Мережеві протоколи Скрипський Микола ceo@mgm.cv.ua Кафедра комп'ютерних систем та мереж Чернівецький національний університет ім. Юрія Федьковича
Зміст Мережевий протокол Протоколи маршрутизації Приклади мережевих протоколів Микола Скрипський. Комп'ютерні мережі. ceo@mgm.cv.ua 2
Мережевий протокол Мереже вий протоко л в комп'ютерних мережах заснований на стандартах набір правил, що визначає принципи взаємодії комп'ютерів в мережі. Протокол також задає загальні правила взаємодії різноманітних програм, мережевих вузлів чи систем і створює таким чином єдиний простір передачі. Для того, щоб прийняти і обробити відповідним чином повідомлення, хостам необхідно знати як сформовані повідомлення і що вони означають. Прикладами використання різних форматів повідомлень в різних протоколах можуть бути встановлення з'єднання з віддаленою машиною, відправка повідомлень електронною поштою, передача файлів. Микола Скрипський. Комп'ютерні мережі. ceo@mgm.cv.ua 3
Мережевий протокол Протокол описує: Формат повідомлення, якому застосунки зобов'язані слідувати; Спосіб обміну повідомленнями між комп'ютерами в контексті визначеної дії, як, наприклад, пересилка повідомлення по мережі. Різні протоколи найчастіше описують лише різні сторони одного типу зв'язку й, узяті разом, утворюють стек протоколів. Назви «протокол» і «стек протоколів» також вказують на програмне забезпечення, яке реалізує протоколи. Микола Скрипський. Комп'ютерні мережі. ceo@mgm.cv.ua 4
Мережевий протокол Маршрутизований протокол це будь-який мережний протокол, адреса мережевого рівня якого надає достатньо інформації для доставки пакету від одного вузла мережі до іншого на основі використовуваної схеми адресації. Такий протокол задає формати полів всередині пакету. Пакети зазвичай передаються від однієї кінцевої системи до іншої. Маршрутизований протокол використовує таблицю маршрутизації для пересилки пакетів. Протокол маршрутизації такий протокол, який підтримує маршрутизовані протоколи і надає механізми обміну маршрутною інформацією. Повідомлення протоколу маршрутизації передаються між маршрутизаторами (роутерами). Протокол маршрутизації дозволяє роутерам обмінюватись інформацією між собою для оновлення записів і підтримки таблиці маршрутизації. Микола Скрипський. Комп'ютерні мережі. ceo@mgm.cv.ua 5
RIP Routing Information Protocol, RIP один із найрозповсюдженіших протоколів маршрутизації в невеликих комп'ютерних мережах, який дозволяє маршрутизаторам динамічно оновлювати маршрутну інформацію (напрямок і дальність в хопах), отримуючи її від сусідніх маршрутизаторів. Версія RIP, яка підтримує протокол інтернету була включена в пакет BSD операційної системи Unix під назвою routed(route daemon), а також багатьма виробниками, що реалізував свою версію цього протоколу. У результаті протокол був уніфікований в документі RFC 1058. У 1994 р. був розроблений протокол RIP2 (RFC 2453), який є розширенням протоколу RIP, що забезпечує передачу додаткової маршрутної інформації в повідомленнях RIP і підвищує рівень безпеки. Для роботи в середовищі IPv6 була розроблена версія RIPng. Микола Скрипський. Комп'ютерні мережі. ceo@mgm.cv.ua 6
RIP RIP так званий дистанційно-векторний протокол, який оперує хопами як метрикою маршрутизації. Максимальна кількість хопів, дозволений RIP 15 (метрика 16 означає «нескінченно велику метрику», тобто недосяжний сегмент мережі). Кожен RIP-маршрутизатор за замовчуванням сповіщає в мережу свою повну таблицю маршрутизації раз на 30 секунд, генеруючи досить багато трафіку на низькошвидкісних лініях зв'язку. RIP працює на прикладному рівні стека TCP/IP, використовуючи UDP порт 520. Обмеження в 15 хопів не дає застосовувати його у великих мережах. Перевага цього протоколу простота конфігурування. Внаслідок простоти його підтримують практично всі маршрутизатори початкового рівня. Микола Скрипський. Комп'ютерні мережі. ceo@mgm.cv.ua 7
