Protocoale:Generalitati.Protocoale LAN

Protocoale:Generalitati.Protocoale LAN

Index:

I. Conceptul de protocol

II. Conceptul de routing

III. Generalitati despre protocoalele de retea(network protocols)

A.    Routed Protocols

1) IP(Internet Protocol)

B.     Routing Protocols

1) RIP(Router Information Protocol)

2) IGRP(Interior Gateway Routing Protocol)

3) EIRGP(Enhanced Interior Gateway Routing Protocol)

4) OSPF(Open Shortest Path First)

5) EGP(Exterior Gateway Protocol)

6) BGP(Border Gateway Protocol)

7) OSI routing

8) APPN(Advanced Peer-to-Peer Networking)

9) IS-IS(Intermediate System-Intermediate System)

C.     Protocoale connection-oriented

1) TCP(Transport Control Protocol)

D.    Protocoale connection-less

1) IP(Internet Protocol)

2) UDP(User Datagram Protocol)

IV. Protocoalele de Nivelul 3 Retea

A.    IP(Internet Protocol)

B.     ICMP(Internet Control Message Protocol)

C.     ARP(Address Resolution Protocol)

D.    RARP(Reverse Address Resolution Protocol)

E.     IPX(Internetwork Packet Exchange) si SPX.

F. DECnet(de la Novell)

G.    Apple-Talk

H.    VINES

V. Protocoalele Layer 4 Transport OSI/Layer 3 Transport TCP/IP

A.    TCP(Transport Control Protocol)

B.     UDP(User Datagram Protocol)

VI. Protocoalele Layer 7 Application OSI/Layer 4 Application TCP/IP

A.    File Transfer Protocols

1) FTP(File Transfer Protocol)

2) TFTP(Trivial File Transfer Protocol)

3) HTTP(Hyper Text Transfer Protocol)

B.     Name Management Protocols

1) DNS(Domain Name Server)

2) WINs

C.     Mail Protocols

1) POP(Post Office Protocol)

2) SMTP(Simple Mail Transfer Protocol)

D.    Network Management Protocols

1) SNMP(Simple Network Management Protocol)

E.     Troubleshooting Protocols

1) Telnet

2) Ping

3) Tracerout

4) Window-based Protocols for Network Troubleshooting

NBSTAT

NETSTAT

ipconfig

winipconfig

NOTA: se studiaza modelul OSI dar protocoalele din modelul TCP/IP.

I. Conceptul de Protocol

Protocol

Regula sau set de reguli ce guverneaza o activitate specifica.

Altfel spus,reprezinta un ansamblu de conventii si reguli pe baza carora se realizeaza transmiterea datelor.

Definitie

In cazul networking-ului,protocolul reprezinta un set de reguli(o intelegere,agreement) care guverneaza comunicatia intre computere si stabilesc formatul si modul de transmitere al datelor.

Exemple de protocoale

legile de circulatie;

regulile foarte standardizate de comunicare intre piloti si turnul de control;

comunicarea intre militarii unei echipe de comando(inclusiv comunicarea prin semne);

sistemul postal(reguli de adresare,ambalare etc.);

sistemul telefonic(idem);

Robert's Rules of Order,un protocol de comunicare in Congresul American.

II. Conceptul de Routing

Conceptul de routing este indispensabil pentru a intelege mecanismele functionarii retelelor de calculatoare si ale Internetului.

ROUTING

Routingul reprezinta procesul de determinare a drumului optim al unui pachet de date intre sursa si destinatie,evaluare care se face dupa anumite criterii numite metrics.

METRIC

Metric este un criteriu luat in consideratie atunci cind se calculeaza cele mai bune informatii pentru a fi mentionate in tebelele de routare.

Valoarea unui metric se exprima in cifre.Un metric este cu atit mai bun cu cit valoarea sa cifrica este mai scazuta.

Valoarea unui metric se calculeaza pe baza unei singure sau a mai multor caracteristici ale caii de comunicatie dintre sursa si destinatie.

BROADCAST DOMAIN,COLLISION DOMAIN,SEGMENTARE

Actul de routare este realizat de echipamente de retea numite routere(echipamente de Nivel 3 Retea in Modelul de Referinta OSI).

Mai multe routere delimiteaza un Broadcast Domain(domeniu de broadcast).In interiorul unui domeniu de broadcast intilnim mai multe Collision Domains(domenii de coliziune),delimitate de switches sau bridges.

In mod obisnuit,routerele nu forwardeaza flood broadcast.

