Sida 1 av 47 Instudering DKO 12-04-25 Planering och instuderingsfrågor för Datakommunikation Innehållsförteckning Förkunskaper...4 Modul 0 Enkel introduktion...7 Datakommunikation ämnets utveckling...8 Grundbegrepp:...9 Nod och värd...9 Sändare, mottagare; signal, medium, protokoll...9 Kanal. Fysisk och logisk...9 Simplex, halv och full duplex...9 Seriell och parallell överföring...9 Synkron, asynkron...10 Symmetrisk, asymmetrisk...10 Paketförmedling, kretskoppling; virtuell kretskoppling...10 Förbindelselös, förbindelseorienterad...10 Unicast, multicast, broadcast...10 OSI-modellen (kort introduktion)...10 Modul 1 Fördjupad datorkunskap...12 Modul 2 Grunderna för LAN...14 OSI-modellen och protokollstackar...15 Inkapsling (se appendix)...15 Modul 3 - Nätverksmedia...16 Koppar media...16 Optiska media...16 Trådlösa media...17 WPAN...17 WLAN...17 WWAN...18 Modul 4 - Kabeltestning...19 Crosstalk...19 Kategorier...19 Raka/korsade kablar...19 Skärmning...20 Kontakter...20 Modem och internetuppkoppling...20 Bredbandsdelare...21 Modul 6 - Grunderna för Ethernet...22 Topologier i detalj...22 Bussnät...22 Ringnät...23 Stjärnnät...23 Utvidgat stjärnnät...24
Sida 2 av 47 Instudering DKO 12-04-25 Mesh...24 MAC-adresser...24 Unicast och broadcast på Ethernet...25 Ethernetramen...25 Modul 8 - Ethernetswitchar...27 Hur switchar fungerar...27 Olika slags switchtekniker...27 Modul 9 TC/IP se också appendix Nätverksmatematik...28 IPv4...29 CIDR, sub- och supernetting...29 NAT...29 ARP...30 DHCP...30 IPv6...30 ICMP...30 TCP och UDP...30 Applikationsprotokoll...30 Värdnamn och DNS...31 Module C (tecken och teckenkodningar)...32 Appendix (förtydliganden)...33 Ord med olika betydelser...33 Bredband (analog/digital)...33 Domän...33 Server...33 Segment...33 Gateway...33 FTP...33 DTE/DCE...33 Saker som har tabeller...34 Viktiga skillnader...34 Övrig utrustning...34 Proxy...34 Gateway (protokollöversättare)...34 Level 7 switch...34 Förbindelseprotokoll...34 Lagringstekniker (läses i mån av intresse)...35 Interface...35 Nätverksgränssnitt...35 Formfaktorer för hårddiskar...35 Formfaktorer för disketter...35 Formfaktorer för flashminne (maj 2009)...35 Appendix: Nätverksmatematik...37 Binära tal...37 Oktala tal...37 Hexadecimala tal...37 Omvandla till hex-tal/binära tal/decimala tal...38 Sub/supernetting...38 192.168.0.12/18...38
Sida 3 av 47 Instudering DKO 12-04-25 212.3.4.14/27...39 10.0.35.25/12...39 188.188.188.188/20...39 IPv6 (Detta kommer på provet)...40 Skriv i kortaste form:...40 Skriv i längsta form:...40 Appendix: Inkapsling...41 Processen...41 Appendix: Tabell över trådlösa tekniker...43 Provexempel...44 Frågor...44
Sida 4 av 47 Instudering DKO 12-04-25 Förkunskaper 1. Vad gör processorn? 2. Vad menas med klockfrekvens? 3. Bilderna nedan visar datorns portar. Fullborda tabellen om dem. Portnamn Kallas också Vanligtvis använd till att ansluta PS/2 - Tangentbord och mus USB - Minnen, kameror, telefoner, etc. Serieport COM TTY Parallellport LPT Kan också användas till nollmodem Ersätts av USB Thunderbolt USB USB LP VGA-port RGB-port Bildskärm - DVI (digital video interface) MIDI-port Gameport Keyboard USB Firewire IEEE1394 Videokameror Thunderbolt DVI (ej bild) - Display Port Display Port - Thunderbolt esata (ej bild) 8P8C (ej bild) RJ45 LAN-port Diskar (full duplex) Ethernet Thunderbolt
Sida 5 av 47 Instudering DKO 12-04-25 USB ersätter serie-, parallell- och PS/2-portarna. Thunderbolt ersätter USB. Firewire och HDMI/Displayport Bildskärmsanslutning: RGB -> DVI -> HDMI/DisplayPort -> Thunderbolt WiFi är trådlöst nät. WiDi är Wireless Display - trådlös bildskärm. 4. Vad gör och vilka är datorns in-enheter? 5. Vad gör och vilka är datorns ut-enheter? 6. Peka ut på bilden nedan: a. Var man sätter RAM-minnet (DIMM-platser) b. Var man sätter grafikkortet (PCI Express) c. Var man ansluter kablar till diskett och hårddisk (S-ATA och PATA/IDE) d. Var processorn skall sitta? e. Var man sätter expansionskort (PCI-platser och PCI Express) 7. Vilka slags sekundärminnen finns det? 8. Vad gör ljudkortet i datorn? 9. Vad innebär en bit? Vad är en byte? 10. Hur många byte är: 1 kb
Sida 6 av 47 Instudering DKO 12-04-25 1MB 1GB 11. Vad är binära tal? 12. Vad menas med hårdvara? 13. Vad menas med mjukvara?
