Kommunikasjon mellom prosesser MELDING HTTP (Hyper Text Transfer Protocol) FTP (File Transfer Protocol) simple mail transfer protocol 7 bits ASCII SMTP (Simple mail Transfer Protocol) sender mail fra server til server Protokoll:- Protokoll er et sett med regler og konvensjoner for tolkning av data Kommunikasjon mellom enheter på likestilte lag Push-protokoll Mail Post office protocol 3 Hva er Datakommunikasjon?- Transmisjon av digitale data mellom to eller flere enheter POP3 Protokoller henter/sender mail mellom klient og server http brukes når mailen er i nettleser Coax kabel Pull-protokoll Satelitt radio kanaler IMAP Radio kanaler Internet Message Access Protocol alternativ til POP3 bedre for sending av media Fysiske medium Fiberoptisk behandler hver forespørsel uten å koble brukeren opp mot tidligere prosesser eks. HTTP TP (Kobber) Stateless protocol Frekvensspektrummet av en link er delt opp mellom kollingene som er Behandler hver forespørsel som selvstendige transaksjoner lagrer ingen informasjon hos serveren Frekvensdelt multipleksing (FDM) Tidsdelt multipleksing (TDM) Dedikerte resursjer Linjesvitsjing: (Dedicated resources)- Dedikert transmisjonskanal (i nettverket)- Egen reservet linje i nettverket- Forbindelse må kobles opp før overføring av data kan begynne Raskere prosesseringstid ved nodene (klar rute) Mindre kompleksitet i endesystemene (eks. telefon) Fordeler En protokoll som holder status på forbindelser og bruker Stateful protocol STDM Packet Switching(store-and-f orward) Tjenestekvalitet eks. FTP statistical time division multiplexing deler opp meldinger i pakker Subtopic faste forsinkelser Deler opp heler frekvensbåndet i mindre deler (Kanaler) Bruker får tildelt en kanal Garantert leveranse Konstant tilgang til Båndbredde FDM(frequency division multiplexing) lese header + forwarding Kan sende konstant over linken Proseseringsforsinkelse kø til link Konstant tilgang til mediet Kø forsinkelse Switching Forsinkelse ut på link Eks. FM-Radio Transmisjonsforsinkelse å faktisk sende over linken Circuit Switching(dedicated resources) Utbredelsesforsinkelse Deler opp tiden i mindre deler (tidsslotter) TDM(time division multiplexing) skiller mellom Svitsjing i Nettverk:-For å koble sammen sender og mottaker slik at de kan utveksle data Forbindelsen settes opp med rutingsalgoritmer, men det er mulighet for alternative ruter dersom en link går ned Bruker får tildelt en tidsslott Stopper og sender hele tiden Sender med hele båndbredden i det bestemte tidsslottet Benytter adressen til mottaker for å overføre pakker videre i nettverket komplekst nettverk ulemper - Til adresse- Fra adresse- Adresse til neste node i nettverket dårlig utnyttelse av stilletid Pakkesvistsjing: (Stored and forward)-Flere brukere deler på overføringskapasitetern- Kommunikasjon mellom sender mottaker skjer ved hjelp av pakker- Optimal utnyttelse av bredbånd-Pakker blir satt i kø hos svitsj/ ruter Datagramnettverk To pakker fra samme klient kan benytte seg av forskjellige ruter til destinasjon Sentralisert system Klienter kommer med forsprøsel til server kan ha dynamisk IP Eks.- Brukt i Internett- IP Klient kan komme å gå som den ønsker Linjen må settes opp og reserveres før man kan sende data. Linjen er da opptatt, selv i stille tid har fast IP adresse Server Benytter virtuelle-kanalnummer for å videresende pakker til riktig mottaker står klar til å svare på forespørsler Klient-Server-Arkitektur Virtuell-Kanal-Nettverk (VC Network) Arkitektur Alle noder i nettverket må holde orden på tilstande til en oppkobling Periodisk kobling mellom hosts, kalt peers Alle pakker fra klienten benytter samme rute til destinasjon desentralisert system Applikasjoner utnytter direkte kommunikasjon mellom mellom par Servere Host:-Host er endesystemer Hver peer tilføyer service kapasitet til systemet ved å distrubiere mottatte filer til andre peers. selvskalerende Eksempel: BitTorrent Kliener "pool resources" Internett:-Et nett av nettverk-Flere nettverk koblet sammen World Wide Web er applikasjon som kjører på Internett Peer-to-Peer-Arkitektur NAT problemetNetwork adress translation Støtter applikasjoner i å kommunisere mellom prosesser software grensesnitt mellom applikasjonslaget og transportlaget Meldinger sendes nedover i stacken -> ender opp hos mottakers applikasjonslag Destinasjons IP Socket:-Grensesnitt mellom applikasjonslaget og transportlaget-Applikasjonsprogrammer leser og skriver data fra/ til socket for å overføre/ motta informasjon fra/ til en applikasjon hos en annne vert Trenger (UDP) Destinasjons Portnummer Socket (API), 4 tupler Overordnet Avsender IP 5. Applikasjonslaget STMP Kan og ha (TCP) Kildeportnummer Applikasjonslaget HTTP FTP Protokoller Trojansk Hest gjemmer seg i uskyldig programvare DNS selvreplikerende Virus Subtopic henger seg på et kjørbart program og sprer seg eks. E-mail tillegg MALWARE Tilbyr logisk kommunikasjon mellom prosesser selvreplikerende + selveksikverende trenger ikke eksekveres for å kjøre ORM Pakkene blir lagt i segmenter kan utnytte sårbarheter i programvare på både servere og PCer Tilbyr forbindelsesorienterte og forbindelsesløse tjenester 4. Transportlaget Internett Protocol Stack (TCP/IP) TCP lagrer info om brukeren i en database til en nettside Protokoller UDP 1. headerline av HTTPresponse message Cookies 2. headerline i neste HTTP request message slik fungerer det Tilbyr logisk kommunikasjon mellom hoster 3. Cookie-filen blir holdt på brukerens host Webtjeneren bruker filen, sendes med i HTTPmeldingene Pakker på dette laget kalles datagram 4. Back-end database på webside hvor brukerens ID lagres 3. Nettverkslaget Levering av datagram ved hjelp av IP og ruting OSFP Protokoller server lagrer nettsider som er mye brukt Service modell Proxy Punkt til punkt levering (Node til node) bruker conditional get for å sjekke om infoen er oppdatert sparer mye båndbredde på store nett Pakker på dette laget kalles rammer 2. Linklaget Tilbyr ulike tjenester for sikker levering ARP lagrer objekter (bilder++) på endesystemet for å få raskere tilgang neste gang Caching Protokoller Hensik:- Mappe IP-adresser mot en tekstbasert adresse. Flytter fysiske bits fra ende til ende assosiere et hostnavn el. mal med en eller flere IP-adresser "Bits på ledning" Avhengig av medium 1. Fysiske lag spørr først Root DNS, får adressen til en Autorativ DNS Protokoller Spørr Autorativ DNS, får adressen til Local DNS osv. iterativ skjer alltid via din egen lokaleDNS spørremetoder 7. Applikasjonslaget spørr først Root DNS, den spørr Autorativ DNS, som igjen spørr Local DNS osv. rekursiv Tilbyr uavhengighet mellom forskjellige data fremstillinger 6. Presentasjonslaget Root level DNS Oversetter fra applikasjonsformat til nettverksfromat, og nettverksformat til appliksajonsformat Skiller en periode ved punktum (.) .no, .com, Top level DNS Etablerer, drifter og avslutter kobling mellom applikasjonene 5. Sesjonslaget Burkt til å indikere land/ region eller organisasjon OSI Connection coordination Variable navn som blir brukt til å identifisere en organisasjon 4. Transportlaget Seccond level DNS vg, db, adressa DNS(domain name system) 3. Nettverkslaget Hierarkiet Tilleggs navn 2. Linklaget Sub domene eksempel.vg, test.db 1. Fysiske lag Definisjon på Network Service Model- egenskapene ved ende-til-ende transport av pakker mellom sendende og mottakende endesystem Brukt til å identifisere en spsifikk resurs Host Eksempelvis en bestemt datamaskin Innkapsuleringsprinsippet:- Dataenhet fra laget ovenfor blir tilført en header (evt. trailer) i laget under. Denne headeren (evt. traileren) inneholder informasjon som er nødvendig for å ivareta mottakende lags oppgaver. Eks:- TCP segment ankommer nettverkslaget -> segmentet blir innkapsulert av en IP-header. host-a.eksempel.vg Local DNS proxy, universitet, hus Svarer