Impartirea unui broadcast domain in mai multe collision domains se numeste segmentare si este realizata in scopul controlului coliziunilor si a maririi latimii de banda pentru aplicatii(application bandwidth) intr-un LAN.

III. Generalitati despre protocoalele de retea(network protocols)

A. Protocoale routabile si protocoale routate

Actul de routare cuprinde urmatoarele componente:

echipamentele de routare=routere(cine o face?);

cum este organizat ce se routeaza=protocoale routate,Routed Protocols(ce se transmite?).

regulile dupa care se face routarea=protocoale de routare,Routing Protocols(cum se face?);

Protocoale routate(Routed Protocols)

Protocol Routat= protocol de retea( network protocol,convention,rule,standard,agreement) care furnizeaza informatii despre CUM SA FIE STRUCTURAT(ORGANIZAREA) un packet de date pentru a ajunge de la sursa la destinatie.

Aceasta informatie este continuta in IP Address si se bazeaza pe o schema logica de adresare.

Protocoalele routate isi organizeaza informatia in cimpuri numite PDU(Protocol Data Unit).

Sint folosite pentru dirijarea pachetelor intre routere.

Exemple de protocoale routate:IP(Internet Protocol) si IPX.

Unele protocoale nu sint routate si nu sint suportate de Nivelul 3 Retea.Exemplu: NetBEUI este un protocol mic,rapid si eficient,limitat la folosirea pe un singur segment de retea(spre exemplu,la conectarea a doua calculatoare unul de celalalt prin cablu cross-over).

Protocoale de routare(Routing Protocols)

Protocoalele de routare(Routing Protocols)= protocoale de retea care furnizeaza informatii despre PROTOCOALELE ROUTATE intre routere.

Sint folosite pentru comunicarea intre routere si intretinerea tabelelor de routare.

Protocoalele de routare descriu:

cum sint trimise updates catre routerele invecinate;

ce cunostiinte sint continute in aceste updates;

cind sa fie trimise aceste updates;

cum se localizeaza destinatarii mesajelor de actualizare(updates).

In functie de tipul de algoritm de routare protocoalele de routare se impart in urmatoarele 2 clase:

1) distance vector routing protocols

- iau in calcul numarul vector/distanta(distance-vector number),adica numarul maxim de hopuri definit de protocolul respectiv pentru a evita counting to infinity;

2) link state routing protocols

- iau in calcul starea legaturii dintre hopuri.

Exemple de protocoale de routare:

RIP

IGRP

EIGRP

OSPF si altele(vezi Cursul 5).

Textul in engleza,daca este nevoie de el:

Most routing protocols can be classified as one of two basic types: distance vector or link state. The distance-vector routing protocol determines the direction (vector) and distance to any link in the network. The link-state routing protocol (also called the shortest path first [SPF] protocol) approach re-creates the exact topology of the entire network (or at least the partition in which the router is situated). A third type of protocol, the balanced-hybrid protocol, combines aspects of the link-state and distance-vector protocols.

Caracteristici ale Network Protocols:

1) Garantarea livrarii(Reliability)

reliable=pachetele sint garantate ca ajung la destinatie,integre si in ordinea corecta;

reliability se obtine folosind tehnici software cum ar fi:

o       numarul de secventa si instiintare dupa fiecare pachet(sequence number and acknowledgements);

o       PAR(Pozitive Acknowledgement & Retransmission);

unreliable=?

-best effort delivery=?

2) Dependenta de conexiune

connection-oriented=realizeaza un circuit virtual intre sursa si destinatie pe perioada sesiunii de comunicatie;TCP;

connectionless=nu realizeaza nici un circuit virtual,nu sint dependente de un anume drum(path);IP;

IV. Protocoale de Nivelul 3 Retea

La nivelul Layer 3 Network din modelul OSI opereaza 4 protocoale principale:

1) IP(Internet Protocol)

2) ICMP(Internet Control Message Protocol)

3) ARP(Address Resolution Protocol)

4) RARP(Reverse Address Resolution Protocol).

Alte protocoale mai putin folosite:

IPX,Apple-Talk,DECnet(de la Novell) si VINES.

A. IP

Denumire completa

- IP(Internet Protocol).

La ce foloseste(rol)

Este un protocol routat,care ne arata cum trebuie organizat pachetul de date pentru a putea ajunge de la sursa la destiantie,folosind un sistem de adresare logica continut in IP Address.

Este protocol de baza al suitei TCP/IP.

Descriere

- conectionless;

- best-effort delivery

B. ICMP

Denumire completa

- ICMP(Internet Control Message Protocol).

