Sieć komputerowa

Karta sieciowa

Karta sieciowa (

NIC - Network Interface Card

)

służy do przekształcania pakietów danych w
sygnały, które są przesyłane w sieci komputerowej.

•

Każda karta NIC posiada własny, unikatowy w

skali światowej adres fizyczny, znany jako

adres

MAC

, przyporządkowany w momencie jej produkcji

przez producenta, zazwyczaj umieszczony na stałe
w jej pamięci ROM.

Działanie:

Sygnał z procesora jest dostarczany do
karty sieciowej, gdzie sygnał jest
zamieniany na standard sieci, w jakiej
karta pracuje. Karta sieciowa pracuje
tylko w jednym standardzie np. Ethernet.
Nie może pracować w dwóch standardach
jednocześnie np. Ethernet i FDDI.

Karty sieciowe, podobnie jak switche są
elementami aktywnymi sieci Ethernet.

Karta sieciowa

Koncentrator, przełącznik

•

Koncentrator jest jednym z urządzeń

najczęściej spotykanych w sieciach.

Przekazuje pakiety do podłączonych do
niego komputerów i urządzeń.

•

Przełącznik to samouczący się

koncentrator

Koncentrator, przełącznik

Działanie:

Koncentrator pracuje w warstwie pierwszej
modelu ISO/OSI (warstwie fizycznej),
przesyłając sygnał z jednego portu na
wszystkie pozostałe. Nie analizuje ramki pod
kątem adresu MAC oraz IP.

Koncentrator najczęściej podłączany jest do
routera jako rozgałęziacz, do niego zaś
dopiero podłączane są pozostałe urządzenia
sieciowe: komputery pełniące rolę stacji
roboczych, serwerów, drukarki sieciowe i inne.

Koncentrator a przełącznik:

Obecnie urządzenia te, wyparte przez
przełączniki działające w drugiej warstwie
modelu ISO/OSI (warstwie łącza danych,
wykorzystujące adresy MAC podłączonych
urządzeń), stosowane są coraz rzadziej.

Koncentrator, przełącznik

Jednakże koncentrator przenosi sygnał z
portu wejściowego na wszystkie porty
wyjściowe bit po bicie, przełącznik natomiast
ramka po ramce, co jest powodem
wprowadzania dużych opóźnień (także
dodatkowych, zmiennych, w zależności od
długości ramki). Jeżeli przesyłane mają być
dane, dla których wspomniane zmienne
opóźnienie jest niepożądane (np. strumień
wideo przez Internet), koncentrator okaże
się lepszym rozwiązaniem od przełącznika

Koncentrator, przełącznik

Modem

Modem (od ang.

dulator-

DEM

odulator

)

- urządzenie elektroniczne, którego zadaniem jest
zamiana danych cyfrowych na analogowe sygnały
elektryczne (modulacja) i na odwrót (demodulacja)
tak, aby mogły być przesyłane i odbierane poprzez
linię telefoniczną (a także łącze telewizji kablowej lub
fale radiowe).

- Jest częścią DCE (Data Communications
Equipment), które w całości wykonuje opisane wyżej
czynności. Nieodzowne do współpracy jest DTE (Data
Terminal Equipment) i to dopiero stanowi całość
łącza przesyłania danych. Dzięki modemowi można
łączyć ze sobą komputery i urządzenia, które dzieli
znaczna odległość.

Router

Router to urządzenie sieciowe, które określa
następny punkt sieciowy do którego należy
skierować pakiet danych. Ten proces nazywa się
routingiem (rutingiem) bądź trasowaniem.

Router używany jest przede wszystkim do łączenia
ze sobą sieci WAN, MAN i LAN

Routing jest najczęściej kojarzony z protokołem IP,
choć procesowi trasowania można poddać
datagramy dowolnego protokołu routowalnego np.
protokołu IPX w sieciach obsługiwanych przez
NetWare (sieci Novell).

Router

Działanie:

Routowanie musi zachodzić między co najmniej
dwiema podsieciami, które można wydzielić w ramach
jednej sieci komputerowej. Urządzenie tworzy i
utrzymuje tablicę routingu, która przechowuje ścieżki
do konkretnych obszarów sieci oraz metryki z nimi
związane (odległości od siebie licząc kolejne routery).

