31
MAŠINSKI FAKULTET - KRAGUJEVAC PREDMET: ARHITEKTURA RAČUNARSKIH SISTEMA INTERNET PROTOKOLI - S E M I N A R S K I R A D - MENTOR : STUDENT: DR JASNA RADULOVIĆ

Internet protokoli

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Internet protokoli

MAŠINSKI FAKULTET - KRAGUJEVAC

PREDMET: ARHITEKTURA RAČUNARSKIH SISTEMA

INTERNET PROTOKOLI

- S E M I N A R S K I R A D -

MENTOR : STUDENT:

DR JASNA RADULOVIĆ

Kragujevac, 2010.

Page 2: Internet protokoli

Arhitektura računarskih sistema- Internet protokoli

SADRŽAJ:

Spisak slika:..................................................................................................................................................................3

1. Uvod....................................................................................................................................................................4

1.1. TCP/IP............................................................................................................................................................4

1.2. TCP/IP gateway i host.....................................................................................................................................5

1.3. Funkcije IP protokola......................................................................................................................................6

1.4. Internet datagram...........................................................................................................................................6

1.5. ICMP...............................................................................................................................................................8

1.6. Implementacija TCP/IP..................................................................................................................................10

1.6.1. Izbor internet adresa................................................................................................................................10

1.6.2. Format IP adrese.......................................................................................................................................11

1.6.3. Kreiranje IP adresa i subnet brojeva.........................................................................................................13

1.6.4. Specifikacija subnet maski........................................................................................................................14

1.7. Domeni.........................................................................................................................................................14

1.8. Struktura dodeljivanja imena kod Interneta.................................................................................................15

1.8.1. Ime servera domena....................................................................................................................................16

1.9. IP Ver 6..........................................................................................................................................................16

1.10. TCP protokol.................................................................................................................................................18

1.10.1. Portovi i socket-i.........................................................................................................................................19

1.10.2. Format TCP zaglavlja..................................................................................................................................20

1.11. Internet protokoli na nivou aplikacije...........................................................................................................21

1.12. UDP protokol................................................................................................................................................22

2. Zaključak...........................................................................................................................................................23

3. Literatura..........................................................................................................................................................24

Page 2

Page 3: Internet protokoli

Arhitektura računarskih sistema- Internet protokoli

SPISAK SLIKA:

SLIKA 1.1 OSI I TCP/IP MODEL………………………………………………………………………………………………………………….………….5

SLIKA 1.2 INTERNET GATEWAY NIVOI……………………………………………………………………………………………………………….…6

SLIKA 1.3 FORMAT I SADRŽAJ INTERNET DATAGRAMA…………………………………………………………………………………..……7

SLIKA 1.4 FORMAT ICMP PORUKE……………………………..…………………………………………………………………………..……………9

SLIKA 1.5 VREDNOST POLJA KOD RAZLIČITIH TIPOVA PORUKA……………………………………………………………….…………..9

SLIKA 1.6 PRIMER IMPLEMENTACIJE INTERNETA………………………………………………………………………………………..……..10

SLIKA 1.7 IP ADRESIRANJE KOD MREŽA……………………………………………………………………………………………………..………11

SLIKA 1.8 KLASE A, B I C KOD IP ADRESIRANJA…………………………………………………………………………………………………..12

SLIKA 1.9 OPSEZI ADRESA ZA INTERNET ADRESE TIPA A, B I C…………………………………………………………………….………12

SLIKA 1.10 IP ADRESA UVODJENJEM SUBNET-A……………………………………………………………………………………….………..13

SLIKA 1.11 INTERNET ADRESI I SUBNET-I……………………………………………………………………………………..………….…………13

SLIKA 1.12 INICIJALNO DODELJENE MASKE………………………………………………………………………………….………….…………14

SLIKA 1.13 INTERNET DOMENI DODELJENI WEB SERVERIMA…………………………………………………….…………….…………15

SLIKA 1.14 DODELJIVANJE IMENA DOMENIMA……………………………………………………………………………………….…………16

SLIKA 1.15 FORMAT IP VER 6 ZAGLAVLJA……………………………………………………………………………….……………….…………17

SLIKA1.16 TIPIČNI TCP PORT-BROJEVI……………………………………………………………………………………………………..…………19

SLIKA 1.17 FORMAT TCP ZAGLAVLJA……………………………………………………………………………………………………….…………20

SLIKA 1.18 PROTOKOLI VIŠEG NIVOA I NJIHOVE APLIKACIJE…………………………………………………..……………….…………21

SLIKA 1.19 UDP PAKET KOJI SE SASTOJI OD 4 POLJA……………………………………………………………….…..………….…………22

Page 3

Page 4: Internet protokoli

Arhitektura računarskih sistema- Internet protokoli

1. UVOD

U današnje vreme nezamislivo je korišćenje računara koji nisu na neki način povezani sa drugim računarima. Izgradnja računarskih mreža i naročito nastanak i razvoj Interneta i njegovih servisa poput Weba dovele su do izrazito značajnog proširenja kruga korisnika računara. Za dva računara se kaže da su povezana ako mogu međusobno razmenivati podatke. Kada je više računara umreženo, pravila i tehničke procedure, koje upravljaju njihovom komunikacijom i saradnjom, nazivaju se protokoli.