La ce foloseste(rol)

Este un protocol care permite actiuni de control asupra functionalitatii retelei,prin emiterea de mesaje de control,primirea unor mesaje de raspuns(tehnica se numeste echo-request/echo reply) si analiza acestora.

Aceste mesaje de raspuns sint sub o forma definita.Cele mai importante dintre acestea sint:

Destination unreachable

Time exceeded

Parameter problem

Source quench

Redirect

Echo

Echo reply

Timestamp

Timestamp reply

Information request

Information reply

Address request

Address reply

ICMP,ca protocol de Nivelul 3 Retea,sta la baza unui protocol de Nivel 7 Aplicatie,din clasa IV Network Troubleshooting,anume Ping.

C.ARP

Denumire completa

- ARP(Address Resolution Protocol).

La ce foloseste(rol)

- este protocolul care permite identificarea adresei fizice(MAC Address) a destination host cind se cunoaste adresa logica a acestuia(IP Address).

Cum se produce aceasta(cum functioneaza)

- prin mecanismul ARP Request/ARP Reply:

- source host trimite un pachet in retea=ARP Request;acest pachet contine adresa logica a destination host si broadcast MAC address

- toate hosts din retea primesc aceste mesaj,deoarece este emis MAC broadcast;

- destination host va fi printre acestea;

- destination host trimite un pachet numit ARP Reply,care contine in locul broadcast MAC propria sa adresa fizica(destiantion host MAC address);

- acest pachet ajunge la source host;

in acest fel,cunoscind destination host IP Address,source host afla destination host MAC address.

Textul in engleza(daca va fi nevoie de el)

In order to map an IP address into a hardware address the computer uses the ARP protocol which broadcast a request message that contains an IP address, to which the target computer replies with both the original IP address and the hardware address

D.RARP

Denumire completa

- RARP(Reverse Address Resolution Protocol).

La ce foloseste(rol

- Este protocolul cu care se determina in mod invers adresa logica a destination host,atunci cind se cunoaste adresa fizica a acestuia.

Pe linga aceste 4 protocoale principale mai exista urmatoarele:

IPX

Internetwork Packet Exchange.

Forma:3a.08000.5678.12ab

Este un protocol care utilizeaza in partea de host a adresei IP adresa MAC a destination host(ce e drept,nu prea semana cu forma de mai sus,mai caut

SPX?

Apple-Talk

Protocol routat proprietar lui Apple Macintosh.

Forma: 200.167

De completat

DECnet

Protocol routat proprietar lui Novell.

Forma:10.1

VINES

V. Protocoale de Nivelul 4 Transport

UDP

Denumire completa

- UDP( User Datagram Protocol)

La ce foloseste(rol)

- protocol de retea care permite unui computer sa trimita date catre alt computer aflat la distanta;

- unreliable;nu garanteaza livrarea pachetelor la destinatie;

- connectionless;

- este mai rapid decit TCP,deoarece nu este necesara atita emisie de broadcast.

TCP

Denumire completa

- TCP(Transmission Control Protocol)

La ce foloseste(rol):

- in ordinea complexitatii,urmeaza dupa UDP;

- protocol de retea care permite unui computer sa trimita date catre alt computer aflat la distanta;

- reliability & flow control;

RELIABILITY

Reliable(spre deosebire de UDP),adica se garanteaza ca pachetele trimise ajung la destinatie.

Garantarea livrarii este realizata prin urmatoarele mecanisme:

- sequence number and aknowledgement(ISN & ACK);

- PAR;

Sequence Numbering and Aknowledgements

- foloseste Internet Sequence Number(ISN);

- pentru ca o conexiune sa fie stabilita,cele 2 end stations trebuie sa isi sincronizeze una alteia ISN-urile initiale;

- ISNs sint folosite pentru a urmari ordinea pachetelor si pentru a ne asigura ca nu se pierd pachete pe timpul transmisiei;

- ISN-ul initial este numarul de pornire folosit cind conexiunea TCP este stabilita;

- sincronizarea se obtine prin schimbul unor unitati de informatie numite SYS(contin ISN si un bit numit SYN) intre end stations;

- sincronizarea presupune ca fiecare parte sa trimita propriul ISN si sa primeasca o confirmare(ACK,acnowledgement)+ISN-ul celeilalte parti;

- acest schimb se numeste 3Way Handshake Open Connection(Conexiunea Deschisa 3 Stringeri de Mina);

PAR

- Pozitive Acknowledgement and Retransmission

- se foloseste impreuna cu o alta tehnica software numita windowing;

- windowing(or window size) stabileste dinamic cantitatea de date care pot fi transmise o data inainte de a primi acknowledgement din partea detination host);

- sursa trimite un pachet si porneste un timer si asteapta ACK inainte de a trimite urmatorul pachet;daca timerul expira inainte de a primi ACK,retransmite;

FLOW CONTROL(CONTROLUL FLUXULUI DE DATE)

Flow control se asigura prin tehnica de software numita sliding windows(windowing).