RIP command Команда, визначає призначення датаграми (1 request; 2 response) version Номер версії, залежно від версії, визначається формат пакета must be zero повинно бути нулем; RIP Entry (RTE) Запис маршрутної інформації RIP. RIP пакет може містити від 1 до 25 записів RIP Entry. Микола Скрипський. Комп'ютерні мережі. ceo@mgm.cv.ua 8
RIP address family identifier (AFI) Тип адреси, звичайно підтримується тільки запис AF_INET, яке дорівнює 2 (тобто використовується для протоколу IP) must be zero повинно бути нулем IPv4 address IP адреса місця призначення (хост або мережа) metric Метрика маршруту Микола Скрипський. Комп'ютерні мережі. ceo@mgm.cv.ua 9
RIPv2 Микола Скрипський. Комп'ютерні мережі. ceo@mgm.cv.ua 10
RIPv2 Address Family Identifier (AFI) Тип адреси, звичайно підтримується тільки запис AF_INET, яке дорівнює 2 (тобто використовується для протоколу IP) Route Tag (RT) Тег маршруту. Призначений для поділу «внутрішніх» маршрутів від «зовнішніх», взяті наприклад з іншого IGP або EGP IP Address IP адреса місця призначення Subnet Mask Маска підмережі Next Hop Наступний хоп. Містить IP адреса маршрутизатора до місця призначення. Значення 0.0.0.0 хопом до місця призначення є відправник пакета. Незамінне, якщо протокол RIP не може бути запущений на всіх маршрутизаторах! Metric Метрика маршруту Микола Скрипський. Комп'ютерні мережі. ceo@mgm.cv.ua 11
EIGRP Enhanced Interior Gateway Routing Protocol (EIGRP) це пропрієтарний протокол маршрутизації, що базується на старому протоколі IGRP. EIGRP дистанційно-векторний протокол маршрутизації, що був оптимізований для зменшення нестабільності протоколу після змін топології мережі, уникнення проблеми зациклення маршруту та більш ефективного і економного використання потужностей маршрутизатора. Роутери, що підтримують протокол EIGRP також підтримують і IGRP та перетворюють маршрутну інформацію для IGRP-сусідів з 32-бітної метрики EIGRP у 24-бітну метрику стандарту IGRP. Алгоритм визначення маршруту базується на алгоритмі Дейкстри пошуку в глибину на графі Микола Скрипський. Комп'ютерні мережі. ceo@mgm.cv.ua 12
EIGRP EIGRP обчислює і враховує 5 параметрів для кожної ділянки маршруту між вузлами мережі: Total Delay Загальна затримка передачі (з точністю до мікросекунди) Minimum Bandwidth Мінімальна пропускна спроможність (в Кб/с кілобіт/секунду) Reliability Надійнсть (оцінка від 1 до 255; 255 найбільш надійно) Load Завантаження (оцінка від 1 до 255; 255 найбільш завантажено) Maximum Transmission Unit (MTU) (не враховується при обчисленні оптимального маршруту, береться до уваги окремо) максимальний розмір блоку, що можливо передати по ділянці маршруту. Микола Скрипський. Комп'ютерні мережі. ceo@mgm.cv.ua 13
OSPF OSPF(англ. Open Shortest Path First) протокол динамічної маршрутизації, заснований на технології відстеження стану каналу (link-state technology), що використовує для знаходження найкоротшого шляху Алгоритм Дейкстри (Dijkstra's algorithm). Протокол OSPF був розроблений IETF в 1988 році. Остання версія протоколу представлена в RFC 2328. Протокол OSPF являє собою протокол внутрішнього шлюзу (Interior Gateway Protocol IGP). Протокол OSPF поширює інформацію про доступні маршрути між маршрутизаторами однієї автономної системи. Микола Скрипський. Комп'ютерні мережі. ceo@mgm.cv.ua 14