1.1. TCP/IP

Mrežne tehnologije kakve su Ethernet, Token Ring i FDDI (Fiber Distributed Data Interface) obezbedjuju funkcije do nivoa-veze (data link layer). Drugim rečima, to znači da ove tehnologije obezbedjuju samo pouzdanu vezu izmedju jednog i drugog čvora u istoj mreži, ali ne i funkcije koje se odnose na prenos podataka iz jedne mreže ka drugoj ili jednog mrežnog segmenta ka drugom. Da bi se podaci prenosili kroz mreže potrebno je koristiti adresne šeme (tehnike) koje će biti razumljive (interpretirane) za bridge, gateway i rutere. Medjusobno povezivanje mreža se naziva umrežavanje (internetworking ili internet). Svaki deo internet-a naziva se sub-mreža (subnet).

TCP/IP (Transmission Control Protocol and Internet Protocol) predstavlja par protokola koji omogućava (obezbedjuje) da jedan deo subnet-a komunicira sa drugim. Napomenimo da protocol predstavlja skup pravila za korektnu razmenu podataka izmedju dva uredjaja (računara). U konkretnom slučaju, IP deo odgovara mrežnom-nivou (network-layer) OSI modela dok TCP deo transportnom-nivou (transport-layer). Rad ovih ovih protokola transparentan je fizičkom-nivou i nivou-veze pa se zbog toga par TCP/IP može koristiti za rad Etherneta, FDDI ili Token Ring-a. Na slici 1.1. ilustrovana je ova situacija. Adresa na nivou-veze odgovara fizičkoj adresi čvora kakva je MAC adresa (kod Ethernet ili Token Ring) ili telefonskog broja (kod modemske veze). IP adresa dodeljuje se svakom čvoru internet-a i koristi se da identifikuje lokaciju mreže i bilo kojih subnet-a.

Page 4

Page 5: Internet protokoli

Arhitektura računarskih sistema- Internet protokoli

SLIKA 1.1 OSI I TCP/IP MODEL

Svetska mreža Internet koristi TCP/IP kao standard za prenos podataka. Svakom čvoru na Internetu dodeljena je jedinstvena mrežna adresa koja se naziva IP adresa. Naglasimo da svaka organizacija može da ima svoje internete, ali ako se ovi interneti spoje na Internet tada je potrebno da se njihove adrese slože sa formatom kod Internet adresiranja.

ISO je usvojio TCP/IP kao bazu za standarde koji se odnose na mrežne i transportne nivoe kod OSI modela. Ovaj standard je poznat kao ISO-IP.

Tipične aplikacije koje koriste TCP/IP komunikacije su remote-login i file-transfer. Standardni programi koji se koriste za fajl-transfer i log-in preko TCP komunikacije su ftp-program za transfer fajlova, telnet-omogućava remote log-in na drugi računar, ping-program odredjuje da li se čvor odaziva na TCP/IP komunikacije, i dr.

1.2. TCP/IP GATEWAY I HOST

TCP/IP hostovi su čvorovi koji preko mreže medjusobno komuniciraju koristeći TCP/IPkomunikacije.

TCP/IP gateway čvor povezuje jedan tip mreže sa drugim. On sadrži hardver koje ostvaruje fizičku vezu izmedju različitih mreža, kao i hardver i softver za konverziju okvira iz jednog formata u drugi. Obično on konvertuje Token Ring MAC nivo u ekvivalentni Ethernet MAC nivo, i obratno.

Sa druge strane, koristeći vezu tipa tačka-ka-tački (point-to-point) ruter povezuje dve mreže istog tipa.

Glavna operativna razlika izmedju gateway, rutera i bridge-a je ta da kod Token Ring i Ethernet mreža, bridge koristi 48-bitnu MAC adresu za rutiranje poruka, dok gateway i ruter koriste IP mrežnu adresu. Po analogiji sa javnom telefonskom mrežom, MAC adresa ekvivalentna je slučajno dodeljenom telefonskom broju, dok IP adresa sadrži informaciju o logičkoj lokaciji telefona kao što su zemlja, kôd oblasti, i dr.

Page 5

Page 6: Internet protokoli

Arhitektura računarskih sistema- Internet protokoli

Na slici 1.2. prikazan je način na koji gateway usmerava (rutira) informaciju. Gateway čita okvir sa računara povezan na mreži A. Nakon toga čita IP adresu koja je sastavni deo okvira i donosi odluku da li okvir da usmeri na izlazu mreže A prema mreži B. Ako on to odluči tada prilagodi okvir formatu mreži B i predaje ga.

SLIKA 1.2 INTERNET GATEWAY NIVOI

1.3. FUNKCIJE IP PROTOKOLA

Glavne funkcije IP protokola su: Rutiranje IP okvira podataka - okviri su tipa (nazivaju se) internet datagram. Program

koji se odnosi na IP protokol, a izvršava se na svakom čvoru, zna lokaciju gateway-a u mreži. Gateway mora biti u stanju da locira mrežu kojoj želimo da pristupimo. Podaci nakon toga polaze od čvora ka gateway-u preko interneta.