In formatul segmentului-PDU pentru Nivelul 4 Transport-exista un cimp numit window.Acesta arata numarul de segmente care sint permise sa ajunga la destinatie inainte de a se elibera un ACK.

VI. Protocoale de Nivelul 7 Aplicatie

A. File Transfer Protocols

1) FTP

- File Transfer Protocol;

- foloseste TCP;

- garanteaza transferul;

- orientat pe conexiune;

- suporta transfer de fisiere scrise in ASCII;

- foloseste FTP Daemon

- permite transferul fisierelor in baza unui mecanism strict de control al accesului si al dreptului de proprietate;

- este unul dintre cele mai raspindite protocoale in Internet.

2) TFTP

- Trivial File Transfer Protocol;

- Versiune simplificata a FTP;

- nu necesita autentificare prin parola si nici navigare intre directoare;se recomanda a le pastra in siguranta;

- foloseste UDP;

- este principalul utilitar de file transfer;

- intr-un mediu stabil,opereaza mai repede decit FTP.

3) HTTP

- HyperText Transfer Protocol;

- protocol folosit pentru schimbul de informatii pe retele interne si pe WWW(World Wide Web);

- este utilizat numai pentru download,nu si upload;

- hyperlink este un obiect(cuvint,fraza sau imagine) pe o pagina web care,atunci cind se da click pe el,ne transfera pe o noua pagina web;

- altfel spus,este un protocol folosit pentru a transfera pagini hypertext in internet;

B. Name Management Protocols

1) DNS

- Domain Name Server;

- asociaza domeniilor adrese IP;

- astfel, indicativele siturile de Internet devin user-friendly;

- Domeniu(domain)

o       grup de computere care sint reunite dupa criterii geografice sau dupa specificul lor de activitate;

o       Domain name= sir de cifre si litere care reprezinta adresa IP a unui computer pe Internet;

o       Top-level domains=domenii majore,de mare importanta;ierarhia domeniului se stabileste de la dreapta la stinga(cel mai la dreapta domeniu se numeste top domeniu);

- DNS pastreaza tabele in care asociaza nume domeniu/adresa IP pentru fiecare computer din reteaua pe care o deserveste;daca dupa solicitarea unui client nu gaseste asocierea cuvenita in propriile tabele,serverul DNS respectiv paseaza cererea serverului DNS superior;

- foloseste UDP;

2) WINS

- Windows Internet Naming Service ;

- Protocol de DNS proprietar pentru Microsoft.proprietary protocol of Microsoft.

C. Mail Protocols

1) POP

- Post Office Protocol;

- A nu se confunda cu POP=Point of Presence!

- Protocol folosit pentru a stoca emailuri pe servere dedicate pina cind pot fi accesate di downlodate pe computerul utilizatorului.

2) SMTP

- Simple Mail Transfer Protocol;

- alt protocol de mail,dar mai simplu;

- suporta doar transmiterea de plain text;

D. Network Management Protocols

1) SNMP

- Simple Network Management Protocol;

- protocol care furnizeaza instrumente de monitorizare si control a retelelor;

- foloseste UDP;

- administreaza configuratii,date statistice si de securitate;

E. Troubleshooting Protocols

1) Telnet

Denumire completa

Terminal Emulation Protocol;

La ce foloseste(rol

- folosit pnetru remote login;

- Telnet este un protocol care emuleaza un terminal,definit de RFC854, pentru a fi folosit peste o conexiune TCP.

- permite utilizatorilor sa se logheze pe computerel aflate in alta locatie si sa acceseze resursele acestora de pe computerul local;

- transmite apasarile de taste(keystrokes) catre remote host;

- afiseaza rezultatul acestor keystrokes pe terminalul local.

2) Ping

Denumire completa

- Packet Internet Grouper;

- foloseste un protocol de Nivelul 3 Retea,ICMP;

- Ping stabileste daca exista sau nu Layer 3 connectivity intre source host si destination host.

- Ping genereaza un echo request,care poate conduce la:

o       un echo reply "ping successful",impreuna cu mai multe statistici si detalii,in functie de tipul de comanda ping carea a fost utilizat;

o       lipsa unui echo reply "request timed out" ,cind,din indiferent ce motive,pachetele echo request nu ajung la destination host.