Властивості OSPF Інтерфейс (interface) - з'єднання маршрутизатора і однієї з підключених до нього мереж. При обговоренні OSPF терміни інтерфейс і канал (link) часто вживаються як синоніми. Оголошення про стан каналу (link-state advertisement, LSA) - оголошення описує всі канали маршрутизатора, всі інтерфейси і стан каналів. Стан каналу (link state) - стан каналу між двома маршрутизаторами; оновлення відбуваються за допомогою пакетів LSA. Метрика (metric) - умовний показник «вартості» пересилки даних по каналу; Автономна система (autonomous system) - група маршрутизаторів обмінюються маршрутною інформацією через загальний протокол маршрутизації. Микола Скрипський. Комп'ютерні мережі. ceo@mgm.cv.ua 15
Властивості OSPF Зона (area) - сукупність мереж і маршрутизаторів, які мають один і той же ідентифікатор зони. Сусіди (neighbours) - два маршрутизатора, що мають інтерфейси в загальній мережі. Стан суміжності (adjacency) - взаємозв'язок між певними сусідніми маршрутизаторами встановлена з метою обміну інформацією маршрутизації. Hello-протокол (hello protocol) - використовується для підтримки сусідських відносин. База даних сусідів (neighbours database) - список всіх сусідів. База даних стану каналів (link state database, LSDB) - список усіх записів про стан каналів. Зустрічається також термін топологічна база даних (topological database), вживається як синонім бази даних стану каналів. Ідентифікатор маршрутизатора (router ID, RID) - унікальне 32-бітове число, яке унікально ідентифікує маршрутизатор в межах однієї автономної системи. Микола Скрипський. Комп'ютерні мережі. ceo@mgm.cv.ua 16
Опис роботи протоколу OSPF Маршрутизатори обмінюються hello-пакетами через всі інтерфейси, на яких активований OSPF. Маршрутизатори, що розділяють загальний канал передачі даних, стають сусідами, коли вони приходять до домовленості при певних параметрах, зазначених в їх hello-пакетах. На наступному етапі роботи протоколу маршрутизатори будуть намагатися перейти в стан суміжності зі своїми сусідами. Перехід у стан суміжності визначається типом маршрутизаторів, які обмінюються hello-пакетами, і типом мережі, по якій передаються hello-пакети. OSPF визначає кілька типів мереж і кілька типів маршрутизаторів. Пара маршрутизаторів, що знаходяться в стані суміжності, синхронізує між собою базу даних стану каналів. Кожен маршрутизатор посилає оголошення про стан каналу маршрутизаторам, з якими він знаходиться в стані суміжності. Микола Скрипський. Комп'ютерні мережі. ceo@mgm.cv.ua 17
Опис роботи протоколу OSPF Кожен маршрутизатор, який отримав оголошення від суміжного маршрутизатора, записує передану в ньому інформацію в базу даних стану каналів маршрутизатора і розсилає копію оголошення всім іншим суміжним з ним маршрутизаторам. Розсилаючи оголошення всередині однієї OSPF-зони, всі маршрутизатори будують ідентичну базу даних стану каналів маршрутизатора. Коли база даних побудована, кожен маршрутизатор використовує алгоритм «найкоротший шлях першим» для обчислення графа без петель, який буде описувати найкоротший шлях до кожного відомому пункту призначення із собою в якості кореня. Цей граф - дерево найкоротших шляхів. Кожен маршрутизатор будує таблицю маршрутизації зі свого дерева найкоротших шляхів. Микола Скрипський. Комп'ютерні мережі. ceo@mgm.cv.ua 18
Типи мереж, OSPF Широкомовні мережі з множинним доступом (Ethernet, Token Ring) Точка-точка (T1, E1, комутований доступ) Неширокотрансляційні мережі з множинним доступом (NBMA) (Frame relay) Микола Скрипський. Комп'ютерні мережі. ceo@mgm.cv.ua 19