Fragmentacija podataka - na manje jedinice ako je njihov obim veći od 64 kB. Raportiranje grešaka - kada se datagram rutira ili se reasemblira može da se javi greška.

Ako se javi greška tada čvor detektuje grešku i obaveštava povratno izvorni čvor. Datagrami se izbacuju iz mreže ako oni putuju kroz mrezu duže u odnosu na specificirano vreme. Kao zaključak, poruka o grešci vraća se izvornom čvoru sa ciljem da ga obavesti da internet rutiranje ne može da nadje put za datagram, ili da odredišni čvor, ili mreža, ne postoji.

1.4. INTERNET DATAGRAM

IP protokol predstavlja implementaciju OSI mrežnog nivoa. Informaciji koju prima odtransportnog-nivoa IP dodaje zaglavlje, a rezultantni paket podataka naziva se internet datagram.Zaglavlje sadrži informaciju o odredišnoj i izvorišnoj IP adresi, broj verzije IP protokola, i dr. Format internet datagrama prikazan je na slici 1.3.

Page 6

Page 7: Internet protokoli

Arhitektura računarskih sistema- Internet protokoli

SLIKA 1.3 FORMAT I SADRŽAJ INTERNET DATAGRAMA

Datagram može da sadrži do 64 kB podataka. Kada je obim podataka koji se predaje jednak ili manji od 64 kB tada se on predaje kao jedinstveni datagram. Suprotno, ako je obim podataka veći od 64 kB, tada predajnik deli podatke na fragmente i predaje ih kao više datagrama. Nakon predaje od strane izvorišta, svaki datagram se rutira posebno kroz internet, ali se na prijemnoj strani fragmenti konačno reasembliraju (pakuju u prvobitni redosled).

Polja kod IP datagrama imaju sledeće značenje:• Version - broj verzije TCP/IP-a pomaže čorovima i gateway-ima da korektno interpretirajupodatke. Kod različitih verzija postoje različiti formati ili pak IP protokol može da interpretirazaglavlje različito.

Page 7

Page 8: Internet protokoli

Arhitektura računarskih sistema- Internet protokoli

• Type of service - ovo polje je 8-bitno i oblika je PPPDTRXX, gde PPP definiše prioritet datagrama (od 0 do 7), D postavlja mali iznos kašnjenja za datu uslugu, T definiše visoku propusnost, R postavlja visoku pouzdanost, a XX se tekuće ne koristi.• Header length - definiše obim jediničnog podatka kao umnožak od 4 bajta. Minimalna dužina je 5 bajtova, a maksimalna 65536 bajtova. Neiskorišćeni prostor se popunjava padding bajtovima(bajtovima za popunjenje).• D i M bitovi - gateway može da rutira datagram i da ga podeli na manje delove. D bit informišegataway da ne sme da deli podatke pa na taj način ukazuje prijemnom čvoru da mora da primipodatke kao jedinstvenu celinu, ili da ih uopšte ne primi. M bit ukazuje da je poruka fragmentirana i identifikuje fragmente podataka. Polje fragment-offset sadrži broj fragmenta.• Time-to-live - datagram se može pronositi kroz internet beskonačno dugo. Da bi se zaštitili odovoga, izvorišni IP čvor postavlja 8-bitnu time-to-live vrednost na maksimalno prelazno (tranzitno) vreme u sekundama. Svaki gateway zatim dekrementira vrednost za definisano vreme. To znači da time-to-live polje definiše maksimalni iznos vremena za koje odredišni IP čvor treba da dobije naredni datagram fragment.• Protocol - kod prenosa datagrama mogu se koristiti različiti tipovi IP protokola. Osmobitnimprotocol poljem u okviru zaglavlja definiše se tip korišćenog protokola.• Header checksum - ovo polje sadrži 16-bitni bit oblik na osnovu koga se može detektovati greška• Source and destination IP addresses - izvorišna i odredišna IP adresa smešta se u 32-bitnom polju izvorišne i odredišne IP adrese, respektivno.• Options - ovo polje sadrži informaciju koja se tiče debagiranja, kontrole greške i informacija o rutiranju.

1.5. ICMP

Poruke, kakve su podaci upravljačkog tipa (control data) informacioni podaci, i podaci o ispravljanju grešaka, prenose se izmedju Internet-hostova pomoću ICMP (Internet Control Message Protocol).

Poruke se predaju sa standardnim IP zaglavljem, a mogu biti tipa:• Odredište nije dostupno (destination unreachable to je poruka tip 3) - šalje se od strane hosta na mreži i ima za cilj da ukaže da je odredište nedostupno. Može da sadrži i informaciju koja nešto bliže definiše-zbog čega odredište nije dostupno.• Echo request/echo reply (poruka tipa 8 ili 0) - koristi se za proveru veze izmedju dva hosta.Komanda ping (pripada TCP protokolu) koristi ovu poruku, pri čemu ona šalje ICMP echo request poruku ka ciljnom hostu i čeka da odredišni host odgovori sa porukom tipa echo reply.

Page 8

Page 9: Internet protokoli

Arhitektura računarskih sistema- Internet protokoli

• Redirection (poruka tipa 5) šalje se od strane rutera ka onom hostu koji je zahtevao servisrutiranja. Na ovaj način pronalazi se najkraći put do željenog hosta.• Source quench (poruka tipa 4) - koristi se kada host u datom trenutku ne može da primi više IPpaketa.

