Componenten in een netwerk

Componenten in een netwerk:
Platform voor communicatie
Tussenliggende apparaten
- Van source naar destination kom je veel apparaten tegen
- Tussenliggende apparaten verzorgen de echte netwerkfunctionaliteit
• Hubs
• Switches
• Wireless access points
• Modems
• Routers
• (...)
- Functionaliteiten: zeer uiteenlopend
• Routering
• Hergenereren van signalen
• Detecteren van alternatieve routes
• QoS
Netwerkmedia
(...)
- Eenvoudige netwerken:
Bv. directe verbinding van 2 pc's via kabel
- Ingewikkelde netwerken:
vele tussenliggende stations
communicatie kan over een lange afstand lopen
- Hardware componenten:
Pc route, switch, hub,...
Bekabeling
- Software
- End devices:



zender of ontvanger van berichten
"Host"
Voorbeelden:
- computers: laptops, servers, workstations
- network printers
- VoIP telefoons
- Camera's
- PDA
- Remote monitoring station (weerstation)

Host-Adress
- = uniek fysiek adres
- Tussenliggende apparaten:


Van source naar destination kom je veel apparaten tegen...
Tussenliggende apparaten verzorgen de echte netwerkfunctionaliteit
- Hubs
- Switches
- Wireless Access Points
- Modems
- Routers
-(...)

Functionaliteiten: zeer uiteenlopend
-Routering
- Hergeneren van signalen
- Detecteren van alternatieve routens
- QOS
- Netwerkmedia:



koper
fiber
wireless
LANs
Local-Area Networks:
 een groep end-devices en gebruikers onder 1 gezamelijke administratie
 in een beperkte fysieke locatie
 Nu: zelfde gebouw/campus
WANs
Wide-Area Networks:
 een type netwerk dat verschillende LANs die ver uit elkaar liggen interconnecteert
 typisch over lange afstand
 gebruik maken van lijnen van networkprovider (<-> LAN)
LAN vs WAN
Het internet: netwerk van netwerken
 vroeger: communicatie beperkt tot LAN
 nu: LAN interconnecteren via WAN = internet
Protocollen
Regels voor communicatie:
 elke vorm van communicatie wordt door regels bepaald
- bv. telefoongesprek vereist een andere verzameling regels dan een brief of mail schrijven
 de verzameling regels die communicatie in goede banen leiden noemt men het protocol
(kijk afbeelding voor visuele uitleg)
- Application protocol:
 http: hypertext transfer protocol: legt vast op welke manier de client en server htmlbestanden uitwisselen (bv. GET , POST)
- Transport protocol:
 TCP: transport control protocol: deelt groteren berichten op in kleine segmenten om deze te
versturen
- Internetwork protocol:
 IP: Internet Protocol: neemt segmenten van TCP en pakt deze in een envelop met
adresseringsinformatie
- Network access protocol:
 Hoe wordt data op de draad gezet?
Het ethernet is de eindbestemming.
De interactie van protocollen:
- Web browser die met web server communiceert
(kijk afbeelding voor visuele uitleg)
(...)
BELNET