BGP Border Gateway Protocol, BGP (англ. протокол граничного шлюзу) основний протокол динамічної маршрутизації в Інтернет. BGP відрізняється від інших протоколів динамічною маршрутизацією, його призначення - для обміну інформації про маршрути не між окремим маршрутизаторами, а між цілими автономними системами, і тому, крім інформації про маршрути в мережі, переносить також інформацію про маршрути на автономні системи. BGP не використовує технічні метрики, а здійснює вибір найкращого маршруту виходячи з правил, прийнятих в мережі. Микола Скрипський. Комп'ютерні мережі. ceo@mgm.cv.ua 20
Telnet Telnet (англ. TErminaL NETwork) мережевий протокол для реалізації текстового інтерфейсу по мережі (у сучасній формі за допомогою транспорту TCP). Назву «telnet» мають також деякі утиліти, що реалізують клієнтську частину протоколу. У протоколі не передбачено використання ні шифрування, ні перевірки достовірності даних. Тому він вразливий для будь-якого виду атак, до яких вразливий його транспорт, тобто протокол TCP. Микола Скрипський. Комп'ютерні мережі. ceo@mgm.cv.ua 21
SSH Secure Shell, SSH мережевий протокол, що дозволяє проводити віддалене управління комп'ютером і передачу файлів. Криптографічний захист протоколу SSH не фіксований, можливий вибір різних алгоритмів шифрування. Клієнти і сервери, що підтримують цей протокол, доступні для різних платформ. Крім того, протокол дозволяє не тільки використовувати безпечний віддалений shell на машині, але і туннелювати графічний інтерфейс X Tunnelling (тільки для Unix-подібних ОС або застосунків, що використовують графічний інтерфейс X Window System). Так само ssh здатний передавати через безпечний канал (Port Forwarding) будь-який інший мережевий протокол, забезпечуючи (при належній конфігурації) можливість безпечної пересилки не тільки X-інтерфейсу, але і, наприклад, звуку. Підтримка SSH реалізована у всіх UNIX системах Микола Скрипський. Комп'ютерні мережі. ceo@mgm.cv.ua 22
SMTP Simple Mail Transfer Protocol (Простий Протокол Пересилання Пошти) це протокол, який використовується для пересилання електронної пошти до поштового сервера або з клієнта-комп'ютера, або між поштовими серверами. В IANA для SMTP зареєстрований порт 25. Микола Скрипський. Комп'ютерні мережі. ceo@mgm.cv.ua 23
POP3 Post Office Protocol (Поштовий Офісний Протокол) це протокол, що використовується клієнтом для доступу до повідомленнь електронної пошти на сервері. Остання версія протоколу третя. POP3 дозволяє клієнтові мати вибірковий доступ до повідомлень на сервері. За своєю функціональністю POP є набагато біднішим за IMAP протокол, не надаючи клієнту інтерфейсу з маніпулювання папками на сервері, вибірковим отриманням частин повідомлення чи можливості завантаження заголовків листів. POP3 протокол, за замовчуванням працює на 110 порту TCP. Шифрований Secure POP3 (SSL-POP) працює на 995 порту TCP. Микола Скрипський. Комп'ютерні мережі. ceo@mgm.cv.ua 24
IMAP IMAP (англ. Internet Message Access Protocol «Протокол доступу до інтернет-повідомлень») мережевий протокол прикладного рівня для доступу до електронної пошти. Аналогічно POP3, служить для роботи з вхідними листами, однак забезпечує додаткові функції, зокрема, можливість пошуку за ключовим словом без збереження пошти в локальній пам'яті. IMAP надає користувачеві великі можливості для роботи з поштовими скриньками, розташованими на центральному сервері. Поштовий клієнт, що використовує цей протокол, отримує доступ до сховища кореспонденції на сервер так, начебто ця кореспонденція розташована на комп'ютері одержувача. Микола Скрипський. Комп'ютерні мережі. ceo@mgm.cv.ua 25