Kao što je prikazano na slici 1.4. ICMP poruka na početku ima tri polja. Type je 8-bitno polje i identifikuje tip poruke saglasno slici 1.5. Code polje je 8-bitno, a Checksum polje je 16-bitno. Informacija nakon ovog polja zavisi od tipa poruke, i može se odnositi na:• echo request i reply - prenosi se kao 8-bitni identifikator koji sledi zaglavlje poruke, nakon čega sledi 8-bitni redosledni broj, a zatim prvobitno IP zaglavlje.• destination unreachable, source quench i time-nakon zaglavlja poruke slede 32-bita a nakon toga prvobitno IP zaglavlje.• timestamp request - 16-bitni identifikator koji sledi zaglavlje poruke, nakon toga sledi 16-bitniredosledni broj, i na kraju 32-bitni početni timestampt.

SLIKA 1.4 FORMAT ICMP PORUKE

SLIKA 1.5 VREDNOST POLJA KOD RAZLIČITIH TIPOVA PORUKA

1.6. IMPLEMENTACIJA TCP/IP

Na slici 1.6. prikazana je jedna jednostavna implementacija TCP/IP-a. Gateway MERCURY ostvaruje vezu (povezivanje) izmedju token-ring mreže (NETWORK A) i Ethernet

Page 9

Page 10: Internet protokoli

Arhitektura računarskih sistema- Internet protokoli

mreže (ETHER C). Drugi gateway PLUTO povezuje NETWORK B na ETHER C. TCP/IP protokol je taj koji omogućava da host na NETWORK A komunicira sa VAX 01.

SLIKA 1.6 PRIMER IMPLEMENTACIJE INTERNETA

1.6.1. IZBOR INTERNET ADRESA

Svaki čvor koji koristi TCP/IP način komuniciranja zahteva IP adresu koja se uparuje sa Token Ring ili Ethernet MAC adresom. MAC adresa obezbedjuje da čvorovi na istom segmentu mogu medjusobno da komuniciraju. Sa ciljem da čvorovi koji pripadaju različitim mrežama mogu da komuniciraju, svakom čvoru je potrebno dodeliti IP adresu.

Čvorovi na TCP/IP mrežu mogu biti host-ovi ili gateway-ovi. Bilo koji čvor koji izvršavaaplikacioni softver, ili je terminal, je host. Bilo koji čvor koji rutira TCP/IP pakete izmedju mreža naziva se TCP/IP gateway čvor. Ovaj čvor mora da ima ugradjenu odgovarajuću karticu tipa mrežni kontroler koja se koristi kao fizički interfejs sa drugim mrežama na kojima se povezuje.

1.6.2. FORMAT IP ADRESE

IP adresu (vidi sliku 1.7) čine dva polja: (a) broj mreže - identifikuje mrežu; i (b) broj hosta -identifikuje pojedini host u okviru mreže.

Page 10

Page 11: Internet protokoli

Arhitektura računarskih sistema- Internet protokoli

SLIKA 1.7 IP ADRESIRANJE KOD MREŽA

IP adresa je obima 32-bita, a to znači da je moguće adresirati 232 = 4 294 967 296 hostova. Kao što je prikazano na slici 1.8 postoje tri glavna adresna formata. Svaki od ovih tipova važi za odredjeni tip mreže.

Klasa A obezbedjuje adresiranje do 128 (27) različitih mreža i do 16 777 216 (224) hostova po svakoj mreži.

Klasa B omogućava adresiranje do 16 384 mreža i do 65 536 hostova po mreži.Klasa C dozvoljava adresiranje do 2 097 152 mreža pri čemu svaka može da ima do 256

hostova.

Page 11

Page 12: Internet protokoli

Arhitektura računarskih sistema- Internet protokoli

SLIKA 1.8 KLASE A, B I C KOD IP ADRESIRANJA

Klasa A je pogodna za aplikaciju kod onih situacija gde postoji mali broj mreža sa velikim brojem hostova po mreži. Klasa C je korisna gde postoji veliki broj mreža sa relativno malim brojem hostova povezanih na svaku mrežu. Klasa B, po svemu izgleda, predstavlja dobar kompromis izmedju krajnjih rešenja koja nude klase A sa jedne, i klase C, sa druge strane.

Kada se bira internet adresa mreže, adresa se specificira decimalnim brojevima koji se nalaze u okviru specificiranog opsega. Tako na primer, kod mreže DARPA koristi se sledeći IP adresni format: W.X.Y.Z, gde svakoj od veličina W, X, Y i Z odgovara po jedan bajt IP adrese. Decimalni broj se nalazi u opsegu od 0 − 255 . Četiri bajta se odnose na adresu mreže plus adresu hosta.

Na slici 1.9. definisani su važeći adresni opsezi za sliku 1.8. Shodno prethodnom, kod klase A moguće je adresirati 127 mreža i 256 *256 *255 hostova. Kod klase B moguće je adresirati 64 *255 mreža, a kod klase C 32 *256 *255 mreža i 255 hostova.Adrese iznad 223.255.254 su rezervisane, a isti zaključak važi i za adrese čije su grupe nulte.