Skuteczne działanie routera wymaga wiedzy na temat
otaczających go urządzeń, przede wszystkim innych
routerów oraz przełączników. Może być ona
dostarczona w sposób statyczny przez administratora,
wówczas nosi ona nazwę tablicy statycznej lub
może być pozyskana przez sam router od
sąsiadujących urządzeń pracujących w trzeciej
warstwie, tablice tak konstruowane nazywane są
dynamicznymi.

Router

Podczas wyznaczania tras dynamicznych router
korzysta z różnego rodzaju protokołów routingu i
polega przede wszystkim na odpytywaniu
sąsiednich urządzeń o ich tablice routingu, a
następnie kolejnych w zależności od
zapotrzebowań ruchu, który urządzenie obsługuje

Router - Protokoły

Najczęściej stosowanymi protokołami
routingu są:

•

RIP,

•

IGRP,

•

EIGRP,

•

OSPF,

•

IS-IS,

•

BGP.

RIP (ang.

Routing Information Protocol

czyli Protokół Informowania o Trasach
należący do grupy protokołów bram
wewnętrznych (IGP), oparty jest na
zestawie algorytmów wektorowych,
służących do obliczania najlepszej trasy do
celu.

Używany jest w Internecie w sieciach
korzystających z protokołu IP (zarówno
wersji 4 jak i 6). Dzisiejszy otwarty standard
protokołu RIP, jest opisany w dokumentach
RFC 1058 i STD 56. Obecnie najcześciej
wykorzystywana jest druga wersja
protokołu RIP (RIPv2).

RIP

•

Jest to protokół routingu działający na podstawie

wektora odległości,

•

Do utworzenia metryki stosuje się jedynie liczbę

przeskoków (liczba kolejnych routerów na danej
trasie),

•

Jeżeli liczba przeskoków osiągnie 15, pakiety na

następnym routerze zostaną odrzucone

•

Aktualizacje routingu są rozgłaszane domyślnie co

30 sekund tylko do ruterów sąsiednich,

RIP - Cechy protokołu

•

RIP wysyła informacje o trasach w stałych

odstępach czasowych oraz po każdej zmianie
topologii sieci,

•

Pomimo wieku, oraz istnienia bardziej

zaawansowanych protokołów wymiany informacji o
trasach, RIP jest ciągle w użyciu. Jest szeroko
używany, dobrze opisany i łatwy w konfiguracji i
obsłudze,

RIP - Cechy protokołu

•

Wadami protokołu RIP są wolny czas konwergencji

(inaczej długi czas osiągania zbieżności),
niemożliwość skalowania powyżej 15 skoków a
także wybór mało optymalnych ścieżek i brak
mechanizmów równoważenia obciążenia przez
nadmiarowe łącza,

•

Uaktualnienia protokołu RIP przenoszone są przez

UDP na porcie 520 (w wersji drugiej
wykorzystywana jest technologia Multicast na adres
224.0.0.9),

•

RIP w wersji pierwszej jest protokołem routingu

klasowego (ang. classful), w wersji drugiej -
bezklasowego (ang. classless),

•

Standardowy dystans administracyjny dla

protokołu RIP wynosi 120.

RIP - Cechy protokołu

IGRP

IGRP (ang.

Interior Gateway Routing

Protocol

), czyli protokół routingu bramy

wewnętrznej, jest jednym z protokołów
sieciowych kontrolujących przepływ
pakietów wewnątrz systemu
autonomicznego (ang. AS - Autonomous
System) - części sieci tworzącej spójną
całość.

IGRP -

Cechy protokołu

•

Działa na podstawie algorytmu wektora

odległości.

•

Decyzje co do ścieżki, na którą skierować

pakiet są podejmowane przez Router
wykorzystujący IGRP na podstawie metryki
złożonej wyliczonej z szerokości pasma,
obciążenia, opóźnienia i niezawodności.

•

Informacje o dostępności tras, wraz z

parametrami łącza potrzebnymi do
wyliczenia metryki są rozgłaszane
cyklicznie (domyślnie - co 90 sekund) oraz
po zmianie stanu sieci.

IGRP -

Cechy protokołu

•

IGRP jest protokołem "własnościowym",

opracowanym przez firmę Cisco i może być
implementowany tylko w urządzeniach jej
produkcji lub firm posiadających licencję.