Sida 7 av 47 Instudering DKO 12-04-25 Modul 0 Enkel introduktion Beskriv en dator enligt von Neumann modellen. Se bild här: http://www.antonine-education.co.uk/ict_as/ict_module_2/topic_8/computer_architecture.htm Enkel datorhistoria: Kulram Mekaniska räknemaskiner (Charles Babbage) Hålkortsmaskiner (folkräkningar i USA) Colossus, Eniac Univac första datorn man kunde köpa IC-kretsen Unix första populära systemet som medgav time sharing. Internet utvecklades på Unix. Altair första mikrodatorn, såldes i byggsats. IBM PC mikrodatorn blir rumsren och får en standardarkitektur: Intel x86 DOS Arpanet, TCP/IP, Internet GUI (Xerox, Lisa,) Macintosh, Windows, X11 Sneakernet, LAN, WAN WWW, http, HTML Mobila system Inbäddade system Förklara följande begrepp: Stor-, mini- och superdator Arbetsstation Terminal Tunn klient Server (ur mjukvaru- och hårdvaruperspektiv)
Sida 8 av 47 Instudering DKO 12-04-25 Operativsystem Namnge minst 10 operativsystem (undervarianter och olika linuxdistributioner räknas inte!) ( http://en.wikipedia.org/wiki/list_of_operating_systems ) 1. DOS 2. Windows a) Ovanpå DOS (95, 98, ME) b) NT (2000, XP, Vista, 7) c) CE/Mobile/Phone 3. Unix a) Solaris b) AIX c) HP-UX 4. BSD-baserade a) Mac OS X (+ios) b) FreeBSD c) Open BSD 5. Z/OS (IBM stordatorer) 6. IBM i (OS/400) 7. Cisco IOS (routrar) 8. Junos (Juniper routrar) 9. Linuxbaserade a) GNU/Linux ex Ubuntu b) Android c) Meego d) Web OS e) Bada 10. Symbian (S60, S40) 11. Blackberry OS Ge exempel på minst 15 slags servrar (typ av tjänst som tillhandahålls) 1. Filserver, inklusive NAS (Network Attachede Storage) 2. Printserver 3. Domänkontrollant a) Inloggning/användare b) Administration av mjukvara 4. Databasserver 5. Webbserver (http) 6. FTP-server 7. Applikationsserver 8. Namnserver (DNS) Datakommunikation ämnets utveckling 1. Stordator/minidator kommunicerar med terminaler 9. DHCP 2. Stand-alone PC kommunicerar med kringutrustning 3. LAN och Internet 10. Mejlservrar a) SMTP b) POP c) IMAP 11. IRC och andra servrar för chat 12. Spelservrar 4. Inbäddade system, handhållna enheter, cloud computing 13. Strömmande ljud och bild (internetradio, video) 14. Transaktionsserver (för banker och andra finansiella tillämpningar)
Sida 9 av 47 Instudering DKO 12-04-25 Grundbegrepp: Nod och värd Nod är en start-, slut- eller omkopplingspunkt på ett nätverk. Ett nätverkskort är inte en nod, men en dator med ett sådant kort är det. En trådlös accesspunkt är en nod, men ett trådlöst kort är det inte. Värd är en nod som har IP-adress, dvs en ren level-2 switch är en nod, men inte en värd. Sändare, mottagare; signal, medium, protokoll Sändare, source = den nod som skickar data. Mottagare, destination = den nod som tar emot data. Medium = det som signalen färdas genom. Kablar eller luften. (Ett medium, flera media.) Signal = elektrisk, optisk eller radiosignal som är utformad så att den kan förmedla data. Protokoll = en uppsättning regler för hur kommunikationen skall gå till. Först kommer en byte x och sedan 3 byte y... Sändaren skickar en signal till mottagaren genom ett medium. Gränssnitt där två delar möts. En kontakt, en kortplats, ledningar på moderkortet. Användargränssnitt där dator och användare möts. Knappar, CLI, TUI, GUI, touch/gester. Kanal. Fysisk och logisk En kanal är en förbindelse mellan sändare och mottagare. Fysisk kanal är ungefär detsamma som medium. Logisk kanal är förbindelse på dataprotokollnivå. Simplex, halv och full duplex Simplex = Kommunikation åt ett håll. Kan jämföras med radio. Halv duplex = Kommunikation åt båda hållen, men bara ett åt gången. Kan jämföras med