lauantai 19. syyskuuta 2015

14.9. Tehtävä 1: TCP / IP / UDP / MAC ja OSI-malli.

Mikä on TCP?

TCP eli Transmission Control Protocol on tietoliikenneprotokolla. Sillä luodaan luotettavia yhteyksiä tietokoneiden välille joissa on internet-yhteys. TCP:n avulla paketteja voidaan lähettää luotettavasti tietokoneiden välillä. TCP myös pitää huolen siitä, että lähetetyt paketit saapuvat perille oikeassa järjestyksessä. Tarvittaessa jopa hävinnyt paketti voidaan lähettää uudelleen. Lähes kaikki internetin liikenteestä perustuu TCP-protokollaan.

 Mikä on IP?

 IP on TCP/IP-mallin Internet-kerroksen protokolla. IP-protokolla tarjoaa yhteydettömän, kuittaamattoman verkkopalvelun. IP vastaa datapakettien siirtämisestä isäntäkoneelta toiselle. IPtä kutsutaan kuittaamattomaksi, koska sillä ei ole mekanismeja joiden avulla se voisi varmistaa paketin saapumisen kohteelle. IP ei takaa, että paketit saapuisivat vastaanottajalle lähetysjärjestyksessä, josta tulee termi yhteydetön.

 Mikä on UDP?

 UDP eli User Datagram Protocol on yhteydetön protokolla, joka ei vaadi yhteyttä laitteiden välille, mutta mahdollistaa tiedostojen siirron. UDP ei varmista paketin perillemenoa päästä päähän. UDP eroaa TCP:stä myös monella muulla tavalla. UDP:tä käytetään esimerkiksi DNS-pyyntöjen lähettämiseen peleissä joita pelataan verkossa ja reaaliaikaisen videon ja äänen välittämiseen eli "streamaamiseen".

 Mikä on MAC-osoite?

 Mac-osoite eli Media Access Control on yksilöllinen koodi, jonka valmistaja on määrännyt tietylle verkkolaitteiden ryhmälle. Esimerkiksi langattomalle verkkokortille tai Ethernet-kortille. Jokainen koodi on laitekohtainen. MAC-osoitteessa on kuusi kahden merkin sarjaa kaksoispisteellä eroteltuna. Esimerkiksi FC:AA:14:95:FF:80 on minun Ethernet-korttini MAC-osoite.

Mikä on OSI-malli?

OSI-malli eli Open Systems Interconnection Reference Model kuvaa tiedonsiirtoprotokollien yhdistelmän seitsemässä kerroksessa.

OSI-mallin kerrokset muodostuvat seuraavasti:

1. Kerros on Fyysinen kerros, joka määrittelee tiedonsiirron fyysisen median yli. Fyysisellä medialla tarkoitetaan esimerkiksi sähkökaapelia, valokuitua tai radioaaltoja. Fyysinen kerros siis saa bittijonon siirtokerrokselta, jonka se sitten laittaa siirtotielle tietyllä tavalla.

2. Kerros on Siirtoyhteyskerros tai siirtokerros, jonka tehtävä on vastaanottaa bittijono fyysiseltä kerrokselta ja selvittää onko siirrossa tapahtunut virheitä. Siirtokerros jakaa verkkokerrokselta saamansa paketit kehyksiin (frame), jotka se erottaa omilla tunnuksillaan.

3. Kerros on Verkkokerros, jonka suurin tehtävä on reitittäminen, eli pakettien toimittaminen oikeaan paikkaan. Verkkokerros jakaa kuljetuskerrokselta saamansa siirrettävän tiedon paketteihin (packet), joille se antaa vastaanottajan osoitteen. Paketit sitten reititetään osoitteen perusteella.

4. Kerros on Kuljetuskerros, joka huolehtii siitä, että paketit tulevat perille ja että ne ovat oikeassa järjestyksessä. Kuljetuskerroksen tärkeimpiin tehtäviin kuuluu myös siirtonopeuden säätäminen ettei hidas vastaanottaja hukkaisi tietoa.

5. Kerros on Istuntokerros, joka hjärjestää yhteyden eli istunnon kahden ohjelman välille. Istuntokerros hoitaa yhteyden mudostamisen, sen ylläpidon ja sen purkamisen. Istuntokerros mahdollistaa myös yhteyden jatkamisen sen katkeamisen jälkeen. Esimerkiksi jos tiedonsiirto katkeaa tai keskeytyy jostakin syystä, voidaan tiedonsiirtoa jatkaa myöhemmin istuntokerroksen asettaman merkin kohdalta.

