Réteg kapcsolat

_MENÜ____________

NYITÓLAP

LETÖLTÉS

KÉPEK

VIDEÓK

FST WEB DEMO

KAPCSOLAT

_DOKUMENTÁCIÓ___

INTERNET

TCP/IP MODELL

RÉTEG KAPCSOLAT

VILÁGHÁLÓ

HTML

PLC

FEC PLC

SZERVOPNEUMATIKA

PALETTÁZÓ

WEB FELÜLET

ÖSSZEGZÉS

IRODALOM

PLCweb Project

Budapesti Mûszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
Mechatronika, Optika és Mûszertechnika Tanszék

A hálózati réteg és a szállítási réteg kapcsolata

IP-protokoll | IP-címek | TCP-protokoll

A hálózati réteg szintjén az Internet autonóm rendszerek (Autonomous System, AS) összekapcsolt együttesének tekinthetõ. Nincs igazi szerkezete, de létezik számos fõbb gerinchálózata, amelyek nagy sávszélességû vonalakból és gyors routerekbol állnak. A gerinchálózathoz csatlakoznak a területi vagy regionális hálózatok, és ezekhez a hálózatokhoz csatlakoznak az egyetemeken, vállalatoknál és internetszolgáltatóknál lévú LAN-ok. Az 2. ábrán [2] ennek a kvázi-hierarchikus szervezõdésnek egy vázlata látható.
Az a ragasztó, amely az Internetet egybetartja, az IP (hálózatközi protokoll). Az Interneten a kommunikáció a következõképpen mûködik: a szállítási réteg veszi az adatfolyamokat, és datagramokra tördeli azokat. Elméletben a datagramok egyenként 64 Kbájt hosszúak lehetnek, de a gyakorlatban rendszerint 1500 bájt körüliek. Minden datagram átvitelre kerül az Interneten, esetleg menet közben kisebb egységekre darabolva. Amikor végül minden darab megérkezett a célgéphez, a hálózati réteg összeállítja azokat az eredeti datagrammá. A datagramot azután átadja a szállítási rétegnek, amelyik beilleszti azt a vételi folyamat adatfolyamába. Ahogy az 2. ábrából látszik az 1. hoszttól induló csomagnak hat hálózatot kell megjárnia, hogy eljusson a 2. hosztig. A gyakorlatban ez rendszerint sokkal több, mint hat hálózat. A hálózati réteg végül is szolgálatokat nyújt a szállítási rétegnek.

2. ábra. Az Internet sok hálózat egybekapcsolt összessége [2.]

Az IP-protokoll

A TCP az általa feldolgozott datagramokat átadja az IP-nek. Persze ezzel együtt közölnie kell a rendeltetési hely Internet címét is. Az IP-t ezeken kívül nem érdekli más: nem számít, hogy mi található a datagramban vagy, hogy hogyan néz ki a TCP fejléc. Az IP feladata abban áll, hogy a datagram számára megkeresse, a megfelelõ útvonalat és azt a másik oldalhoz eljuttassa. Az útközben fellelhetõ átjárók és egyéb közbülsõ rendszereken való átjutás megkönnyítésére az IP a datagramhoz hozzáteszi a saját fejlécét. A fejléc fõ részei a forrás, és a rendeltetési hely Internet címe (32 bites címek, pl. 128.6.4.94), a protokollszám és egy ellenõrzõ összeg. A forrás címe a küldõ gép címét tartalmazza. (Ez azért szükséges, hogy a vevõ oldal tudja honnan érkezett az adat). A rendeltetési hely címe a vevõ oldali gép címét jelenti. (Ez, pedig azért szükséges, hogy a közbensõ átjárók továbbítani tudják az adatot). A protokollszám kijelöli, hogy a datagram a különbözõ szállítási folyamatok közül melyikhez tartozik. A TCP egy biztos választási lehetõség. Végül az ellenõrzõösszeg segítségével bizonyosodik meg a vevõ oldali IP arról, hogy a fejléc az átvitel során nem sérült-e meg. A TCP és az IP különbözõ ellenõrzõösszegeket használ. Az IP-nek meg kell tudnia gyõzõdni a fejléc sértetlenségérõl, különben rossz helyre küldhet el adatot. A TCP és az IP a biztonság és a hatékonyság növelése miatt tehát külön ellenõrzõösszegeket használ. Az IP fejléc hozzátétele után az eredeti üzenet a 3. ábra [2.] szerint néz ki.

3. ábra. Az IP-fejrész [2.]