på forespørsle fra klient(/andre servere), og går tilbake i lyttemodus for å vente på nye forespørsler A - standard host name til IPadresse CNAME - canonical name, peker til et annet host name Tjeneren (serveren) er alltid oppkoblet DNS mapping Client - Server arkitektur Benytter flere tjener for å fordele påtrykk på resurssene MX - mail exchange servertype NS - Alias, Name server eks.WebFTP bruker en TCP kobling for å sende og motta flere (HTTP) forespørsler og svar Persistent connection keep-alive Non-persistent connection BITS ON WIRE Åpner en ny kobling for hver eneste forespørsel og svars-par Fysiske laget flytter de fysiske bits fra ende til ende Persistent /non-persistent Microsoft Outlook Eksempel på User Agents Apple Mail Elektronisk Mail User Agent:- Brukergrensesnitt for mail systemet Tilbyr grensesnitt som:Lese- Svare- VideresendeForfatte CDMA-En metode for å få tilgang til alle enheter på et nettverk- "Ikke gjennom, men rundt fjellet via andre"Brukes mye i mobile nettverk CSMA/CA WiFi 802.11- RTS/CTS- "request to send"- "clear to send"- for å få tilbake tilgangen på "gjemte" terminaler- på samme måte som CDMA, bare med et access point i mellom, og ikke en terminal SEGMENT Logisk kommunikasjon mellom applikasjonsprosesser som kjøre på forskjellige hoster Bluetooth- Kort avstand- Lite energi- Lite kostnad - I steden for kabel over korte avstander Demultipleksing (opp):- Segmente fra transportlaget blir splittet opp til meldinger i applikasjonslaget Mobilitet Zigbee- enda svakere enn bluetooth- termostater, lyssensorer osv Multipleksing/ Demultipleksing:-Skjer i socket mellom applikasjon og transportlaget Datacom Multipleksing (ned):- Meldinger i applikasjonslaget blir lagt sammen til segment i transprotlaget 2G/3G/4G- Mobilt IP Rettferdig, har algoritmer som passer på at om flere brukere er på nettet, vil de over tid justere seg til å bruke like mye bånd bredde Subtopic Header: 20 Bytes Direkte routing Koblingsorientert/ Forbindelsesorientert protokoll Routing Indirekte routing:- Passer godt for applikasjoner som er avhengig av høy pålitelighet Bruksområde Legger inn en liten forsinkelse slik at data blir lastet inn Løsning på problem med Jitter:-Buffring Jitter:-Nettverksforsinkelse kan være variabel.Variasjonen i denne forsinkelsen kalles jitter VoIP (Voice over IP):Toveis kommunikasjon Subtopic Transmisjonstid er lite kritisk HTTP Multimedia Nettverking HTTPs DASH (Dynamic Adaptive streaming over HTTP):Muliggjør høy kvalitets streaming av media innhold over Internett levert fra HTTP web servere Multimedianett Protokoller SMTP FTP Telnet RAMME/FRAM E Tilbyr:Punkt-til-punkt levering (node til node) oppkobling 3-way handshake:-Oppkobling/ nedkobling ved bruk av TCP Må initiere en kobling nedkobling 802.3 - Ethernett noe Pull protokoll 802.11 -WIFI (Trådløst) rdt 3.0 Definerer hva skjer dersom to sender til samme tid Dersom bus er konstant opptatt,Kan kollisjoner skje så ofte at ytelsen går ned drastisk SR (Selective Repeat) Håndterer kollisjoner når de skjer CSMA/CD (Colision Detection) Pipelining (Grupper med pakker):- Sender opptil flere pakker før man har mottat ack for hver av pakkene RDT CSMA(Carrier Sence Multiple Accsess):[Sence before transmitt]- MAC prookoll- Detetekter om annen trafikk sender, dersom ikke, er det klart for trasmisjon på det delte mediumet Bra for 802.3 http://www.ccs-labs.org/teaching/rn/animations/gbn_sr/ TCP (Transmission Controll Protocol) Stop-n-Wait (En og en pakke):- Sender en pakke for å så vente på ack Hver node signaliserer en intensjon om å sendefør transmisjon begynner Har en overflødig overhead -> reduserer ytelse CSMA/CA (Colition Advoidence) Pålitelig dataoverføring Sjeksum Protokoller bra for 802.11 Transportlaget MAC protokoll 9 Sekvensnummer 1/18:2/7 Kummulativ kvittering Kommunikasjonsteknikk som avgjør om en node er klar til å sende data Polling-node har annsvaret for å fordele