walkietalkie. Växlingen mellan att sända och att ta emot sker ofta så snabbt hundratals gånger i sekunden att användaren inte upplever det som något större problem. Full duplex = Kommunikation åt båda hållen samtidigt. Jämför med telefon. Kräver dedikerad datakanal, Seriell och parallell överföring. Seriell: - - - - - - - - - - (En fysisk signal i taget) Parallell: = = = = = = = = (Flera signaler i bredd) Exempel på seriella tekniker: Serieportar (com-portar), USB, Firewire, SATA, PCIe, Thunderbolt Exempel på paralella tekniker: Parallellportar (lpt-portar), PATA, PCI, RAM-bussen Seriell överföring kan göras snabbare så fort avstånden överstiger några decimeter, eftersom man slipper timing-problem. Parallell överföring finns endast kvar i de databussar som används för hypersnabb överföring mellan CPU och RAM-minne. PCIe kan parrallellköras för högre fart till grafikkortet. Exempel: PCIe 16x
Sida 10 av 47 Instudering DKO 12-04-25 Synkron, asynkron Vid synkron överföring så skickas det en synkroniseringssignal på det fysiska mediet, även om ingen data finns att sända. Detta sker för att undvika timingproblem och på så vis öka hastighet och tillförlitlighet i dataöverföringen. Vid asynkron överföring så saknas sådan synkroniseringssignal. (Vid sidan av datakommunikation, så används begreppen på andra sätt. Inom programmering så är asynkron detsamma som att olika delar av programmet kan fungera utan att behöva vänta på de andra,) Symmetrisk, asymmetrisk Symmetrisk datakommunikation sker med samma bandbredd åt båda håll. Assymetrisk har olika bandbredd. Se avsnitten om switchar och ADSL för exempel. Paketförmedling, kretskoppling; virtuell kretskoppling Kretskoppling innebär att sändare och mottagare förbinds genom en sammanhållen elektrisk krets. Det gamla telefonsystemet med mekaniska växlar är paradexemplet på kretskopplad teknik. Paketförmedling innebär att data delas upp i mindre enheter, paket, som sedan skickas från nod till nod, utan att sändare eller mottagare vet om vilken väg de tagit. Olika paket kan skickas på skilda rutter, men ändå nå fram till destinationen. Paketen kan av dessa skäl anlända i en annan ordning än de skickades och det krävs logik för att hantera detta, exempelvis sekvensnumrering. Virtuell kretskoppling innebär att varje nod kommer ihåg sitt vägval för en viss dataström, samt dedikerar kapacitet för att förmedla den, så att man kan få ner latensen (fördröjningen) och garantera en viss kvalitet på förbindelsen. Se avsnitten om ATM och MPLS. Förbindelselös, förbindelseorienterad Förbindelseorienterad kommunikation innebär att man först upprättar en logisk kanal mellan sändare och mottagare, innan den riktiga kommunikationen inleds. Se avsnittet om TCP. Förbiindelselös kommunikation sker med best effort, men utan garantier om att den utskickade datan faktiskt når fram. Sådan förenklad logik är att föredra för tillämpningar som strömmande audio och video, IP-telefoni och multiplayer dataspel. Se avsnittet om UDP. Unicast, multicast, broadcast Unicast = Från en nod till en ensam annan nod. Multicast = Från en nod till många andra. Broadcast = Från en nod till alla andra på LAN (OSI-nivå 2) eller subnätet (OSI-nivå 3) Broadcastadress MAC är alltid FF:FF:FF:FF:FF:FF Broadcastadress IP är sista adressen på subnätet. OSI-modellen (kort introduktion) Du skall kunna alla sju skikten och veta vad de gör Please Do Not teach Such Petty Acronyms All People Seem To Need Data Processing