SLIKA 1.9 OPSEZI ADRESA ZA INTERNET ADRESE TIPA A, B I C

1.6.3. KREIRANJE IP ADRESA I SUBNET BROJEVA

Page 12

Page 13: Internet protokoli

Arhitektura računarskih sistema- Internet protokoli

Pored selektovanje IP adresa mreža i host brojeva moguće je uvesti još jedan medjubroj koji senaziva subnet broj. Uvodjenje subnet-a obezbedjuje se ostvarivanje hijerarhijske organizacije u okviru mreže (vidi sliku 1.10).

SLIKA 1.10 IP ADRESA UVODJENJEM SUBNET-A

Za adresu W. X. Y. Z i kod tipa A, adresa W specificira mrežu, a X subnet. Za tip B Y polje specificira subnet (vidi sliku 1.11.)

SLIKA 1.11 INTERNET ADRESI I SUBNET-I

Obično, Internet organizacija koristi mrežne adrese tipa B. Prva dva polja adrese specificiraju organizaciju mreže, treće subnet u okviru organizacije, a zadnje specificira host.

1.6.4. SPECIFIKACIJA SUBNET MASKI

Page 13

Page 14: Internet protokoli

Arhitektura računarskih sistema- Internet protokoli

Kada se koristi subnet, tada se uvodi i bit maska, ili subnet maska sa ciljem da se razdvoji deoadrese koji se odnosi na mrežu od dela za host.

Subnet maska je 32-bitni broj koji ima sve 1 na bit pozicijama koje specificiraju mrežu i subnet, a 0 na sve bit pozicije koje specificiraju host. Tekstualni fajl nazvan hosts uobičajeno se koristi za postavljanje subnet maske. Inicijalno (default) postavljene subnet maske za IP adrese tipa A, B i C prikazane su na slici 1.12.

SLIKA 1.12 INICIJALNO DODELJENE MASKE

1.7. DOMENI

IP adresa se može specificirati u sledećoj formi WWW.XXX.YYY.ZZZ, gde su XXX.YYY.ZZZ i WWW celobrojne vrednosti iz opsega 0-255. Kod Interneta WWW.XXX.YYY definiše subnet, a ZZZ host. Ovakva imena je teško pamtiti pa je daleko bolji metod koristiti simbolička imena.

Korisnici i aplikacioni programi umesto IP adresa mogu koristiti simbolička imena. Na osnovu direktorijumskih mrežnih servisa koji se implementiraju kod Interneta odredjuje se IP adresa prozvanog odredišnog korisnika ili aplikacionog programa. Ovakav pristup ima tu prednost što se korisnik i aplikacioni programi mogu seliti sa jednog mesta na drugo po Internetu, a da pri tome nemaju fiksne IP adrese.

Uspostavimo sada analogiju sa servisima koje pruža javna telefonska mreža. Telefonski imenik sadrži imena pretplatnika. Ako želimo nekom korisniku da doznamo telefonski broj mi prvo u imeniku nalazimo njegovo ime, a zatim i odgovarajući telefonski broj. Telefonski imenik, prema tome, vrši preslikavanje imena korisnika (simbolička imena) u stvarni telefonski broj (aktuelna adresa). Slična logika se koristi kod Interneta.

Na slici 1.13 prikazane su neke od Internet domen dodele za World Wide Web (WWW) servere. Uočimo da dodele domena nisu fiksne i da domeni mogu menjati svoje odgovarajuće IP adrese. Povezivanje (preslikavanje) izmedju simboličkog imena i njegove stvarne adrese se može promeniti u bilo kom trenutku.

Page 14

Page 15: Internet protokoli

Arhitektura računarskih sistema- Internet protokoli

SLIKA 1.13 INTERNET DOMENI DODELJENI WEB SERVERIMA

1.8. STRUKTURA DODELJIVANJA IMENA KOD INTERNETA

Način dodeljivanja imena kod Interneta zasniva se na korišćenju oznake (labela) koje se izdvajaju tačkom. Primer je eece.napier.ac.uk. Kod ovog imena koristi se hijerarhijska struktura kod koje se organizacije grupišu u primarni domen imena. To su com (komercijalne organizacije), edu (edukativne organizacije), gov (vladine organizacije), mil (vojne organizacije), net (centri koji pružaju podršku Internet mreži), org (druge organizacije). Primarni domen može takodje definisati zemlju u kojoj je host lociran, kao što je uk za United Kingdom, fr (France), i td. Svi hostovi na Internetu moraju biti registrovani na jedno ime od primarnih domena.

Oznaka nakon primarnog polja opisuje subnet-e u okviru mreže. Na primer, kod adreseeece.napier.ac.uk labela ac se odnosi na akademsku instituciju u okviru uk, napier predstavlja ime institucije, dok eece je subnet u okviru te organizacije. Na slici 1.14 prikazana je jedna takva struktura.

