Komunikácia a smerovanie

Metódy prenosu dát

• Metóda prepojovania správ – existencia centrálnej ústredne na uchovanie a preposlanie správ po určení najlepšej trasy ( verejná telegrafná sieť )

• Metóda prepojovania okruhov – vytvorenie dočasnej fyzickej cesty medzi koncovými stanicami ( bežná telefónna sieť )

• Metóda prepojovania paketov – každá správa sa rozdelí na drobné časti ( pakety ), ktoré sú posielané ako nezávislé dátové jednotky. Existuje pritom logické spojenie medzi zdrojom a cieľom správy ( počítač.siete )

Druhy WAN prepojení

Prepojovanie správ

Prepojovanie okruhov

Prepojovanie paketov

Metóda prepojovania okruhov

• Pre každý pár komunikujúcich účastníkov vytvorená samostatná komunikačná cesta

• Spoj vytvorený bez ohľadu na to, či dochádza k výmene dát alebo nie

• Okruh sa vytvára automaticky pred začiatkom komunikácie ( spojovo orientovaná komunikácia )

• Výhoda : nezávislosť okruhov, garantovanie kvality, prenosovej rýchlosti

• Nevýhoda : zložitosť a náročnosť takejto siete, veľké časové oneskorenie pri prepínaní okruhov, neefektívne využitie prenosového média

Metóda prepojovania paketov

• Použitie v počítačových a dátových sietiach• Správa rozdelená do samostatných celkov – paketov• Cesta doručenia paketov od zdroja do cieľa môže byť

rôzna• Je to nespojovo orientovaná komunikácia• Uzly siete ( smerovače ) rozhodujú o smerovaní

jednotlivých paketov pre dosiahnutie cieľovej stanice• Výhoda : jednoduchšia štruktúra siete, efektívnejšie

využitie prenosových ciest, multiuser komunikácia• Nevýhoda : poradie prijatých paketov môže byť na

strane príjmu iné než pri vysielaní, čo si musí ošetriť príjemca správy

• Nutnosť adresácie cieľa i zdroja správy v každom pakete

Prenos správ v dátovej sieti

0010101010010101010101010

Vysielaný súvislý prúd dát od jedného klienta

Druhý klient musí čakať, až sa uvoľní linka

• samotná komunikácia

• kontinuálny tok dát

• obsadenie prenosovej linky

• značné oneskorenie

• neefektívne využitie linky

• pri poruche nutné znovu vysielať celý súbor

• rozdelenie správy na segmenty

• multiplexovanie segmentov

• súčasný prenos viac správ

• opakovanie chybných segmentov

• efektívne využitie linky

Segmentácia správy

Multiplexovanie segmentov

1

2

12

3

Komunikácia v sietiLokálna sieť - LAN

Rozľahlá sieť - WAN

Internet – globálna sieť WAN, LAN sietí vzájomne poprepájaných

Hardverové komponenty sietí

Smerovač - router

• Je to počítač, ktorý sa špecializuje na vysielanie a smerovanie paketov po dátovej sieti

• Je zodpovedný za prepájanie sietí prostredníctvom výberu najlepšej cesty pre daný paket za účelom dosiahnutia cieľovej stanice

• Smerovač má všeobecne dva druhy pripojení- pripojenie LAN sietí- pripojenie WAN sietí

• Smerovače prepájajú navzájom dve koncové stanice cez rôzne médiá

Smerovač - routerZloženie smerovača :• CPU – vykonáva inštrukcie

• RAM – running config súbor, smerovacia tabuľka

• ROM – boot program, diagnostický program pri havárii

• NVRAM – startup config súbor

• Flash pamäť – obsahuje IOS (Cisco operačný systém)

• Interfejsy viacerých druhov :

- Ethernet/Fast Ethernet (Fa0/0)

- Serial ( S0/0/0 )

- DSL, ISDN, Cable

- manažovateľné interfejsy ( Console, AUX )

Každý interfejs pripája inú sieť. Má IP adresu a masku z rozsahu danej siete

Fyzická charakteristika smerovača

Externé pripojenia smerovača

Zapojenie smerovača v sieti

Komunikácia vrstiev v OSI modeli

Umiestnenie spojovacích prvkov

Proxy server

Firewall

Aplikačná vrstva

Prezentačná vrstva

Relačná vrstva

Transportná vrstva

Smerovač - router Sieťová vrstva

Prepínač – switch

Most – bridge

Rozbočovač - hub

Datalinková vrstva

Opakovač - repeater Fyzická vrstva

• služby so spojením ( connection oriented )

• služby bez spojenia ( connectionless )

• služby s potvrdením ( confirmed )

• služby bez potvrdenia ( unconfirmed )

• služby spoľahlivé ( reliable )

• služby nespoľahlivé ( unreliable )