Sida 11 av 47 Instudering DKO 12-04-25 Du skall kunna placera olika protokoll och tekniker i rätt skikt. Denna tabell beskriver detta. Du kan vänta med att slå upp de enskilda förkortningarna. Koncentrera dig på tabellens struktur. Lagernummer Lagernamn Beskrivning Exempel 7 Applikation Vad skall göras? HTTP, FTP, SSH, SMTP 6 Presentation Hur skall det se ut? Kryptering. Komprimering. MIME, UTF-8 SSL Gzip 5 Session Uppkoppling, autentisering 4 Transport End to end connectivity. Flödeskontroll Dataintegritetskontroll TCP, UDP 3 Nät Vägval IPv4, IPv6, routrar 2 Datalänk (länk) Next hop connectivity Logik för signalerna LLC, MAC, switchar 1 Fysiska skiktet Signaler och media Modulering, (signal-)kodning, kablar, kontakter, transceivers, hubbar Du behöver inte lära dig förkortningarnas innebörd ännu. Bara se vilken nivå de jobbar på. Tänk ännu inte på vad SSL betyder, utan bara på att det är en krypteringsteknik. I senare skeden, när du stöter på tekniken på allvar, så är det en av dina uppgifter att för varje teknik placera dem i OSI-modellen. På så sätt kommer du se ett mönster över hur de fungerar och det kommer hjälpa dig att förstå deras innebörd. En sådan slutsats kan se ut så här: Eftersom MAC-adresser jobbar på nivå 2 (datalänk), så kan de inte användas för kommunikation mellan värdar via routrar, utan bara för att hitta närliggande noder (next hop).
Sida 12 av 47 Instudering DKO 12-04-25 Modul 1 Fördjupad datorkunskap Elektronikbegrepp: Integrated circuit. Sv: IC-krets (en tautologi) Connector Sv: Kontakt Light emitting diode (LED) Förklara kortfattat följande begrepp: CPU = Central Processing Unit. Datorns hjärna eller motor, som ansvarar för beräkningar och central kontroll av dataflöden. GPU = Graphics Processing Unit ev inbyggd i CPU på moderna datorer. RAM = Random Access Memory. Arbetsminnet. Det är mycket snabbt. Åtkomsten mäts i nanosekunder. När strömmen bryts försvinner innehållet. ROM = Read Only Memory. Något långsammare än RAM, men behåller sitt innehåll när strömmen stängs. Idag kan dess innehåll ändras, så att datorns BIOS kan uppgraderas. Detta kallas för flash-minne, eftersom det kan flashas. Portar. De kontakter som finns på datorn för att ansluta in- och utenheter. Moderkort. Det centrala kretskort på vilket alla viktiga kretsar monteras. Kan liknas vid chassit i en bil. Systemenhet. Själva lådan som datorn finns i. Kan liknas vid bilens kaross. Kraftaggregat. Matar datorn med ström. Innehåller en transformator. Expansionskort. Kretskort som monteras i datorn som kan ge den fler portar, nätverkskontakt, grafik, ljud, etc. Numera är dessa funktioner oftast inbyggda på moderkortet och expansionskort används bara av entusiaster eller för speciella behov. Form faktor Förklara kortfattat följande bussar: PCI PCI Express Seriell men flera kanaler kan vara bonded together Express card (54/34) Förklara kortfattat följande gränssnitt: ATA parallell teknik för att ansluta diskar SATA modernare seriell teknik för att ansluta diskar. esata external SATA Lagringsenheter Optiska: CD-ROM, DVD, Blueray Magnetiska: Hårddisk, diskett (Floppy disk)
Sida 13 av 47 Instudering DKO 12-04-25 Elektrisk: Flash minnen: USB-stickor, minneskort (vilka typer finns), Solid State Drive Formfaktorer - http://en.wikipedia.org/wiki/comparison_of_computer_form_factors Tower, desktop, mini Laptop, notebook, netbook Handheld, Smartphone Inbäddad Tower server (vanlig), rackserver, bladserver Vad betyder "ping"? När används kommandot? Vad kan man se med det? Vad är en byte och bit? Oktett och nibbel? Se appendix Nätverksmatematik för att svara på följande frågor: Förklara hur binära tal fungerar. Gör om ett tal exempelvis 125 till binärt utforming. Gör om talet 10100000 till decimal form. Vad är hexadecimal tal?