A Datagram-eltolás és a DF, MF mezõk a datagramok részeinek nyomon követésére használatosak (a bevonalkázott bitet nem használják). Egy datagramot például akkor kell széttördelni, amikor az egy olyan hálózaton halad keresztül, amely számára nagy falatnak mutatkozik. Az Élettartam mezõben lévõ szám mindig csökken, amikor a datagram egy rendszeren halad keresztül. Amikor eléri a nullát, a datagram megsemmisül. Ezt az eljárást a rendszerben esetleg felépülõ végtelen ciklusok miatt építették a protokollba. Persze ezek felléptének valószínûsége az ideális esetben nulla, de a jól megtervezett hálózatoknak a bekövetkezhetetlen eseményekkel is el kell tudniuk bánni. Amikor a hálózati réteg összerak egy teljes datagramot, tudnia kell, hogy mit tegyen vele. Végül az Azonosítás mezõ ahhoz kell, hogy a célhoszt meg tudja állapítani, hogy egy újonnan érkezett csomag melyik datagramhoz tartozik. Egy datagram minden egyes darabja ugyanazzal az Azonosítás mezõ értékkel rendelkezik.

Lap tetejére

IP-címek

Az Interneten minden hosztnak és routernek van egy IP-címe, amely a hálózat számát és a hoszt számát kódolja. A kombináció egyedi, elméletileg nincs két olyan gép, amelynek ugyanaz az IP-címe. Minden IP-cím 32 bit hosszú és az IP-csomagok Forrás címe és Cél címe mezõiben hordozzák. A hálózati címeket (amelyek 32 bites számok) rendszerint pontokkal elválasztott decimális jelölésrendszerben írják. Ebben a formátumban minden 4 bájtot tízes számrendszerben írnak ki, 0-tól 255-ig. A legkisebb IP-cím a 0.0.0.0 és a legnagyobb a 255.255.255.255. A 0 és 1 értékeknek speciális jelentéseik vannak. A 0 érték jelentése: ez a hálózat vagy ez a hoszt. Az 1-et adatszóró címként használják, és a jelzett hálózat összes hosztját értik azt. A 0.0.0.0 IP-címet a hosztok az elindulásuk alatt használják. Az olyan IP-címek, amelyeknek a hálózatszáma 0, az aktuális hálózatra vonatkoznak. Ezek a címek lehetõvé teszik a gépeknek, hogy a saját hálózatukra hivatkozzanak anélkül, hogy tudnák a számát. A csupa 1-bõl álló cím az adatszórást teszi lehetõvé a helyi hálózaton, jellemzõen egy LAN-on. A helyes hálózatcímmel és csupa 1 hoszt mezõvel rendelkezõ címek lehetõvé teszik adatszóró csomagok küldését az interneten bárhol elhelyezkedõ távoli LAN-okra.

A TCP-protokoll

Az Internet szállítási protokollja a TCP, melynek mûködésérõl az alkalmazási rétegrõl szóló részben már lehetett olvasni. Most viszont az IP-fejrészhez hasonlóan szeretném ismertetni a TCP (4. ábra [2.]) felépítését is.

4. ábra. A TCP-fejrész [2.]

Minden szegmens egy fix kiosztású 20 bájtos fejrésszel kezdõdik, amit fejrészopciók követhetnek. Ezek után legfeljebb 65535 – 20 – 20 = 65495 bájt adat állhat. A kivonandók közül az elsõ 20 bájt az IP-, a második 20 bájt a TCP-fejrészt jelenti. A Forrásport és a Célport mezõk azonosítják az összeköttetés helyi végpontjait. A TCP-fejrészhossz mondja meg, hány 32 bites szóból áll a TCP-fejrész URG bit értéke 1, ha sürgõsségi mutatót használt. Ez a mutató a sürgõs adat bájtban mért helyét jelzi a jelenlegi bájtsorszámhoz viszonyítva. Ez a mechanizmus a megszakítás üzeneteket helyettesíti, lehetõséget adva a küldõnek, hogy jelzést küldjön a vevõ felé anélkül, hogy a TCP-nek külön megszakításokkal kelljen foglakoznia. Az ACK bit 1 értéke jelzi a nyugta mezõ érvényességét. Ha ez 0 akkor a nyugta mezõ figyelmen kívül hagyható. A PSH bit jelzi a késedelem nélküli adat továbbítását. Az RST bit egy hoszt összeomlása, vagy más okból összezavart összeköttetés helyreállítására szolgál. Ha valaki RST = 1értéket viselõ szegmenst kap, akkor felkészülhet valamilyen probléma megoldására. SNY bit összeköttetés létesítésére szolgál, míg a FIN bit összeköttetés bontására szolgál. Jelzi, hogy a küldõnek nincs több továbbítandó adata. A TCP forgalomszabályozása változó méretû csúszóablakkal történik. Az ablakméret mezõ határozza meg, hogy a nyugtázott bájttal kezdõdõen hány bájtot lehet elküldeni.

