью маски
Пример 1 (192.168.0.0 mask 255.255.255.0 или 192.168.0.0/24)

Слайд 32

Деление с помощью маски
Пример 2 (192.168.0.0 mask 255.255.255.252 или 192.168.0.0/30)

Слайд 33

Иерархическая адресация

Слайд 34

Публичные и частные IP-адреса
В соответствии со стандартом RFC 1918 было зарезервировано

несколько диапазонов адресов класса A, B и C.

Слайд 35

Специальные IP адреса
127.0.0.0 / 8
Адрес сети
Адрес широковещания
Особые адреса назначения

Слайд 36

Адресация IPv6

Слайд 37

Адреса IPv6
Формат
В протоколе IPv6 размер адреса составляет 128 бит. Предпочтительным является

следующее представление адреса IPv6: x:x:x:x:x:x:x:x, где каждая буква x - это шестнадцатиричные значения шести 16-битных элементов адреса.
Диапазон адресов IPv6 составляет от
0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000
до
ffff:ffff:ffff:ffff:ffff:ffff:ffff:ffff

Слайд 38

Адреса IPv6
2001:0DB8:00AF:ABCD:0000:0000:0000:0034
Правила сокращения при записи:
Убираем ведущие нули:
2001:DB8:AF:ABCD:0000:0000:0000:34
Убираем длинные последовательности нулей:
2001:DB8:AF:ABCD::34

Слайд 39

Типы адресов
Unicast адреса идентифицируют только один сетевой интерфейс. Протокол IPv6 доставляет

пакеты, отправленные на такой адрес, на конкретный интерфейс.
Anycast адреса назначаются группе интерфейсов, обычно принадлежащих различным узлам. Пакет, отправленный на такой адрес, доставляется на один из интерфейсов данной группы, как правило наиболее близкий к отправителю с точки зрения протокола маршрутизации.
Multicast адрес также используется группой узлов, но пакет, отправленный на такой адрес, будет доставлен каждому узлу в группе.
Бродкаста нет

Слайд 40

Логические части адреса IPv6
Вместо масок сетей – префиксы от 0 до

128 (стандартно – 64)

Слайд 41

Префиксы адреса

Слайд 42

Виды адресов
Global unicast адрес Аналог адреса белого адреса IPv4. Глобальные индивидуальные

адреса могут быть настроены статически или присвоены динамически. Начинается с 2 или с 3. От 2000 до 3FFF. Из этой группы отдельно выделяется сеть 2001:0DB8::/32
Link-local Local IPv6-адрес канала позволяет устройству обмениваться данными с другими устройствами под управлением IPv6 по одному и тому же каналу и только по данному каналу (подсети). Не является аналогом «серого» IPv4. Локальные IPv6-адреса канала находятся в диапазоне FE80::/10. /10

Слайд 43

Виды адресов
Loopback Loopback-адрес используется узлом для отправки пакета самому себе и не

может быть назначен физическому интерфейсу. Как и на loopback-адрес IPv4, для проверки настроек TCP/IP на локальном узле можно послать эхо-запрос на loopback-адрес IPv6. Loopback-адрес IPv6 - ::1/128 или просто ::1.
Unspecified address Неопределённый адрес состоит из нулей и в сжатом формате представлен как ::/128 или просто :: Он не может быть назначен интерфейсу и используется только в качестве адреса источника в IPv6-пакете. Неопределённый адрес используется в качестве адреса источника, когда устройству еще не назначен постоянный IPv6-адрес.

Слайд 44

Виды адресов
Unique local Unique local — IPv6-адреса имеют некоторые общие особенности с

«серыми» адресами IPv4, но имеют и значительные отличия. Находятся в диапазоне от FC00::/7 до FDFF::/7. Хотя протокол IPv6 обеспечивает особую адресацию для сайтов, он не предназначен для того, чтобы скрывать внутренние устройства под управлением IPv6 от Интернета IPv6.
IPv4 embedded Использование этих адресов способствует переходу с протокола IPv4 на IPv6.
Multicast
Для рассылок внутри группы. Начинаются с FF.

Слайд 45

Структура адреса
Префикс глобальной маршрутизации выдается IANA
Пример адреса: 2001:DB8:AF:ABCD::34
Global unicast адрес

Слайд 46

Примеры структуры адреса

Слайд 47

Структура адреса
Определяется по RFC 4193
Пример адреса: fde8:86a5:fe80:1:5922:49:50:6767
Unique local

Слайд 48

Структура адреса
Пример адреса: fe80::59e1:d46b:1bb:5169
Link-local

Слайд 49

Обзор стека TCP/IP

Содержание

ПланАрхитектура TCP\IPПоток данных по стекуАдресация на разных уровняхУстановление соединенияПротокол IPv4 Протокол

Архитектура и общая характеристика стека

Стек TCP/IPСтек TCP/IP – это набор иерархически упорядоченных сетевых протоколов. Название

История созданияВ 1967 году Агентство по перспективным исследовательским проектам министерства обороны

Стек TCP/IP

TCP\IP и OSI

Протоколы стека TCP/IP

Описание некоторых протоколовFTP (англ. File Transfer Protocol — протокол передачи файлов)

Поток данных по стекуПрикладной уровеньТранспортный уровеньСетевой уровеньКанальный уровень

Поток данных по стеку

Надежная и ненадежная доставкаДейтаграммная передачаIP, UDPПередача с установкой соединенийTCPQUIC + UDP

RFC (Request for Comments)RFC - документ из серии пронумерованных информационных документов

Адресная информация и установление соединения

Адресация на разных уровняхСинтетические адреса: URL, socket (ip:port)

Установление соединенияЦель установить соединение между программой-клиентом и программой-сервером.Первичная конфигурация:Назначаем IP адреса

Установление соединенияWeb-server TCP 80IP 87.250.250.242IP 5.12.46.198Web-browser TCP 29384Программа клиент передает модулям TCP и

Установление соединенияУ клиента случайный порт, а у севра заранее известный.Соединение устанавливается

Типы рассылок IP

Типы рассылокПомимо классов, IP-адреса делятся на категории, предназначенные для разных типов

Одноадресная рассылка

Широковещательная рассылка

Многоадресная рассылка

Адресация IP

IP - адресацияIP-адрес – это уникальный числовой адрес, который однозначно идентифицирует

Классовая и бесклассовая адресацияКлассовая IP адресация — это метод IP-адресации, который не

Деление адреса в IPv4Адреса делятся двумя способами: классовая адресацияБесклассовая адресация (с

Классы IP-адресов

Бесклассовая адресацияIP-адресМаскаЗапись:192.168.0.200 mask 255.255.255.0или192.168.0.200/24

Бесклассовая адресацияЗачем знать маску при установке адреса?Для определения границ адресов LANДля

Деление с помощью маскиПример 1 (192.168.0.0 mask 255.255.255.0 или 192.168.0.0/24)

Деление с помощью маскиПример 2 (192.168.0.0 mask 255.255.255.252 или 192.168.0.0/30)