Sida 14 av 47 Instudering DKO 12-04-25 Modul 2 Grunderna för LAN Identifiera följande begrepp: bps kbps Mbps Gbps Definiera följande enheter: pico nano mikro milli (centi) (deci) (deka) (hekto) kilo kibi mega mebi giga gibi tera tebi peta (pebi) (exa) (exbi http://en.wikipedia.org/wiki/binary_prefixes#iec_standard_prefixes Definera följande termer och ange sedan några vanliga tekniker inom respektive område: Förkortning Uttydning Exempel LAN Local Area Network Ethernet, switchar WAN Wide Area Network Kommunikation mellan LAN på långa avstånd Internet, switchar MAN Metropolitan Area Network Stadsnät
Sida 15 av 47 Instudering DKO 12-04-25 VLAN Virtual Local Area Network Uppdelning av LAN i flera mindre delar trots att de delar fysisk kontakt, genom att de separeras inuti switcharna. Funkar som om de hade separata switchar. WLAN Wireless Local Area Network Trådlöst LAN PAN Personal Area Network Bluetooth Beskriv följande termer: Nod Host DCE står för synkroniseringssignalen för seriell uppkoppling på routrar. DTE tar emot synkroniseringssignalen. Vad är klient/server och peer-to-peer? Vilka nätverkstopologier finns det och hur ser dessa ut? (I detalj i modul 6) Vad är bandbredd? - Hur mycket data som kan överföras per tidsenhet. Bits per sekund. Vad är latens? - Fördröjning, hur länge dröjer det innan den första biten har kommit fram? Nämn de enheter [device] som kan användas inom nätverk. (Enkel uppräkning) NIC (nätverkskort) Switch Router Brandvägg (här i betydelsen dedikerad hårdvara) Accesspunkter OSI-modellen och protokollstackar Beskriv alla 7 lagren ingående. (Repetition) Förklara begreppet protokollstack. OSI-modellen är både en (oanvänd) protokollstack och en (välanvänd) pedagogisk referensmodell. Olika protokollstackar (känn till): TCP/IP Inkapsling (se appendix) Förklara vad PDU betyder samt dess innebörd. Vad heter PDU:n för Ethernet, IP och TCP/UDP? Ram, paket, segment. Vad är inkapsling?
Sida 16 av 47 Instudering DKO 12-04-25 Modul 3 - Nätverksmedia Koppar media Vilka två olika typer av koaxialkabel fanns? Tunn och tjock. 1. Tunn koax, max 200 meter, använder BNC som kontakt. 2. Tjock koax, max 500 meter, använde MAU som kontakt. Beskriv skillnaden mellan STP och UTP. Nämn några för- och nackdelardelar med UTP kontra STP. Kategori 5e har en maximal längd, vad är denna längd? Vad kallas kontakterna för TP-kabel? Optiska media Hur överförs datan i en optisk kabel? Med infraröda ljuspulser. Vad är reflektion och refraktion? Reflektion = ljuset studsar tillbaka Refraktion = ljuset fortsätter framåt Om ljuset inuti en optisk fiber studsar mot kanten av fiberns kärna med för stor vinkel, så har man inte total reflektion. I värsta fall kan signalstyrkan avta så att signalen inte når fram. Hur är en fiberoptisk kabel uppbyggd? (Vilka lager består den av?) Core/kärna Cladding Buffer Strengthening yarn (aramid) PVC-jacket Se: http://www.yourdictionary.com/images/computer/cladding.gif Vad för problem uppstår om man böjer en optisk kabel för tvärt? Reflektionen är inte total, utan en viss del av ljuset studsar inte tillbaka (refraktion). Signalstyrkan minskar. Vad är "microbends"? Vad för problem skapar de? http://www.webopedia.com/term/m/microbend.html http://www.timbercon.com/assets/uploads/fiber-optic-glossary/images/microbends.gif Nämn de största fördelarna med optiska kablar? Okänsliga för inre och yttre störningar Kan användas på långa avstånd Högre bandbredd än TP-kabel (räknat i samma generation, d v s äldre fiber är långsammare än modern TP-kabel)