HTTP HTTP протокол передачі даних, що використовується в комп'ютерних мережах. Назва скорочена від Hyper Text Transfer Protocol, протокол передачі гіпер-текстових документів HTTP належить до протоколів моделі OSI 7-го прикладного рівня. Основним призначенням протоколу HTTP є передача веб-сторінок (текстових файлів з розміткою HTML), хоча за допомогою нього успішно передаються і інші файли, які пов'язані з веб-сторінками (зображення і додатки), так і не пов'язані з ними (у цьому HTTP конкурує з складнішим FTP). Микола Скрипський. Комп'ютерні мережі. ceo@mgm.cv.ua 26
HTTPS HTTPS схема URI, що синтаксично ідентична http: схемі яка звичайно використовується для доступу до ресурсів Інтернет. Використання https:url вказує, що протокол HTTP має використовуватися, але з іншим портом за замовчуванням (443) і додатковим шаром шифрування/автентифікації між HTTP і TCP. Ця схема була винайдена у компанії Netscape Communications Corporation для забезпечення автентифікації і шифрування комунікацій і широко використовується в Інтернеті для чутливих для безпеки комунікацій, таких як наприклад платіжні операції і корпоративні логіни. HTTPS це не окремий протокол, а звичайний HTTP через SSL або TLS. TCP портом за замовчуванням для HTTPS є 443. Микола Скрипський. Комп'ютерні мережі. ceo@mgm.cv.ua 27
FTP Протокол передачі файлів (англ. File Transfer Protocol, FTP) дає можливість абоненту обмінюватися двійковими і текстовими файлами з будь-яким комп'ютером мережі, що підтримує протокол FTP. Установивши зв'язок з віддаленим комп'ютером, користувач може скопіювати файл з віддаленого комп'ютера на свій, або скопіювати файл з свого комп'ютера на віддалений. FTP сервіс прямого доступу, який вимагає повноцінного підключення до Інтернету, але є можливість доступу і через електронну пошту існують сервери, які пересилають за допомогою електронної пошти файли з будь-яких серверів anonymous FTP. Микола Скрипський. Комп'ютерні мережі. ceo@mgm.cv.ua 28
XMPP Extensible Messaging and Presence Protocol (XMPP) раніше Jabber[1] відкритий протокол для швидкого обміну повідомленнями та інформацією про присутність між користувачами мережі Інтернет. XMPP має ті ж базові можливості, що й такі комерційні системи швидкого обміну повідомленнями як GTalk, AIM, ICQ, MSN і Yahoo! Messenger. XMPP також має RFC під номером 3920. Основою XMPP є мова XML. Головною перевагою цієї технології є розподіленість, як в SMTP, та підтримка шлюзів в інші мережі обміну повідомленнями. Микола Скрипський. Комп'ютерні мережі. ceo@mgm.cv.ua 29
IRC IRC (англ. Internet Relay Chat) сервіс Інтернет, який надає користувачам можливість спілкування шляхом надсилання текстових повідомлень багатьом людям з усього світу одночасно (в режимі реального часу). Аналогію можна знайти у радіо на коротких хвилях, навіть використовується аналогічне поняття англ. channel (канал, хвиля). Надруковане на комп'ютері користувача повідомлення стає видимим всім користувачам на тому ж каналі. Користувач може приєднатися до вже наявного каналу або налаштувати свій. Користувач може створити свій особистий канал тільки для себе і буквально однієї-двох людей. Так само, як і у короткохвильовиків, користувач може присвоїти собі унікальний «позивний» («нік», «псевдонім», англ. nick). Микола Скрипський. Комп'ютерні мережі. ceo@mgm.cv.ua 30
Samba Samba вільна реалізація мережевого протоколу SMB/CIFS. Samba випускається під ліцензією GNU. Назва Samba походить від SMB назви протоколу, який використовується Microsoft Windows для мережевої файлової системи. Головною перевагою Samba є те, що з її допомогою можливо використовувати у мережі одночасно комп'ютери з операційними системами Windows та Unix, організовувати обмін файлами між ними без окремого Windows-сервера. Микола Скрипський. Комп'ютерні мережі. ceo@mgm.cv.ua 31
Дякую за увагу! Запитання? Микола Скрипський. Комп'ютерні мережі. ceo@mgm.cv.ua 32