Page 15

Page 16: Internet protokoli

Arhitektura računarskih sistema- Internet protokoli

SLIKA 1.14 DODELJIVANJE IMENA DOMENIMA

1.8.1. IME SERVERA DOMENA

Svaka institucija povezana na Internet ima svoji host koji izvršava proces koji se naziva DNS (Domain Name Server). Zadatak je DNS-a da održava bazu podataka nazvanu DIB (Directory Information Base) koja sadrži datotečku (directory) informaciju za tu organizaciju. Nakon dodavanja novog host-a, sistem menadžer (System Manager) dodaje novo ime i odgovarajuću IP adresu. Posle obavljanja ove aktivnosti moguć je pristup Internetu.

1.9. IP VER 6

TCP i IP su izuzetno važni protokoli jer obezbedjuju da hostovi komuniciraju medjusobno preko Interneta na jedan pouzdan način. TCP obezbedjuje vezu izmedju dva hosta i podržava rad kod manipulisanja sa greškama. Sagledajmo sada neke detalje koji se odnose na to kako TCP uspostavlja i održava vezu.

Page 16

Page 17: Internet protokoli

Arhitektura računarskih sistema- Internet protokoli

Važan koncept TCP/IP komunikacija predstavlja korišćenje port-ova i socket-a. Port identifikuje tip procesa (kakvi su FTP, TELNET i dr), dok socket identifikuje dodelu jedinstvenog broja veze (connection number). Na ovaj način TCP/IP može istovremeno da podržava rad većeg broja veza koje se izvršavaju preko mreže a pripadaju različitim aplikacijama. Višem nivou podataka dodaje se IP zaglavlje (IP Ver 4).

Ovo zaglavlje sadrži 32-bitnu IP adresu odredišnog čvora. Na žalost, standardna 32-bitna IP adresa nije dovoljno velika da podrži rad sa povećanim brojem čvorova koji se povezuju na Internet. Zbog toga je razvijen novi standard pod imenom IP Version 6 (IP Ver 6) sa ciljem da podržava rad sa 128-bitnom adresom, ali takodje i da obezbedi dodatna poboljšanja koja se odnose na autentičnost pristupa i šifrovanje podataka. Tri glavna pravca razvoja gde se obavljaju ispitivanja su:• TUBA (TCP i UDP sa širim adresama)• CATNIP (opšta arhitektura za Internet)• SIPP (jednostavan Internet protokol plus)

Verovatno nijedno od predloženih rešenja neće u potpunosti zadovoljiti potrebe novog standarda, ali, po svemu izgleda tako da će rezultantni standard biti zbir (mešavina) sva tri rešenja. Na slici 1.15 prikazan je osnovni format IP Ver 6 zaglavlja.

SLIKA 1.15 FORMAT IP VER 6 ZAGLAVLJAZnačenje polja u zaglavlju je sledeće:

Page 17

Page 18: Internet protokoli

Arhitektura računarskih sistema- Internet protokoli

• Version number (4-bita) - sadrži broj verzije, kao što je 6 za IP Ver 6. Koristi se da bi se napravila razlika izmedju IP Ver 4 i IP Ver 6.• Priority (4 bita) - ukazuje na prioritet datograma• Flow label (24-bita) - još neiskorišćeno polje, ali će biti iskorišćeno da identifikuje različitekarakteristike toka podataka.• Playload length (16-bitova) - definiše obim IP datagrama (sadrži IP zaglavlje koje je pridruženo podacima)• Next header - ovo polje ukazuje koje zaglavlje sledi IP zaglavlje. Na primer: 0 - definiše IPinformaciju; 6- definiše TCP informaciju; 43-definiše informaciju o rutiranju; 58 - definiše ICMP informaciju.• Hop limit - definiše maksimalan broj skokova koje datagram obavlja pri prolazu kroz mrežu.Svaki ruter dekrementira skok (hop) granicu za 1; kada ona dostigne 0 datagram se izbacuje.• IP addresses (128 bitova) - definiše IP adresu. Postoje tri glavne grupe IP adresa: unicast,multicast i anycast. Unicast adresa identifikuje pojedini host, multicast adresa omogućava hostovima pojedine grupe da prime isti paket, dok se anycast adresa odnosi na adresiranje odredjenog broja interfejsa kod single multicast adrese.

1.10. TCP PROTOKOL

Sa tačke gledišta OSI modela, TCP pripada transportnom, a IP mrežnom nivou. To znači da se TCP nalazi iznad IP, tj. IP zaglavlje se uobičajeno dodaje informaciji koja se prima sa višeg nivoa (kao što su transport, sesija, prezentacija i aplikacija). Glavni zadatak TCP-a da obezbedi korektan i pouzdan protokol na transportnom nivou. TCP karakterišu sledeće osobine: pouzdanost u radu, orijentisan je da podržava vezu izmedju čvorova u mreži, ponaša se kao nizovno-orijentisani server koji koristi princip potvrdjivanja poruka. Nasuprot TCP-u, IP protokol ne podržava vezu dva čvora. Uz pomoć TCP-a, veza se inicijalno uspostavlja a zatim održava dok prenos traje.

Informacija koju nosi TCP sadrži (uključuje) poruke o potvrdjivanju kao i skup rednih brojeva.

TCP takodje podržava višestruke simultane veze koristeći pri tome odredišne i izvorišne port-brojeve, i upravlja portovima u toku predaje i prijema poruka. Kako i IP, tako i TCP podržava fragmentaciju podataka i reasembliranje, a takodje multipleksiranje/demultipleksiranje podataka.

