CCNA1 – Rozdział 2

Dzisiaj przedstawię co nieco z rozdziału drugiego czyli parę słów o komunikacji w sieci.

Zanim zaczniemy chciałbym tylko zwrócić uwagę na dwie przydatne w nauce cisco aplikacje – Packet Tracer – którego można ściągnąć z oficjalnej strony cisco oraz Wireshark – darmową aplikację przydatną nie tylko w nauce ale i późniejszej analizie problemów sieciowych w realnych implementacjach.

Segmentacja i multipleksacja

Przesyłanie danych w małych porcjach zamiast w jednej dużej paczce nazywa się segmentacją. Ma to o tyle znaczenie, że przesyłanie dużych plików na raz mogło by uniemożliwić korzystanie z innych usług sieciowych zarówno osobie wysyłającej jak i innym użytkownikom sieci. Dzięki segmentacji mamy dodatkową korzyść w postaci większej tolerancji na błędy – jeśli jakaś paczka dotrze do adresata uszkodzona lub nie dotrze wcale to przesyłamy ponownie tylko tą jedną paczkę, a nie cały zbiór. Możliwość wysyłania różnych danych przez różnych użytkowników w tym samym czasie współdzielących łącze nazywa się multipleksacją. Należy przy tym pamiętać iż wskutek użycia powyższych technik następuje dodatkowe obciążenie sieci spowodowane potrzebą kontroli wspomnianych mechanizmów.

Komponenty sieci:

• urządzenia (np. laptop, switch)
• media (kable, częstotliwości radiowe)
• serwisy (aplikacje sieciowe)

Urządzenia końcowe i hosty

Urządzenia końcowe to np – komputery, drukarki, sieciowe, telefony voip, kampery czy urządzenia mobilne. Wszystkie te urządzenia w sieci nazywane są hostami. Aby je rozróżniać każdy host posiada własny indywidualny adres. Hosty mogą pełnić rolę serwera (udostępniać usługi), klienta (korzystać z usług) lub coraz częściej pełnić obie funkcje.

Urządzenia pośredniczące

Oprócz urządzeń wspomnianych wcześniej sieć nie mogła by istnieć bez urządzeń pośredniczących takich jak np: huby, switche, access pointy, rutery, serwery czy firewalle. Ich funkcja jest różna w zależności od urządzenia ale najczęściej odpowiadają za: regeneracje i retransmisje sygnału, utrzymywanie informacji o dostępnych ścieżka w sieci, informowanie o błędach komunikacji, klasyfikacji ruchu w oparciu o zdefiniowane reguły, przepuszczanie bądź blokowanie określonego typu ruchu.

Media

Aktualnie naczęściej wykorzystywanymi mediami w sieciach są:

• kable miedziane
• kable optyczne
• łączność bezprzewodowa

Wybór odpowiedniego medium uzależniony jest od zapotrzebowania na określone parametry takie jak odległość czy szybkość transmisji, a także koszty i środowisko w którym ma być przeprowadzona sieć.

LAN, MAN, WAN …

Ponieważ wielkość sieci może być bardzo różna wyszczególniono następujące typy sieci:

• LAN – czyli Local Area Network – kiedyś mówiło się tak na małe sieci np osiedlowe, aktualnie nazywa się tak nawet duże obszarowo sieci zarządzane przez jeden podmiot
• MAN – czyli Metropolitan Area Network – kiedyś nazywano tak sieci w jednym mieście, teraz coraz rzadziej spotyka się tą nazwę
• WAN – czyli Wide Area Network – inaczej sieci rozległe lub sieci pośredniczące pomiędzy sieciami LAN
• Internetwork – takim określeniem określa się sieć sieci o określonym zadaniu zgrupowanych razem – najbardziej znaną jest Internet ale istnieją także sieci nie publiczne takie jak milnet czy sieci uczelniane lub naukowe
• Intranet – część sieci – najczęściej jakiejś instytucji – do której dostęp mają tylko określone osoby np. tylko pracownicy

Porty i interfejsy

Na urządzeniach sieciowych można wyróżnić porty fizyczne czyli miejsca w których dopinamy okablowanie celem połączenia urządzenia do sieci oraz interfejsy czyli wyspecjalizowane logiczne porty które wpięte są do określonej sieci.

Protokoły

W celu uproszczenie i ustandaryzowania komunikacji w sieci powstały zestawy protokołów zebrane w stosy protokołów. Dwa najważniejsze to model OSI oraz model TCP/IP.

Jak naprościej zapamiętać kolejność warstw w modelu OSI? Użyć małej mnemotechniki – Please Do Not Throw Sousage Pizza Away.

Do czego służą poszczególne warstwy?
TCP/IP

Aplikacji – reprezentacja danych użytkownikowi oraz kodowanie i kontrola dialogu
Transportu – wspiera komunikacje pomiędzy różnymi urządzeniami i różnymi sieciami
Internetu – wyszukanie najlepszej ścieżki w sieci
Dostępu do sieci – kontrola urządzeń fizycznych i medium danych

OSI

Aplikacji – prezentacja danych użytkownikowi
Prezentacji – reprezentacja danych transferowanych pomiędzy serwisami warstwy aplikacji
Sesji – organizacja dialogu i wymiany danych
Transportu – definiuje segmentacje, transfer i poprawne złożenie danych
Sieci – wymiana określonych danych pomiędzy zidentyfikowanymi urządzeniami końcowymi
Łącza danych – metody wymiany ramek poprzez wspólne medium
Fizyczna – mechaniczne, elektryczne sygnały służące aktywacji, utrzymaniu i rozłączeniu połączenia

Oba modele są kompatybilne tzn model TCP/IP spełnia założenia modelu OSI i odwrotnie. Po prostu trzy pierwsze warstwy OSI zawierają się w warstwie aplikacji TCP/IP, a dwie ostatnie warstwy modelu OSI zawierają się w warstwie dostępu do sieci.

Enkapsulacja

Dane podczas wędrówki z warstwy aplikacji do warstwy fizycznej przechodzą przeobrażenia celem dostosowania ich do formatu, który można przesłać przez medium.

W warstwie transportowej dane dzielone są na segmenty
W warstwie sieciowej segmenty dzielone są na pakiety
W warstwie łącza danych pakiety dzielone są na ramki
W warstwie fizycznej ramki kodowane są na bity

Podczas wysyłania danych następuje enkapsulacja, a podczas ich odbioru dekapsulacja.

Adresacja w sieci

Adresacja w sieci może być wielopoziomowa tzn w celu identyfikacji odpowiedniej komunikacji na poziomie danej warstwy wykorzystywane są różne mechanizmy.

Warstwa Fizyczna – bity synchronizacji
Warstwa Łącza Danych – adres fizyczny (MAC)
Warstwa Sieci – adres logiczny (IP)
Warstwa Transportu – adres portu

W celu lepszego zapoznania się z przedstawionymi pojęciami zapraszam od obejrzenia krótkiego filmiku „Warriors of the Net”