Sida 17 av 47 Instudering DKO 12-04-25 Nämn de största nackdelarna med optiska kablar? Priset. Mycket svåra att skarva. Inga kontakter på datorerna som standard. Vad är skillnaden mellan single- och multimode? Single mod: En ljusstråle, dyr, långa sträckor, gul eller grön Multimod: Flera strålar, billig, korta sträckor, orange. Vilka fördelar har singlemode? Längre avstånd (men dyrare) Varför skall man ALDRIG titta in i änden på en optisk fiber? Ljuset är osynligt, men kan skada ögat. Trådlösa media WPAN Bluteooth Trådlös USB mycket ovanlig WiDi trådlöst anslutna bildskärmar. Se vidare i Module B WLAN Vad är IEEE 802.11 för någonting? ( http://en.wikipedia.org/wiki/ieee_802.11 ) Teknik Introduktionsår Maxfart Frekvens Kommentar 802.11b 1999 (oktober) 11Mbps 2,4 GHz Även äldre enheter stödjer denna 802.11a 1999 (oktober) 54Mbps 5 GHz 802.11g 2003 (juni) 54Mbps 2,4GHz 802.11n 2008-2010 600Mbps 2,4 alt. 5 GHz Standard idag (2012) 802.11ac Under utprovning Över 1 Gbps Vad menas med WiFi (Jfr. Hifi om ljud.) Vad finns för nackdelar med WLAN gentemot trådbundet LAN? Delad bandbredd Delat medium (luften) = kollisioner kan uppstå, vilket minskar den totala bandbredden ytterligare
Sida 18 av 47 Instudering DKO 12-04-25 Lättare att avlyssna Vilken slags topologi får man på ett rundstrålande trådlöst nät? Bussnät Accesspunkter (AP) det man ansluter till, inbyggd i bredbandsdelare Roaming - att kunna flytta sig mellan olika AP med bibehållen uppkoppling. WWAN GSM/GPRS/EDGE UMTS (3G) LTE (4G) Wimax Radiolänk Mikrovågslänk Satellitlänk
Sida 19 av 47 Instudering DKO 12-04-25 Modul 4 - Kabeltestning http://sv.wikipedia.org/wiki/partvinnad_kabel ( http://en.wikipedia.org/wiki/twisted_pair ) Vad är en puls? - en elektrisk signal. Vad är decibel? Mått för styrkan på signalen och störningar. Vad kan orsaka brus (eng: noise) på elektriska kablar? Elektriska och magnetiska fält elmotorer och andra maskiner kan orsaka dessa. Crosstalk När strömmen i en (eller ett par) ledningar orsakar en "spökström" i intilliggande ledningar. Jfr. en transformator Vilka slags "crosstalk" finns? Near End Cross-talk (NeXT) Far End Cross-talk (FeXT) Power Sum Cross-talk (PsXT?) Far End Power Sum Cross Talk Alien Cross Talk Etc. Hur kan man minimera risken för crosstalk? - Använd en kabel med hög kategori, 6 eller bättre. Gör riktiga installationer. Tvinna inte upp de inre ledningarna i onödan. Vilken slags wire-map fel finns på TP-kabel? Felaktigt ansluten ledning signalen kommer till fel stift. Kortslutning open dvs signalen kommer inte alls fram Kategorier Cat5 - ursprungligen för 100Mbps Cat5e - klarar gott och väl 100Mbps Cat 6 - ämnad för 1Gbps http://www.youtube.com/watch?v=9gyiw4yudme Cat 6a - ämnad för 10Gbps Cat 7 Cat6e är ingen äkta standard, men det finns oseriösa tillverkare som erbjuder märkningen. - Skärmad, för 10Gbps (ev. högre) Raka/korsade kablar Om inte det finns en uplink funktion, så: dator-dator => korsad
Sida 20 av 47 Instudering DKO 12-04-25 switch-switch => korsad router-router => korsad router-dator => korsad switch-dator/router => rak Finns uplink? Använd rak kabel och använd uplink på ENA switchen Uplink kan antingen vara en särskild port eller regleras med en knapp Moderna switchar har ofta auto-uplink! Skärmning UTP = Unshielded Twisted Pair (oskärmad) STP = Shielded Twisted Pair (flera betydelser men vanligen skärmade par och skärm runt alla paren) ScTP = Screened Twisted Pair (skärm runt allt men inte runt paren) Moderna beteckningar. ex: SSTP Shielded/Shielded TP F/STP Foiled/Shielded TP S/UTP ScTP ovan Kontakter RJ45 = 8P8C till TP-kabel Vad är TIA/EIA-568-B? RJ-11 TERA http://www.youtube.com/watch?v=qjr9odvxpj0 BNC till tunn koax (10Base2) MAU till tjock koax (10Base5) Diverse till optisk kabel, ofta ST, SC (FC, LC) Modem och internetuppkoppling Vad betyder ISP? Internet Service provider = Internetleverantör, den som levererar din förbindelse. Trådlöst internet Hotspots = WLAN som erbjuds av ISP eller lokala näringsidkare på offentliga platser: Flygplatser, restauranger, köpcenter, etc. GPRS (General Packet Radio Service) En teknik för dataöverföring via GSM-nätet (2G) EDGE (Enhanced Data Rates for GSM Evolution) En förbättrad teknik för dataöverföring via GSM (2.5G) UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) 3G
Sida 21 av 47 Instudering DKO 12-04-25 LTE (Long Term evolution) 4G Bredbandsdelare Multifunktionsprodukter, inte routrar Router Vanligen också en switch med 2-6 portar Ofta en accesspunkt för WLAN Ev. Printserver Ev. Filserver Konsumentvänligt gränssnitt Kallas ofta gateways som produktkategori (vilket är lika fel).
