Slide 1

Sieci komputerowe
Część 1


Slide 2

Budowa ramki
Preambuła

Adres
odbiorcy

Adres
nadawcy

Typ ramki

Dane ramki

CRC

8 oktetów

6 oktetów

6 oktetów

2 oktety

64-1500
oktetów

4 oktety

Dane przesyłane przez sieć Ethernet są dzielone na ramki (ang.
frame).

Ramki Ethernetu mają zmienną długość - od 64 do 1518 oktetów
(oktet = 8 bitów)


Slide 3

Adresy IP
 Ogólnie

przyjętym sposobem zapisu
adresu IP w sposób czytelny dla
użytkownika jest format bajtowodziesiętny –
 adres zapisywany jest w postaci czterech
liczb dziesiętnych, które oddzielone są
kropkami, przy czym każda liczba
dziesiętna odpowiada 8 bitom adresu IP.
Taki zapis nosi nazwę “notacji dziesiętnej z
kropkami”


Slide 4

Adres
Np. 32 bitowy adres:
10000000 00001010 00000010 00011110
jest zapisany jako:
128.10.2.30


Slide 5

klasy adresów IP


Slide 6

Klasa A
Łatwo zauważyć, że adresów klasy A
wykorzystywanych przez duże sieci jest
niewiele (na adres sieci przeznaczone jest
7 bitów, więc sieci takich jest 27=127)

ale w każdej z sieci tej klasy może być
ponad 16 milionów komputerów (na adres
komputera przeznaczone jest 24 bity więc
otrzymujemy 224 komputerów)


Slide 7

Klasa B
przeznaczona jest dla sieci średniej
wielkości mających do 216 komputerów

14 bitów określa sieć,
zaś 16 bitów komputer.
W efekcie otrzymujemy 16384 sieci,
które mogą mieć do 65535 komputerów każda


Slide 8

Klasa C
W klasie C sieć adresowana jest za pomocą
21 bitów - daje to 221 sieci (ponad 2 miliony)
ale w każdej z nich może być co najwyżej
28=256 komputerów.


Slide 9

Klasa D
Adres klasy D (ang. multicast address)
ma specjalne znaczenie –
jest używany w sytuacji gdy ma miejsce
jednoczesna transmisja
do większej liczby urządzeń


Slide 10

Adresy zamiast w postaci bitowej, zwykle zapisuje się w postaci
czterech liczb dziesiętnych.
Wówczas podział na klasy wygląda następująco:

Klasa

Najniższy adres

Najwyższy adres

A

0.1.0.0

126.0.0.0

B

128.0.0.0

191.255.0.0

C

192.0.1.0

223.255.255.0

D

224.0.0.0

239.255.255.255

E

240.0.0.0

247.255.255.255


Slide 11

Przydzielanie adresów
Adres IP każdego urządzenia, które może być
połączone z intersiecią musi być unikalny w
skali światowej.
W celu zapewnienia jednoznaczności
identyfikatorów sieci, wszystkie adresy
przydzielane są przez jedną organizację.
Zajmuje się tym
Internet Network Information Center
(INTERNIC)


Slide 12

Protokół Odwzorowania
Adresów (ARP)
Jak jednak wiemy, dwa komputery mogą się
komunikować tylko wtedy, kiedy znają nawzajem
swoje adresy fizyczne.
Zachodzi więc potrzeba opracowania
oprogramowania, które “zasłoni” adresy fizyczne i
umożliwi programom wysokiego poziomu pracę
tylko z adresami IP.
Docelowo jednak komunikacja jest prowadzona za
pomocą sieci fizycznej i przy użyciu schematu
adresów fizycznych, który zapewnia sprzęt.


Slide 13

Jak dochodzi do przekształcenia adresu
IP na adres fizyczny tak aby informacja
mogła być poprawnie przesyłana?
W sieci Ethernet, w której mamy do czynienia z
długim 48-bitowym adresem fizycznym
przypisanym w trakcie procesu produkcyjnego
do urządzeń sieciowych.
W efekcie podczas wymiany karty sieciowej w
komputerze, zmienia się adres fizyczny
maszyny.
Ponadto nie ma sposobu na zakodowanie 48bitowego adresu ethernetowego w 32-bitowym
adresie IP.


Slide 14

Przekształcenia adresu IP
na adres fizyczny
Przekształcenia adresu IP na adres fizyczny
dokonuje protokół odwzorowania adresów
ARP (ang. Address Resolution Protocol),
który zapewnia dynamiczne odwzorowanie i
nie wymaga przechowywania tablicy
przekształcania adresowego.
Wykorzystuje on możliwość rozgłaszania
danych w sieci ethernet.
W rozwiązaniu tym nowe maszyny mogą być
łatwo dodawane, ponadto nie wymagane jest
przechowywanie centralnej bazy danych


Slide 15


Slide 16

ARP
Tak więc protokół ARP umożliwia
komputerowi odnajdywanie
fizycznego adresu maszyny docelowej
z tej samej sieci fizycznej przy użyciu
jedynie adresu IP


Slide 17

ARP i Pamięć Podręczna
Przedstawiony sposób odwzorowywania
adresów ma jednak wady. Jest zbyt kosztowny
aby go używać za każdym razem gdy jakaś
maszyna chce przesłać pakiet do innej:
przy rozgłaszaniu każda maszyna w sieci musi
taki pakiet odebrać i przetworzyć.


Slide 18

ARP
W celu zredukowania kosztów komunikacji,
komputery używające protokołu ARP
przechowują w pamięci podręcznej ostatnio
uzyskane powiązania adresu IP z adresem
fizycznym, w związku z tym nie muszą ciągle
korzystać z protokołu ARP.


Slide 19

ARP
Gdy tylko komputer otrzymuje odpowiedź ARP,
zapamiętuje adres IP jego nadawcy i
odpowiadający mu adres sprzętowy, aby móc
później go wykorzystać.


Slide 20

ARP
Przy przesyłaniu pakietu komputer zawsze,
zanim wyśle prośbę ARP, zagląda do pamięci
podręcznej czy nie ma tam odpowiedniego
powiązania, jeżeli takie znajduje, to nie musi
nic rozgłaszać w sieci


Slide 21

ARP
Możliwe jest wiele udoskonaleń protokołu ARP.
Jeśli komputer A wysyła prośbę o adres
fizyczny komputera C może od razu
dowiązać informację o swoim adresie
fizycznym do wysyłanej prośby. Ponieważ
prośba ta dociera do wszystkich komputerów
w sieci (jest przecież rozgłaszana), mogą
one automatycznie umieścić w swoich
pamięciach podręcznych informację o
adresie fizycznym komputera A.


Slide 22

ARP
Jeśli w komputerze zostanie zmieniony adres
fizyczny (np. w wyniku zmiany karty
sieciowej), to może on bez zapytania o jego
adres fizyczny rozgłosić go do innych
komputerów, tak aby wszystkie maszyny
uaktualniły informacje o jego adresie
fizycznym w swoich pamięciach podręcznych


Slide 23

Protokół Odwrotnego Odwzorowania Adresów
(RARP)

Komputery bez dysku twardego ustalają swój
adres IP maszyny uprawnionej do świadczenia
takich usług, przy pomocy protokołu
odwrotnego odwzorowania adresów
RARP (ang. Reverse Address Resolution
Protocol).
Umożliwia on uzyskiwanie adresu IP na
podstawie znajomości własnego adresu
fizycznego (pobranego z interfejsu
sieciowego)


Slide 24