Lap tetejére

D

O

K

U

M

E

N

T

Á

C

I

Ó

-

D

O

K

U

M

E

N

T

Á

C

I

Ó

-

D

O

K

U

M

E

N

T

Á

C

I

Ó

Nyitólap | Letöltés | Képek | Videók | WebDemo | Kapcsolat

Internet | TCP/IP | Rétegek | Világháló | HTML | PLC | FEC | Servo | Palettázó | Web felület | Összegzés | Irodalom

© NaZsi

A hálózati réteg szintjén az Internet autonóm rendszerek (Autonomous System, AS) összekapcsolt együttesének tekinthetõ. Nincs igazi szerkezete, de létezik számos fõbb gerinchálózata, amelyek nagy sávszélességû vonalakból és gyors routerekbol állnak. A gerinchálózathoz csatlakoznak a területi vagy regionális hálózatok, és ezekhez a hálózatokhoz csatlakoznak az egyetemeken, vállalatoknál és internetszolgáltatóknál lévú LAN-ok. Az 2. ábrán [2] ennek a kvázi-hierarchikus szervezõdésnek egy vázlata látható.
Az a ragasztó, amely az Internetet egybetartja, az IP (hálózatközi protokoll). Az Interneten a kommunikáció a következõképpen mûködik: a szállítási réteg veszi az adatfolyamokat, és datagramokra tördeli azokat. Elméletben a datagramok egyenként 64 Kbájt hosszúak lehetnek, de a gyakorlatban rendszerint 1500 bájt körüliek. Minden datagram átvitelre kerül az Interneten, esetleg menet közben kisebb egységekre darabolva. Amikor végül minden darab megérkezett a célgéphez, a hálózati réteg összeállítja azokat az eredeti datagrammá. A datagramot azután átadja a szállítási rétegnek, amelyik beilleszti azt a vételi folyamat adatfolyamába. Ahogy az 2. ábrából látszik az 1. hoszttól induló csomagnak hat hálózatot kell megjárnia, hogy eljusson a 2. hosztig. A gyakorlatban ez rendszerint sokkal több, mint hat hálózat. A hálózati réteg végül is szolgálatokat nyújt a szállítási rétegnek.

2. ábra. Az Internet sok hálózat egybekapcsolt összessége [2.]

Az IP-protokoll

A TCP az általa feldolgozott datagramokat átadja az IP-nek. Persze ezzel együtt közölnie kell a rendeltetési hely Internet címét is. Az IP-t ezeken kívül nem érdekli más: nem számít, hogy mi található a datagramban vagy, hogy hogyan néz ki a TCP fejléc. Az IP feladata abban áll, hogy a datagram számára megkeresse, a megfelelõ útvonalat és azt a másik oldalhoz eljuttassa. Az útközben fellelhetõ átjárók és egyéb közbülsõ rendszereken való átjutás megkönnyítésére az IP a datagramhoz hozzáteszi a saját fejlécét. A fejléc fõ részei a forrás, és a rendeltetési hely Internet címe (32 bites címek, pl. 128.6.4.94), a protokollszám és egy ellenõrzõ összeg. A forrás címe a küldõ gép címét tartalmazza. (Ez azért szükséges, hogy a vevõ oldal tudja honnan érkezett az adat). A rendeltetési hely címe a vevõ oldali gép címét jelenti. (Ez, pedig azért szükséges, hogy a közbensõ átjárók továbbítani tudják az adatot). A protokollszám kijelöli, hogy a datagram a különbözõ szállítási folyamatok közül melyikhez tartozik. A TCP egy biztos választási lehetõség. Végül az ellenõrzõösszeg segítségével bizonyosodik meg a vevõ oldali IP arról, hogy a fejléc az átvitel során nem sérült-e meg. A TCP és az IP különbözõ ellenõrzõösszegeket használ. Az IP-nek meg kell tudnia gyõzõdni a fejléc sértetlenségérõl, különben rossz helyre küldhet el adatot. A TCP és az IP a biztonság és a hatékonyság növelése miatt tehát külön ellenõrzõösszegeket használ. Az IP fejléc hozzátétele után az eredeti üzenet a 3. ábra [2.] szerint néz ki.

3. ábra. Az IP-fejrész [2.]