Prepojovacie služby vrstiev

Komunikácia v sieti• Koncoví užívatelia majú zvyčajne

implementovaný celý 7-vrstvový model OSI

• Medziuzly sietí spájajú komunikujúcich koncových užívateľov

• medziuzly sietí majú implementované iba vrstvy sieťovo závislé

Medziuzly sietí

paket

rámec rámec

paket paket

dátadáta

Ethernetová technológia Ethernetová technológiaVysokofrekvenčný signál po kábli

Aplikácie pracujú na všetkých 7 vrstvách

Smerovače pracujú na vrstvách 1, 2, 3

Hub, bridge, switch, modem pracujú na vrstvách 1, 2

Smerovanie paketov v sieti

145.27.0.0/16 - sieť 198.72.108.0/24 - sieť

145.27.1.124 – IP klienta 1 198.72.108.39 – IP klienta 2

• smerovanie paketov je zabezpečené pomocou smerovačov

• po prijatí paketu router zistí adresu cieľovej siete

• na základe vlastnej smerovacej tabuľky potom vyšle daný paket cez svoj príslušný interfejs

• Smerovacia tabuľka obsahuje :

- adresy sietí priamo pripojených ku portom smerovača

- adresy vzdialených sietí s určením adresy najbližšieho tzv. next-hop interfejsu routera

Typy smerovaniaTypy smerovania Smerovanie je vytvorenie smerovacej tabuľky routera

• Statické smerovanie

- ručné vytvorenie tabuľky a jej uloženie v pamäti smerovača - vhodné pre malé siete - použitie z bezpečnostných dôvodov - vysoká časová i personálna náročnosť - malé zaťaženie siete, výborná priepustnosť siete

• Dynamické smerovanie - smerovač si vytvorí smerovaciu tabuľku na základe informácií, ktoré si vymieňa s

okolitými smerovačmi - výmena aktuálnych informácií prostredníctvom smerovacích protokolov - výber najvhodnejšej cesty pre smerovanie na základe rôznych kritérií - kritériá výberu ( počet smerovačov k cieľu, priepustnosť prenosovej cesty, spoľahlivosť

doručenia paketu, zaťaženie prenos.cesty, max.veľkosť prenášaného paketu – metrika smerovania

- veľká časová i personálna úspora - okamžitá aktualizácia zmien v sieti - finančne nákladnejšie, zložitejšie zariadenia, zvýšené odborné znalosti personálu

• V praxi sa používa kombinovaný spôsob smerovania, t.j. statické i dynamické. Staticky definované sú záložné trasy alebo jediná možná trasa.

Princípy statického smerovania

• Princíp 1 – každý router musí urobiť rozhodnutie o smerovaní paketu sám, na základe svojej vlastnej smerovacej tabuľky

• Princíp 2 – Skutočnosť, že jeden router má určité informácie vo svojej smerovacej tabuľke ešte neznamená, že ostatné routery majú tie isté informácie

• Princíp 3 – smerovacie informácie o ceste z jednej siete do druhej neposkytujú informácie o spätnej, návratovej ceste

Štruktúra smerovacej tabuľky

Priamo pripojené siete a statická cesta

Statické smerovanie

Je to paket určený pre zariadenie tejto siete? Nie. Je určený pre zariadenie 192.168.5.6/24 v inej sieti.

Smerovanie IP paketov

PC1

PC2

PC3

PC4

PC5

R1

R2

R3

Statické smerovanie

Statické smerovanie

Dynamické smerovanie• Dynamické smerovacie protokoly• Slúžia na dynamickú výmenu informácií s inými smerovačmi• Automaticky obnovujú smerovacie tabuľky pri zmene topológie siete• RIP, IGRP, EIGRP, OSPF, IS-IS, BGP

Priamo pripojené siete, statická a dynamická cesta

Smerovače dynamicky obnovujú svoje tabuľky posielaním informácií

Klasifikácia smerovacích protokolov

- IGP ( Interior Gateway Protocols )

- EGP ( Exterior Gateway Protocols )

Autonómny systém je skupina smerovačov, ktorá je riadená jedným správcom

IGP slúžia pre smerovanie vnútri autonómného systému (RIP, EIGRP, OSPF )

EGP slúžia na smerovanie medzi autonómnymi systémami ( BGP )

• RIP – Routing Information Protocol• IGRP – Interior Gateway Routing Protocol• EIGRP – Enhanced Interior Gateway Routing

Protocol• OSPF – Open Shortest Path First• IS-IS – Intermediate System to

Intermediate System• BGP – Border Gateway Protocol

Klasifikácia smerovacích protokolov

Distance Vector Routing Protocols- periodické vysielanie update každých 30 sekúnd

- všetky cesty sú dané ako vektory

- parameter vzdialenosti ( počet hopov )- parameter smeru ( IP adresa next-hopu, IP interfejsu )- nemá zmapovanú celú sieť- smerovač má informácie iba od svojich susedov

Link – State Protocols- posielajú update iba pri vzniku zmien v sieti- zbierajú informácie zo všetkých ostatných smerovačov- každý smerovač má vytvorený kompletný obraz siete

Klasifikácia smerovacích protokolov

Rozdelenie dynamických protokolov