Captura de ecran cu utilizarea comenzii PING pe cmd din SO Windows XP

- C:>ping www.oracle.com

Pinging bigip-www.us.oracle.com [148.87.9.44] with 32 bytes of data:

Reply from 148.87.9.44: bytes=32 time=277ms TTL=239

Reply from 148.87.9.44: bytes=32 time=258ms TTL=239

Reply from 148.87.9.44: bytes=32 time=257ms TTL=239

Reply from 148.87.9.44: bytes=32 time=1064ms TTL=239

Ping statistics for 148.87.9.44:

Packets: Sent = 4, Received = 4, Lost = 0 (0% loss),

Approximate round trip times in milli-seconds:

Minimum = 257ms, Maximum = 1064ms, Average = 464ms

- comanda Ping prezinta o sintaxa variata,in functie de scopul urmarit.

3) Traceroute

- similar to Ping,dar frnizeaza mai multe informatii decit aceasta;

- sintaxa variaza dupa multe criterii:

• tracert in cmd din Windows;

- exemplu de output pe cmd.exe

C:Documents and SettingsEduard Mihailescu>tracert www.ziare.com

Tracing route to www.ziare.com [66.70.83.79]

over a maximum of 30 hops:

1 106 ms 116 ms 119 ms dial-server.is.pcnet.ro [213.154.116.7]

2 121 ms 116 ms 119 ms core.is.pcnet.ro [213.154.152.1]

3 133 ms 161 ms 140 ms pietraria-to-nod.is.pcnet.ro [213.154.116.93]

4 160 ms 142 ms 149 ms bc-e1-0-0.pcnet.ro [213.154.129.161]

5 157 ms 139 ms 145 ms b-e1-0-2.pcnet.ro [213.154.129.253]

6 200 ms 326 ms 230 ms 193.226.139.149

7 241 ms 242 ms 242 ms 193.226.159.253

8 151 ms 185 ms 136 ms r3-PO11-1-0.ora-KQ2.RO.kpnQwest.net [217.156.30.

9 194 ms 202 ms 215 ms 205-13-164-213.coltnet.at [213.164.13.205]

10 159 ms 152 ms 305 ms gige7-0-sully.VIE.router.COLT.NET [212.74.72.13]

11 280 ms 259 ms 309 ms pos1-3-kenny.NYC.router.COLT.NET [212.74.74.161]

12 1150 ms 834 ms 1577 ms gige5-1-310.ipcolo2.NewYork1.Level3.net [63.214.

13 318 ms 275 ms 238 ms gige7-0.ipcolo1.NewYork1.Level3.net [64.159.17.3

14 265 ms 294 ms 347 ms pos11-0.hsipaccess1.Newark1.Level3.net [209.244.

15 297 ms 267 ms 255 ms core1.ewr.datapipe.net [64.156.0.30]

16 246 ms 267 ms 307 ms aggr1.vlan720.ewr.datapipe.net [216.109.128.46]

17 256 ms 323 ms 313 ms 66.70.83.79

Trace complete.

- urmareste drumul pe care un pachet il urmeaza pina la destinatie,trecind peste un numar de hopuri.

4) Windows-based Protocols for Network Troubleshooting:

NBTSTAT

- utilitar folosit pentru troubleshoot NetBios name resolution;

NETSTAT

- utilitar folosit pentru a afla informatii despre statisticile TCP/IP;

- poate furniza informatii despre conexiunile TCP/IP,rezumate ale ICMP,TCP si UDP.

- exemplu de output din cmd.exe

C:Documents and SettingsEduard Mihailescu>netstat

Active Connections

Proto Local Address Foreign Address State

TCP tera:3027 cs47.msg.sc5.yahoo.com:5050 ESTABLISHED

Ipconfig/winipconfig

- utilitare folosite pentru a vizualiza setarile curente de retea pentru toate NICs de pe un device;

- folosite pentru a vizualiza MAC Addresses,IP Addresses si gateway.

- exemplu de output pe cmd.exe

C:Documents and SettingsEduard Mihailescu>ipconfig

Windows IP Configuration

Ethernet adapter Local Area Connection:

Media State . . . . . . . . . . . : Media disconnected

PPP adapter PCNet Iasi:

Connection-specific DNS Suffix . :

IP Address. . . . . . . . . . . . : 213.154.117.35

Subnet Mask . . . . . . . . . . . : 255.255.255.255

Default Gateway . . . . . . . . . : 213.154.117.35