•

Jest to protokół routingu klasowego, w

przeciwieństwie do jego następcy EIGRP.

•

Standardowy dystans administracyjny dla

tras wyznaczonych przy pomocy tego
protokołu wynosi 100

Od wersji systemu operacyjnego IOS 12.3
protokół IGRP nie jest wspierany.

EIGRP

EIGRP (ang.

Enhanced Interior Gateway

Routing Protocol

) – zastrzeżony protokół

routingu Cisco Systems typu balanced
hybrid przeznaczony do routingu wewnątrz
systemu autonomicznego (IGP). Jest to
protokół distance-vector z pewnymi
cechami protokołów typu link-state, jak np.
utrzymywanie relacji sąsiedzkich z
przyległymi routerami (ang. adjacent
routers) i utrzymywanie tablicy topologii.

EIGRP

Do przeliczania tras używa maszyny
DUAL FSM (

Diffused Update Algorithm

Finite State Machine

). Używany w

sieciach o wielkości nieprzekraczającej 50
routerów. Używa płaskiej struktury sieci z
podziałem na systemy autonomiczne. Do
transportu pakietów wykorzystuje
protokół Reliable Transport Protocol.
Używa złożonej metryki.

EIGRP

Od protokołów typu

link-state

odróżnia go

fragmentaryczna wiedza o strukturze
sieci (jedynie połączenia do sąsiadów), a
co za tym idzie nie wykorzystuje
algorytmu Dijkstry Shortest Path First do
przeliczania tras.

Chętnie wykorzystywany ze względu na
łatwą konfigurację, obsługę VLSM i krótki
czas konwergencji.

OSPF

OSPF (ang.

Open Shortest Path First

), w

wolnym tłumaczeniu: "pierwszeństwo ma
najkrótsza ścieżka" – jest to protokół routingu
typu stanu łącza (ang. Link State). Opisany jest
w dokumentach RFC 2328. Jest zalecanym
protokołem wśród protokołów niezależnych
(np. RIP).

W przeciwieństwie do protokołu RIP, OSPF
charakteryzuje się dobrą skalowalnością,
wyborem optymalnych ścieżek i brakiem
ograniczenia skoków powyżej 15,
przyspieszoną zbieżnością. Przeznaczony jest
dla sieci posiadających do 50 routerów w
wyznaczonym obszarze routingu.

OSPF

Cechami protokołu OSPF są: routing
wielościeżkowy, routing najmniejszym
kosztem i równoważne obciążenia.

OSPF jest protokołem wewnętrznej bramy -
IGP (ang. Interior Gateway Protocol).

OSPF

Routery korzystające z tego protokołu
porozumiewają się ze sobą za pomocą pięciu
komunikatów:

•

Hello - nawiązywanie i utrzymywanie relacji

sąsiedzkich,

•

database descriptions - opis

przechowywanych baz danych,

•

requests link-state - żądanie informacji

na temat stanów połączeń,

OSPF

•

updates link-state - aktualizacja stanów

połączeń,

•

acknowledgments links-state -

potwierdzenia stanów połączeń.

OSPF

Protokół OSPF używa hierarchicznej
struktury sieci z podziałem na obszary z
centralnie umieszczonym obszarem
zerowym (ang. area 0), który pośredniczy w
wymianie tras między wszystkimi obszarami
w domenie OSPF.

OSPF jest protokołem typu link-state
jedynie wewnątrz obszaru. Oznacza to, że
w ramach pojedynczego obszaru wszystkie
routery znają całą jego topologię i
wymieniają się między sobą informacjami o
stanie łącz, a każdy z nich przelicza trasy
samodzielnie (algorytm Dijkstry).

OSPF

Między obszarami OSPF działa jak protokół
typu distance-vector, co oznacza, że
routery brzegowe obszarów wymieniają
się między sobą gotowymi trasami.
Istnienie obszaru zerowego umożliwia
trasowanie pakietów pomiędzy obszarami
bez powstawania pętli.

OSPF

OSPF aby zmniejszyć ilość pakietów
rozsyłanych w sieci wybiera router
desygnowany

(ang.

designated router

)

oraz zapasowy

BDR

(ang.

backup

designated router

), które służą do

wymiany informacji o stanie łączy z
pozostałymi routerami OSPF. Komunikat
hello służy tutaj do wyboru DR i BDR oraz
do wykrywania nieaktywnych sąsiednich
routerów OSPF.