Sida 22 av 47 Instudering DKO 12-04-25 Modul 6 - Grunderna för Ethernet Topologier i detalj En topologi är hur noderna har anslutits till varandra, mönstret för de vägar som data färdas mellan dem. ( http://en.wikipedia.org/wiki/network_topology ) ( http://learn-networking.com/network-design/a-guide-to-network-topology ) Logisk topologi = hur går signalerna mellan noderna. Fysisk topologi = Hur man dragit sladdarna. Bussnät Noderna i nätet delar på samma medium för överföring. Detta medium kan vara en koaxialkabel (äldre Ethernet) eller luften (WLAN). Tekniker som ger bussnät: WLAN funkar som om det varit ett bussnät, men räknas inte formellt/datavetenskapligt. Ethernet med koax föråldrad, dominerade på 80-talet. Såväl fysiskt som logiskt ett bussnät. TP-kabel dragen till hubbar föråldrad, dominerade på 90-talet. När man har en hubb i mitten av en fysisk stjärna, så blir det ett logiskt bussnät. AppleTalk. föråldrad, bara för Apple datorer mellan ca 1985-1995. Nackdelar: Kollisioner kan uppstå. Bara halv duplex möjligt. Innan switchar kom ner i pris, så var hubbade nät ett billigare alternativ.
Sida 23 av 47 Instudering DKO 12-04-25 Ringnät Tidigare använt med teknikerna Token Ring och FDDI. Ingen central kopplingspunkt finns (normalt) utan signalerna går normalt från dator till dator. Halv duplex. Ringnät är i praktiken något man bara hittar på museet! Stjärnnät Alla ledningar dras till en switch. Modellen ser ut som en stjärna när den ritas upp (även om sladdarna dras i kabelskenor). Detta är idag standard för små trådbundna nätverk i hem och mindre arbetsplatser. Token ring drog sladdarna till en enhet i mitten, så att det var fysiska stjärnor men logiska ringnät. I nät där varje nod anslutits till en switch, så kan enheterna kommunicera med full duplex. Kollisioner uppstår inte heller, då switchen garanterar alla signaler dedikerade kanaler. Se mer under avsnittet om switchar.
Sida 24 av 47 Instudering DKO 12-04-25 Utvidgat stjärnnät Om man kopplar ihop flera switchar med varandra får man ett utvidgat stjärnnät. Detta är idag standard på större arbetsplatser. Utvidgade stjärnor är i praktiken detsamma som träd. Mesh I ett nät där data kan gå olika vägar mellan noderna, så har man en mesh (väv) topologi. Detta gäller vanligen för routade nät. (Om man kopplar ihop switchar till ett fysiskt mesh-nät, så kommer deras interna logik spanning tree protocol göra om nätet till en logisk utvidgad stjärna. Switchade nät kan inte fungera som mesh-nät, för då uppstår nätverksloopar.) MAC-adresser MAC = Media Access Control. Kallas ibland burned in address, men kan i extremfallet programmeras om. ( http://en.wikipedia.org/wiki/mac_address ) Format: Den består av 6 byte och skrivs hexadecimalt med kolon mellan varje byte. 00:19:D2:06:DE:19 3 byte är tillverkardel och 3 byte är unika för nätverkskortet.