Procedura setup (puštanje u rad) i rad TCP-a uključuje sledeće aktivnosti:1. Kada host želi da uspostavi vezu, TCP predaje odredišnoj mašini poruku tipa request. Ova poruka sadrži jedinstveni broj koja se naziva socket-broj i port-broj. Port-broj ima jedinstvenu vrednost i tipičan je za aplikaciju (na primer TELNET vezu karakteriše broj 23, a FTP veza port-broj 21). Poruka se zatim predaje IP nivou, koji kreira (asemblira) datagrm radi prenosa poruke ka odredištu.

Page 18

Page 19: Internet protokoli

Arhitektura računarskih sistema- Internet protokoli

2. Kada odredišni host primi request (zahtev) za vezu, on vraća poruku koja sadrži svoj jedinstveni socket-broj i port-broj. Na ovaj način pomoću socket-broj i port-broj identifikuje se virtuelna veza izmedju dva hosta.3. Pošto je veza izmedju dva hosta uspostavljena reguliše se tok prenosa podataka izmedju njih (tok se naziva data stream).

Nakon što je TCP, od višeg nivoa, primio niz podataka, on asemblira (preuredjuje) podatke u formi paketa, koje nazivamo TCP segmenti. Pošto je kreirao segment, TCP dodaje zaglavlje (koje se naziva protocol data unit) na početku tog segmenta. Ovo zaglavlje sadrži informaciju koja se odnosi na checksum, port-broj, odredišni i izvorišni socket-brojevi, socket-broj za obe mašine i radne brojeve segmenata. Nakon toga, TCP nivo predaje pakovane segmente IP nivou. IP nivo, sa svoje strane, enkapsulira ih novim zaglavljem i predaje ih preko mreže kao datagrame.

1.10.1. PORTOVI I SOCKET-I

Kao što smo već pomenuli, svakom hostu TCP pridružuje socket-broj i port-broj. Port-broj identifikuje željeni servis, dok je socket-broj jedinstveni broj za tu vezu. Na ovaj način, čvor može da ima nekoliko TELNET veza (connections) koje imaju isti port-broj ali će svaka veza imati različit socket-broj.

Port-broj može da prima bilo koju vrednost ali postoji dogovor (konvencija) koji se poštuje kod najvećeg broja sistema. Na slici 1.16 definisane su najčešće korišćene vrednosti. Standardne aplikacije uobičajeno koriste port vrednosti od 0-255, dok nespecificirane aplikacije mogu koristiti vrednosti iznad 255.

SLIKA1.16 TIPIČNI TCP PORT-BROJEVI

1.10.2. FORMAT TCP ZAGLAVLJA

Page 19

Page 20: Internet protokoli

Arhitektura računarskih sistema- Internet protokoli

Predajni TCP nivo komunicira sa prijemnim TCP nivoom koristeći TCP protokol za prenos podataka. Ovaj protokol definiše parametre kakvi su izvorni port, odredišni port, i dr. Format TCP zaglavlja prikazan je na slici 1.17.

SLIKA 1.17 FORMAT TCP ZAGLAVLJA

Polja zaglavlja sa slike 1.17 imaju sledeće značenje:• Izvorišni i odredišni port-broj -16-bitne vrednosti koje identifikuju lokalni port-broj (izvorni broj i odredišni port-broj ili odredišni port)• redni broj (sequence number)-identifikuje tekući redni broj segmenta podataka. Ovo obezbedjuje prijemniku da održava trag o primljenim segmentima podataka. Bilo koji izgubljeni segment moguće je lako identifikovati.• Data - offset-32-bitna vrednost koja identifikuje početak podataka• Flags-polje flag se definiše kao UAPRSF, gde se U - odnosi na urgentni marker (flag), A – marker potvrde, P - push funkcija, R - reset marker, S- marker za sinhronizaciju sekvence, i F - marker koji označava kraj - prenosa.

Page 20

Page 21: Internet protokoli

Arhitektura računarskih sistema- Internet protokoli

• Windows - 16-bitna vrednost, ukazuje na broj blokova podataka koje će prijemni host moći daprimi u datom trenutku.• Checskum -16-bitna chesksum-a za zaglavlje i podatke• UrgPtr-urgentni pokazivač, koristi se za identifikaciju važnih oblasti podataka (najveći brojsistema ne podržava ovaj tip mogućnosti).

1.11. INTERNET PROTOKOLI NA NIVOU APLIKACIJE

Grupa internet protokola uključuje mnoge protokole na nivou aplikacije, koje koristi veliki broj aplikacija. Neki od tih protokola su:• FTP (File Transfer Protocol) - vrši prenos fajlova izmedju dva računara• SNMP (Simple Network-Management Protocol)- Primarna uloga ovog protokola je da prijavi nepravilan režim rada mreže i postavlja početne vrednosti mreže. • HTTP (Hypertext Transfer Protocol) - protokol koji se koristi kod WWW (World Wide Web) amože se koristiti kod client-server aplikacija za prenos hipertekstova.• MIME (Multipurpose Internet Mail Extension) - poboljšane mogućnosti elektronske pošte uzpomoć TCP/IP• SMTP (Simple Mail Management Protocol) - pruža jednostavne usluge kod elektronske pošte• TELNET - obezbedjuje remote login koristeći TCP/IP• PING - odredjuje da li se čvor odaziva na TCP/IP komunikacije• X Windows – Služi kao distribuirani sistem za postavljanje radnog dela ekrana i grafike , a koristi se za komunikaciju izmedju X terminala i UNIX radnih stanica.• NFS (Network File System), XDR (External Data Representation) i RPC (Remote Procedure Call) – Rade zajedno da bi omogućili transparentni pristup udaljenim resursima u mreži. • DNS (Domain Name System) – Prevodi imena mrežnih čvorova u adrese mreže.