IS-IS

IS-IS (ang.

Intermediate System

) jest protokołem

routingu typu stanu łącza opartym na
otwartych standardach.

IS-IS jest protokołem wewnętrznej bramy –
IGP (ang. Interior Gateway Protocol).

BGP

Schemat BGP

BGP, (ang.

Border Gateway

Protocol

) protokół bramy

brzegowej - zewnętrzny
protokół routingu. Jest
protokołem wektora ścieżki
działającym i umożliwiającym
tworzenie bezpętlowych sieci
IP między różnymi systemami
autonomicznymi. Obecny
otwarty standard protokołu
BGP jest opisany w
dokumentach RFC 4271 i
1771.

BGP

Zadaniem BGP jest wymiana informacji
między systemami autonomicznymi.

Protokół ten nie używa metryk.

Do jego głównych zalet należy zapewnienie
pełnej redundancji łączy.

Protokół BGP funkcjonuje w oparciu o
protokół warstwy 4 (port TCP o numerze
179).

BGP

Umożliwia to zapewnienie, że aktualizacje
są wysyłane w sposób niezawodny,
pozostawiając protokołowi routingu
zbieranie informacji o zdalnych sieciach i
zapewnienie topologii bezpętlowej.

Relacje między sąsiadami BGP tworzone są
dzięki protokołowi TC, dlatego nie
wymagają istnienia bezpośredniego
sąsiedztwa routerów (ang. adjacency).

BGP

Podstawą funkcjonowania BGP jest system
autonomiczny, (ang.

Autonomous System

) , czyli sieć lub grupa sieci pod wspólną

administracją i ze wspólną polityką
rutingu. Systemy autonomiczne
identyfikowane są za pomocą numerów,
zwanych numerami AS. Protokół BGP w
wersji aktualnej (v4) zakłada dwubajtowe
numery AS, co ze względu na ich
ograniczoną ilość stanowi poważniejsze
ograniczenie rozwoju Internetu niż brak
numerów IP.

BGP

Protokół BGP służy do nawiązywania relacji
między poszczególnymi systemami
autonomicznymi.

Możemy rozróżnić eBGP (ang. exterior), gdy
mamy sesję między dwoma różnymi AS,
oraz iBGP (ang. interior), gdy sesja BGP
nawiązana jest między dwoma takimi
samymi AS - oba typy BGP delikatnie różnią
się funkcjonalnością.

BGP

Podobnie możemy sesje BGP podzielić na
takie, gdy między ruterami jest bezpośrednie
sąsiedztwo, oraz takie, gdy sąsiedztwa
bezpośredniego nie ma, te ostatnie nazywają
się BGP multihop i są rzadziej używane, gdyż
najczęściej do prawidłowego działania
wymagają wsparcia innych protokołów rutingu
dynamicznego bądź też rutingu statycznego.

Każdy system autonomiczny może rozgłaszać
pewną ilość adresów IP, zgrupowanych w
prefiksy. Np. www.onet.pl ma adres IP
213.180.130.200, Onet.pl rozgłasza prefiks
213.180.128.0/20 (czyli zakres IP
213.180.128.0-213.180.143.255) pod AS o
numerze 12990.

•

Protokół wektora ścieżki;

•

Używa TCP jako protokołu warstwy

transportu;

•

Pełna tablica routingu jest wymieniana

tylko podczas początkowej sesji BGP;

•

Aktualizacje przesyłane są przez port TCP

o numerze 179;

•

Sesje BGP są utrzymywane przez

wiadomości typu "keepalive";

BGP -

Cechy charakterystyczne

•

Każda zmiana w sieci powoduje wysłanie

zawiadomienia o aktualizacji;

•

BGP ma swoją własną tablicę BGP. Każda

pozycja w sieci musi znaleźć się najpierw
w tablicy BGP;

•

BGP ma skomplikowaną tabelę metryk,

zwanych atrybutami, np. sąsiedniego
skoku i pochodzenia;

•

Obsługuje VLSM i podsumowanie (zwane

też bezklasowym routingiem między-
domenowym (ang.

Classless Inter-Domain

Routing

[CIDR]));

BGP -

Cechy charakterystyczne

Document Outline