tilgang Implementert funksjonaliteter Spesiel serie med bit som sendes rundt i et tolken-ring nettverk Timer på elsdste ikke kvitterte pakke Sende og mottaksbuffer Taking-Turns Kun en ack (Data-)Linklaget Token"stafettpinne" Flytkontroll Three way handshake avgjør hvem som får sende Retransmisjon:- Dersom sender ikke mottar en ack på at pakke er ankommet hot mottaker, innen en hviss tidsrom, vil den anta at pakken er tapt, og sende den på nytt ALOHA Parity Check In-order-delivery:- Selv om pakker ikke ankommer mottaker i riktig rekkefølge, vil pakkene bli reorganiser ved mottak hos mottaker Checksum CRC Error detection Overbelastnings kontroll (Congestion Control):Forsinker transmisjon når nettverket er overbelastet Sender mer data enn nødvendig for å detektere feil EDC (Error detection correction bits) Urettferdig, tar ikke hensyn til hvor mange som er på nettet Aldri 100% pålitelig Header: 8 Bytes ARP - Kobling mellom IP- og MAC adresser"Finne MAC-adressen når IP-adressen er kjent" Forbindelsesløs protokoll Bruksområde Point to Point Passer godt for applikasjoner som er avhengig av raskt og effektv transmisjon To typer linker Broadcast DNS DHCP TDMA Protokoller UDP (User Datagram Protocol) CDMA RIP Kanalpartisjonerning VoIP FDMA Ingen overbelastningskontroll DATAGRAM Ikke pålitelig Logisk kommunikasjon mellom hoster Fase 1. Slow start (SS) Best effort-"Jeg gjør så godt jeg kan, men kan ikke love noe" Eksponensielt SSTHRESH < cwnd Fase 2. Congestion Avoidance (CA) IPv4 cwnd + prRTT Metningskontroll (TCP forbindelse) Lineært IP IPv4 Header Ved tre duplikate ACK Fase 3. Fast Recovery (FR) TAP/Timer -> SS IPv6- 128 bits IP-adresse- ingen sjekksum ICMP (Internett Controll Message Protocol)brukes for å sende feil-meldinger 1. DHCP - Dicover Protokoller 2. DHCP - Offer DHCP (4 lag) DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol)- administrerer TCP/IP konfig. - Sender ut IP-adresser, nettverksmaske, standardruter og DNS-service til alle klienter på nettet. 3. DHCP - Request 4. DHCP - ACK Klienten skal dynamisk motta en IP-adresse fra et nettverk når klienten kobler til en server Hvordan får en klient en IP-adresse?Spørre -> DHCP, tildelt dynamisk-Sette en IP-adresse statsik BGP (Border Gateway Protocol)- Oppretter semi-permanent TCP-link mellom to rutere OSPF (Open Shortest Path First)Free-for-all protocoll- Finner ruten med lavest kostnad RIP (Router Information Protocol)- bruker ant. hopp til å beregne avstand/kostnad. - oppdaterer hvert 30.sek- max 15 hopp Multicast:- Levering av en kopi av en pakke sendt fra en kilde noede til en delmengde av de andre nettverksnodene Nettverkslaget Broadcast:- Levering av en pakke sendt fra en kilde node til alle andre noder i nettverket Casts Unicast:- Sendigng av pakker til en egen nettverksdestinasjon som er identifisert av en unik addresse Forwarding: -Handling for å sende en pakke ut på en port og inn på en annen port Frowarding vs routing Routing algoritmer blir benyttet Routing: -Planlegge hele ruten fra start til ende Finne beste rute Ruting i nettverket blir bestemt før sending Sti fra sender til mottaker VC Nummer frem til nærmeste ruter VC (Virtual Circuit) State protocol Linjen må settes opp og reserveres før man kan sende data. Linjen er da opptatt, selv i stille tid Stateless protocol Datagram Forbindelsen settes opp med rutingsalgoritmer, men det er mulighet for alternative ruter dersom en link går ned Forwarding table Router Avhengig av informsjon av nettverket fra sine naboer Blir satt inn i rutingtabellene + info fra naboer Vektorer blir regnet ut -> avstand til naboer Distance Vector (Fra nabo til nabo i nettverket) Protokoll:-R IP Routing protocols Dette blir bagrunnen for rutingstabeller Alle ruterene i nettverket vet om hverandre (og hverandres IP-adresser) Protokoll:OSPF Global GBN (Go-Back-N) Link State (Alle vet om alle) Begrenset størrelse på transaksjon RTT = Round Trip Time