sinds 2008
verbindt universiteiten, hogescholen en onderzoekscentra
verbinding 10Gbps (of veelvoud)
1650 km
Glasvezel
verbonden aan commercieel internet en het Europees onderzoeksnetwerk GéANT3
HET OSI MODEL:
Het OSI en TCP/IP model
OSI
- International Organization for Standardization (ISO)
- Op basis van bestaande protocollen: TCP/IP, DECnet
- Nooit echt “gebruikt” omwille van populariteit TCP/IP
 Gids bij netwerkcommunicatie
- Producenten van netwerkhardware verwijzen altijd naar dit model
- OSI definieert:
 lagen + welke functies in welke laag
 hoe informatie door een netwerk stroomt
Laag 7: Applicatielaag
 dichtst bij gebruiker
 aanbieden van netwerkservices aan gebruikersapplicaties
 biedt geen dienst aan ander OSI lagen
 End-To-end connectiviteit
 voorbeelden:
- file transfer
Laag 6: Presentatielaag
 ervoor zorgen dat de informatie die de applicatielaag zendt kan gelezen worden
Laag 5: Sessielaag
 opzetten, beheren, afsluiten van sessies tussen 2 communicerende hosts
 aanbieden van diensten aan de presentatielaag
- synchroniseren voor UFHEIFHDSOI
 gebruik maken van transportlaag
 Voorzieningen voor:
serviceklassen (prioriteiten), uitzonderen
 voorbeelden:
- NFS (Network File System), X- Window system, ASP (Appletalk Session Protocoll)
Laag 4: Transportlaag
 Segmenteren van data (zender)
 Herassembleren van gesegmenteerde data (ontvanger)
 Scheiding transportlaag- sessielaag belangrijk: scheiding tussen applicatieprotocols- dataflows protocols
 Data-transport aanbieden sessielaag
 Betrouwbaarheid: opzetten, onderhoude, afsluiten van virtuele circuits (een virtueel
communicatiekanaal opzetten)
 Voorbeelden
- TCP (Transmission Control Protocol)
=>Betrouwbaar
-UDP (User Datagram Protocol)
=> Onbetrouwbaar
Laag 3: Netwerklaag
 Complexe laag
 Verbinding en padselectie tussen twee hosts
 Logische adressering
 voorbeelden:
- IP
- Apple
Laag 2: Datalinklaag
 Betrouwbaar transport van data over een fysieke link
 Fysieke adressering
 Netwerktopologie
 Netwerktoegang (tegelijk? token-passing?)
 signaleren van fouten
 Geordend afleveren van frames


flow control
voorbeelden:
ethernet, token ring,...
Laag 1: fysische laag
 Elektrische, mechanische, procedurele, functionele specificaties voor activeren,
onderhouden en afbreken van een fysieke verbidning tussen eindsystemen
 typische karakterisitieken
- voltages
- timing van voltagewissels
- fysieke snelheden
- maximale verzendafstanden
- fysieke conncectoren
OSI vs TCP/IP
-OSI deelt applicatie- en network access lagen verder in
- TXP/IP zegt niets over fysieke medium op network access laag
- Layer 3 en 4 zijn hetzelfde
(bekijk afbeelding voor visuele uitleg)
Adressering:
° hoe de data bij de end-device terechtkomt
 op layer 2 wordt de adressering op het lokale netwerk afgehandeld
- Zogenaamd MAD-adres
- Wanneer 2 devices op een lokaal ethernet met elkaar communiceren, bevat het frame en
source mac
° hoe de data over het internetwerk reist
 Layer 3 adressering zorgt voor het verplaatsen van pakketten van het een naar het andere
netwerk
 <-> layer 2 adressering: enkel lokaal (!)
 routers maken gebruik van de layer 3 informatie om een pakket te routeren tss netwerken
De interfaces tussen netwerken
Software in de applicatielaag
- deze software laat toe om met het ,netwerk te werken
- 2 soorten software:
 Network Aware applicaties
- wat wij zelf dagelijks gebruiken
- typisch met grafische user interface
Voorbeelden
° Browser, mail client,...
 Application
server:
een apparaat dat antwoordt op de requests van een client (applicaties)
op de server draait meestal een achtergrondproces (daemon)
Poortnummers:
- Transport layer zal een poortnummer gebruiken om de service te kunnen onderscheiden voor wie
het segmetn bedoeld is
 dit is dus eigenlijk de link tussen layer 7 en 6
 Elke service heeft typisch een eigen poortnummer (meestal vast gedefinieerd)
- Bekende poortnummer
 DNS: TCP/UDP poort 53
 HTTP: TCP poort 80
 SMTP: TCP poort 25
 POP: TCP poort 110
 Telnet: TCP poort 23
 HCP: UDP poort
 TCP: (...)
DNS
- Domain name system
- IP adressen zijn niet eenvoudig te onthouden
 Bv. zeker niet voor tientallen websites die we dagelijks bezoeken
- DNS zet namen om naar IP adressen
 Domein naam: bv. www.cisco.com
 IP adres: bv. 198.133.219.25
- Gedistribueerd systeem
(zie verduidelijkend schema)
Transportlaag
(goede examenvragen)
Rollen transportlaag:
- TCP: betrouwbare communicatie
- TCP sessies beheren
- UDP: communicatie zonder overhead
(TCP-IP is maar een gedeelte van de IP-laag)
Doel transportlaag:
- belangrijkste taken
 segmenteren van data, herassembleren van data
- Header toevoegen om te weten tot welke communicatie het segment behoort
 Verschillende communicaties tss applicaties op source (...)
- Vereisten transportlaag:
 sommige programma's vereisen strikte volgorde van segmenten
 sommige programma's kunnen geen segmenten missen
 sommige programma's moeten alle segmenten aankrijgen
 sommige programma's kunnen een bepaalde vertraging tolereren
- bv. browser moet alles aankrijgen, maar kleine delay wordt amper opgemerkt (...)
- Beheren van conversaties:
 segmenteren en herassembleren
- meeste netwerken hebben een masimale groootte voor de PDU
- op source de data segmenteren
- op destination de data herassembleren