A Datagram-eltolás és a DF, MF mezõk a datagramok részeinek nyomon követésére használatosak (a bevonalkázott bitet nem használják). Egy datagramot például akkor kell széttördelni, amikor az egy olyan hálózaton halad keresztül, amely számára nagy falatnak mutatkozik. Az Élettartam mezõben lévõ szám mindig csökken, amikor a datagram egy rendszeren halad keresztül. Amikor eléri a nullát, a datagram megsemmisül. Ezt az eljárást a rendszerben esetleg felépülõ végtelen ciklusok miatt építették a protokollba. Persze ezek felléptének valószínûsége az ideális esetben nulla, de a jól megtervezett hálózatoknak a bekövetkezhetetlen eseményekkel is el kell tudniuk bánni. Amikor a hálózati réteg összerak egy teljes datagramot, tudnia kell, hogy mit tegyen vele. Végül az Azonosítás mezõ ahhoz kell, hogy a célhoszt meg tudja állapítani, hogy egy újonnan érkezett csomag melyik datagramhoz tartozik. Egy datagram minden egyes darabja ugyanazzal az Azonosítás mezõ értékkel rendelkezik.

Lap tetejére

IP-címek

Az Interneten minden hosztnak és routernek van egy IP-címe, amely a hálózat számát és a hoszt számát kódolja. A kombináció egyedi, elméletileg nincs két olyan gép, amelynek ugyanaz az IP-címe. Minden IP-cím 32 bit hosszú és az IP-csomagok Forrás címe és Cél címe mezõiben hordozzák. A hálózati címeket (amelyek 32 bites számok) rendszerint pontokkal elválasztott decimális jelölésrendszerben írják. Ebben a formátumban minden 4 bájtot tízes számrendszerben írnak ki, 0-tól 255-ig. A legkisebb IP-cím a 0.0.0.0 és a legnagyobb a 255.255.255.255. A 0 és 1 értékeknek speciális jelentéseik vannak. A 0 érték jelentése: ez a hálózat vagy ez a hoszt. Az 1-et adatszóró címként használják, és a jelzett hálózat összes hosztját értik azt. A 0.0.0.0 IP-címet a hosztok az elindulásuk alatt használják. Az olyan IP-címek, amelyeknek a hálózatszáma 0, az aktuális hálózatra vonatkoznak. Ezek a címek lehetõvé teszik a gépeknek, hogy a saját hálózatukra hivatkozzanak anélkül, hogy tudnák a számát. A csupa 1-bõl álló cím az adatszórást teszi lehetõvé a helyi hálózaton, jellemzõen egy LAN-on. A helyes hálózatcímmel és csupa 1 hoszt mezõvel rendelkezõ címek lehetõvé teszik adatszóró csomagok küldését az interneten bárhol elhelyezkedõ távoli LAN-okra.

A TCP-protokoll

Az Internet szállítási protokollja a TCP, melynek mûködésérõl az alkalmazási rétegrõl szóló részben már lehetett olvasni. Most viszont az IP-fejrészhez hasonlóan szeretném ismertetni a TCP (4. ábra [2.]) felépítését is.

4. ábra. A TCP-fejrész [2.]

Minden szegmens egy fix kiosztású 20 bájtos fejrésszel kezdõdik, amit fejrészopciók követhetnek. Ezek után legfeljebb 65535 – 20 – 20 = 65495 bájt adat állhat. A kivonandók közül az elsõ 20 bájt az IP-, a második 20 bájt a TCP-fejrészt jelenti. A Forrásport és a Célport mezõk azonosítják az összeköttetés helyi végpontjait. A TCP-fejrészhossz mondja meg, hány 32 bites szóból áll a TCP-fejrész URG bit értéke 1, ha sürgõsségi mutatót használt. Ez a mutató a sürgõs adat bájtban mért helyét jelzi a jelenlegi bájtsorszámhoz viszonyítva. Ez a mechanizmus a megszakítás üzeneteket helyettesíti, lehetõséget adva a küldõnek, hogy jelzést küldjön a vevõ felé anélkül, hogy a TCP-nek külön megszakításokkal kelljen foglakoznia. Az ACK bit 1 értéke jelzi a nyugta mezõ érvényességét. Ha ez 0 akkor a nyugta mezõ figyelmen kívül hagyható. A PSH bit jelzi a késedelem nélküli adat továbbítását. Az RST bit egy hoszt összeomlása, vagy más okból összezavart összeköttetés helyreállítására szolgál. Ha valaki RST = 1értéket viselõ szegmenst kap, akkor felkészülhet valamilyen probléma megoldására. SNY bit összeköttetés létesítésére szolgál, míg a FIN bit összeköttetés bontására szolgál. Jelzi, hogy a küldõnek nincs több továbbítandó adata. A TCP forgalomszabályozása változó méretû csúszóablakkal történik. Az ablakméret mezõ határozza meg, hogy a nyugtázott bájttal kezdõdõen hány bájtot lehet elküldeni.

Lap tetejére