6. Kerros on Esittelytapakerros, sen idea on ratkoa ongelmia, joita tulee vastaan kommunikoitaessa eri tietokoneiden välillä. Esittelytapakerros huolehtii välitetyn tiedon ulkoasusta. Myös tiedon salaus kuuluu esitystapakerroksen tehtäviin.

7. Kerros on Sovelluskerros, sen tehtävänä on tarjota erilaisia protokollia sovellusten käyttöön. Esimerkiksi ilman sovittua protokollaa erilaisten tekstipäätteiden käyttö erilaisten päälaitteiden kanssa olisi mahdotonta. Sovelluskerros tarjoaa myös apua muuhunkin verkossa tapahtuvaan toimintaan kuten tiedonsiirtoon, etäkäyttöön ja sähköpostiin.

 Mitä tarkoittaa A, B, C ja D ip-luokat?

 A-luokan osoitteet alkavat sellaisesta binääriluvusta, jonka kaikki 32 bittiä ovat nollia ja päättyy arvoon, jonka ensimmäinen bitti on nolla, kaikkien muiden ollessa ykkösiä. A-luokan osoitteet sijoittuvat välille 0.0.0.0 - 127.255.255.255. Näistä voidaan hyödyntää 126 osoitetta, sillä kiellettyjä osoitteita ovat 0.0.0.0 ja 127.0.0.0 (loopback).

A-luokka on suunniteltu suuria verkkoja varten.
A-luokan osoitteet on jaettu jo "aikojen alussa".

B-luokan osoitteet alkavat binääriluvusta, jonka ensimmäinen numero on 1, jota seuraa 31 nollaa ja päättyy sellaiseen lukuun, joka alkaa numeroilla 1 ja 0, joita seuraa 30 ykköstä. B-luokan osoitteet sijoittuvat välille 128.0.0.0 - 191.255.255.255.

C-luokan osoitteen kolme ensimmäistä bittiä ovat aina 110. C-luokan osoitteet sijoittuvat välille 192.0.0.0 - 223.255.255.255. C-luokan osoiteet ilmoittavat verkko-osoitteen ensimmäisen kolmen tavun kautta ja käyttävät isäntäkoneosana vain viimestä tavua.

D-luokkaa käytetään eri tavoin kuin kolmea aiempaa luokkaa. D-luokan osoitteet on varattu moniläheysryhmäkäyttöön. Monilähetys eli multicasting tarkoittaa paketin lähettämistä usealle isäntäkoneelle. D-luokan osoitteet sijoittuvat välille 224.0.0.0 - 239.255.255.255.

IP-osoitteen rakenne

IP-osoite on 32-bittinen luku ja se kirjoitetaan neljän pistein erotetun kahdeksanbittisen luvun jonona.
Osoite 140.176.217.148 tarkoittaa siis binäärisessä muodossa seuraavaa: 140 = 10001100, 176 = 10110000, 217 = 11011001 ja 148 = 10010100.

Miten lasketaan IP- ja MAC-osoite?

 IP-osoitteet ovat normaalisti desimaalimuodossa, mutta tähän muotoon päästään laskemalla IP-osoitteen binäärimuoto. Desimaalit lasketaan toisen potenssilla oikealta vasemmalle.

Esimerkiksi, jos IP-osoitteen 68.196.130.10 ensimmäinen desimaali on 68, on tämä binäärinä 01000011 (64+2+1). Ainoastaan ykköset siis lasketaan.

Taulukko antaa paremman kuvan, kuinka desimaalimuoto lasketaan. Jos bitti on 1, niin sitten kyseisen ykkösen kohdalla oleva luku lisätään summaan. IP-osoitteen suurin desimaaliluku voi siis olla vain 255 ja pienin 0.

MAC-osoite taas lasketaan niin, että hexadesimaali muutetaan binääriksi. Kirjaimet ja numerot hexadesimaalissa vastaavat jotain tiettyä neljän numeron bittijonoa.



 Minun verkkokorttini MAC-osoite on FC:AA:14:95:FF:80, jos muunnamme / laskemme sen binääriksi taulukon mukaan se olisi FC = 11111100, AA = 10101010, 14 = 00010100, 95 = 10010101, FF = 11111111 ja 80 = 10000000
Lähteet:

Lähettänyt klo

Ei kommentteja:

Lähetä kommentti

Tilaa: Lähetä kommentteja (Atom)