multiplexing van conversaties (parallel doorsturen van verschillende conversaties)
Deze taak brengt heel wat met zich mee:
De sessies opzetten
- connectie logisch gezien opzetten, voor de effectieve datatransfer
 Betrouwbare levering
- transport layer zorgt dfat (indien nodig) alle segmenten in de juiste volgorde
aankomen
 Juiste volgorde levering
- nummeren van segmenten zpdat deze in de juiste volgorde aankomen (segmenten
kunnen in meers geen paden volgen)
 Flow control
- elke (...)
 Ondersteunen van betrouwbare communicatie
- heel wat applicatielaag-protocollen vereisen betrouwbare communicatie
- HTTP, SMTP, FTP, POP3, IMAP4,...
- Basisfunctionaliteiten voor betrouwbaarheid
- Lijst bijhouden
- Ontvangen data bevestigen
- niet aangekomen (bevestigde) segmenten opnieuw doorsturen
(...)
 TCP en UDP
 2 belangrijke protocols in de transportlaag
- UDP:
- Connectionless
- Ontvangen data bevestigen
- niet aangekomen (bevestigde) segmenten opnieuw doorsturen

(...)

Poortadressering
Zowel UDP als TCP moet weten aan welk applicatie de data moet worden doorgegeven (de
link met de applicatielaag)
- Poortnummers worden sowieso in de header opgeslagen
 Telkens 2 poortnummer
- Source Port (...)




De combinate van IP en poortnummer = Socket
Een socket identificeert op unieke wijze de verbinding
Voorbeelden van sockets:
- Web server luistert op IP adres 192.123.2.4 op poort 80
- 192.123.2.4:80 is de gebruikte socket op de server
- Web browser op een pc met IP adres (...)
 Segmentatie en herassembleren
 indien data die verstuurd moeten zeer groot is
- in 1 stuk doorsturen is niet handig
(opzetten connectie + ander verkeer is niet meer mogelijk (geen multiplexing)
- DUS:
(...)
Pakket en segment zijn 2 verschillende dingen (!)
Packet:
Segment:
(...)
IPv4
Netwerklaag: communicatie van host naar host
- Netwerklaag
- Verschillende functies
(kijk hoofdstuk 5)
Laag 3
Routing: afhandeling van datapakketten
Elke router zal:
- Forwarden naar next-hop router
OF
- Forwarden naar destination host
OF
- het pakket vernietigen
Adrestypes:
Netwerk prefix
(duidt aan hoeveel bits er nodig zijn om een netwerk ID te herkennen in een host-ID)
(checkt BB hoofdstuk 6)
Unicast; broadcast en multicast:
Unicast:
- een pakket verzenden van een host naar een andere host
Broadcast:
- een pakket verzenden van een host naar alle hosts van een netwerk
Multicast:
- 1 pakket naar selectie van hosts
- bedoeling: efficiënt meerderere host bereiken
- Zonder multicast
Toekennnen van adressen (MOET NI)
Oefeningen (MOET NI)
Testen van de netwerklaag (cool)
Hoe worden IP pakketten geroute op een lokaal netwerk?
(How are IP packets routed on a local Area Network?)