SLIKA 1.18 PROTOKOLI VIŠEG NIVOA I NJIHOVE APLIKACIJE

1.12. UDP PROTOKOL

Page 21

Page 22: Internet protokoli

Arhitektura računarskih sistema- Internet protokoli

UDP(User Datagram Protocol) je jednostavan protokol bez konekcije koji obezbeđuje osnovne funkcije transportnog sloja OSI modela. Kod usluge bez konekcije ne postoji procedura sinhronizacije, kada jedna aplikacija želi da pošalje paket drugoj strani program za slanje paketa to i učini. Budući da nema procedure sinhronizacije, dobija se na brzini, ali se gubi na pouzdanosti, nema kontrole toka ni zagušenja.

UDP se koristi za razmenu paketa poruka („datagrama“) između računara. Za razliku od protokola TCP, ovaj protokol ne podrazumeva stalnu vezu nego se paketi „bacaju“ odredišnom računaru, bez održavanja veze i provere grešaka. Na taj način, ovaj protokol ne garantuje isporuku paketa niti isti redosled isporuke paketa kao pri slanju. Zbog ovih osobina UDP protokol je brz i koristi se za aplikacije kojima je važna brzina a prispeće paketa i održavanje redosleda nije od velike važnosti, koristi ga veliki broj aplikacija, naročito multimedijalne aplikacije poput internet telefonije i video konferencije. Koriste ga protokoli RTP, VoIP, DNS, serveri za računarske igre itd.

Zbog svoje jednostavnosti, UDP zaglavlja sadrže manje bajtova i troše manje mrežnih resursa od TCP-a. Zbog toga je ovaj protokol koristan u situacijama gde pouzdanost TCP mehanizama nije neophodna, kao u slučajevima kada protokoli višeg nivoa pružaju kontrolu toka i grešaka. UDP je transportni protokol za više poznatih protokola nivoa aplikacije, i to: Network File System (NFS), Simple Network Management Protocol (SNMP), Domain Name System (DNS), i Trivial File Transfer Protocol (TFTP).

Format UDP paketa prikazan je na slici 1.19. Sadrži 4 polja, i to: port izvorišta i odredišta, dužinu i checksum polje.

SLIKA 1.19 UDP PAKET KOJI SE SASTOJI OD 4 POLJA

2. ZAKLJUČAK

Page 22

Page 23: Internet protokoli

Arhitektura računarskih sistema- Internet protokoli

Internet protokoli su u širokoj upotrebi u celom svetu, jer se koriste za medjumrežnu komunikaciju bilo LAN ili WAN mreža. Internet protokoli se sastoje od seta komunikacijskih protokola, od kojih su najpoznatiji TCP i IP protokoli.

Korišćenje TCP/IP donosi više prednosti, a to su:

On je industrijski standard - Kao industrijski standard, on je otvoren protokol. To znači da ga ne kontroliše jedna kompanija i manje je podložan problemima sa kompatibilnošću. On je de facto protokol za Internet.

Sadrži skup pomoćnih programa koji služe za povezivanje različitih operativnih sistema. Povezivanje dva računara ne zavisi od mrežnih operativnih sistema koji su na njima.

Koristi skalabilnu klijentsko-serversku arhitekturu nezavisnu od platforme - Veličina TCP/IP može da se poveća (ili smanji) kako bi se zadovoljile buduće potrebe i okolnosti. Koristi posebne programske interfejse (tzv. soket) kako bi operativne sisteme učinio jedne drugima transparentnim.

Set internet protokola ne uključuje samo protokole nižeg reda kao što su TCP i IP, nego i odredjuju aplikacije kao što su elektronska pošta, terminal emulation i file transfer.

Page 23

Page 24: Internet protokoli

Arhitektura računarskih sistema- Internet protokoli

3. LITERATURA

M.Veinović, A. Jevremović: Uvod u računarske mreže

Ata Elahi: Network communications technology

http://www.stsmihajlopupin.edu.rs/dokumenta/TCPIP_model.pdf

http://www.elfak.ni.ac.rs/phptest/new/html/informacije/vesti/resenja/mps/poglavlja/ stojcev/prenos-podataka/Pogl-10-TCP-IP.pdf

http://konides.com/mreze/tcpip_stek_protokola.html

http://www.stsmihajlopupin.edu.rs/dokumenta/IP.pdf

http://fab.cba.mit.edu/classes/MIT/961.04/people/neil/ip.pdf

http://sr.wikipedia.org/sr-el/UDP_%28protokol%29

Page 24