Sida 25 av 47 Instudering DKO 12-04-25 Inte hierarkisk och därför inte routningsbar. En teknim på OSI-nivå 2 = next hop. Unicast och broadcast på Ethernet Unicast är det normala. Mottagaren identifieras genom dess MAC-adress. Broadcast riktar sog till alla datorer på det lokala nätet - broadcastdomänen - och adressen är då; FF:FF:FF:FF:FF:FF Protokoll som använder broadcast på MAC-adressnivå: DHCP. Innan maskinen fått en IP-adress, så vet den inte heller adressen till DHSCP-servern, så när den önskar sig en adress, så görs det som broadcast. ARP ( who has ) UpnP/Bonjour annonserar ut tjänster till alla andra noder på LAN:et. Hur kan broadcasts slöa ner ett nät och dess arbetsstationer? De skapar trafik och orsakar interrupts, dvs. CPU:n tvingas avbryta vad den för stunden gör pga signal från NIC. OBS! Broadcast är inte detsamma som flooding i switchar eller att ha ett bussnät. Detta skapar visserligen fysiska signaler till alla noder, men inga interrupts, annat än hos den verkliga destinationen. Ethernetramen Inkapslingen av data i ramar sker handhas av LLC Logical Link Control Vilka fält består Ethernetramen av? Rita upp dess struktur! Preamble 7 octets of 10101010 Start-of- Frame- Delimiter 1 octet of 10101011 MAC destination MAC source Ethertype/ Length 6 octets 6 octets 2 octets 72-1526 octets 64-1518 octets Payload (Data and padding) 46-1500 octets Preamble är till för synkronisering behålls vid full duplex endast för att vara bakåtkompatibel med äldre teknik, men är i sig oanvänd. SOF (Start of Frame) är en markör som säger att nu börjar riktig data komma Mottagarens MAC-adress. CRC32 Interframe gap 4 octets 96 bit times (Så fort denna har tagits emot av en switch i cut-through fast-forward läge, så skickas den vidare.) Avsändares MAC-adress. Ethertype anger vilket det överliggande protokollet är. Vanligast idag (2011) är IPv4. (Så fort denna tagits emot, så skickas ramen vidare av en cut-through fragment-free
Sida 26 av 47 Instudering DKO 12-04-25 switch.) Payload är själva innehållet, oftast ett IP-paket. CRC = Cyclic Redundancy Check. Kontrollsumma.
Sida 27 av 47 Instudering DKO 12-04-25 Modul 8 - Ethernetswitchar http://sv.wikipedia.org/wiki/switch OBS! Läs den artikeln! Vad är en switch? Vilka är dess fördelar jämfört med en hub? Vad är L2-switchens uppgifter? Vad innebär latens? Hur uppstår latens? Hur switchar fungerar Hur lär sig en switch sig MAC-adresser? Vad är "flooding"? Vad är CAM-tabellen? Genom Spanning Tree Protocol så kan man dra sladdar som vore det ett mesh-nät mellan switcharna, men de kopplar bort överflödiga förbindelser och det fungerar som en utvidgad stjärna. Skulle en förbindelse försvinna, kan en annan kopplas in redundans = överflöd. Olika slags switchtekniker Vad menas med Symmetrisk switching? Vad menas med Assymetrisk switching? Vad innebär store-and-forward? Vad innebär cut-through switching? Vad innebär Fast-forward switching och Fragment-free switching? Cut-through Store and Forward Symmetrisk ok ok Asymmetrisk omöjlig ok Cut-through kontra store-and-forward är en fråga om avvägning mellan latens och felfrekvens.
Sida 28 av 47 Instudering DKO 12-04-25 Modul 9 TC/IP se också appendix Nätverksmatematik TCP/IP-modellen består av fyra olika lager, vilka? (Kan också anges som 5 lager.) Placera följande protokoll på rätt skikt enligt TCP/IP-modellen: ARP FTP IP UDP HTTP SMTP SSH NFS Vad menas med begreppet "värd" inom TCP/IP? Allt som har en IP-adress: Datorer, routrar, skrivare men inte nivå 1-2 enheter som switchar, transceivers eller accesspunkter. Applikation Presentation Session Applikation FTP, HTTP, SMTP, POP, TFTP, SNMP, Transport Transport TCP, UDP Nät Datalänk Internet IPv4, IPv6 ARP Fysiska lagret Data access
Sida 29 av 47 Instudering DKO 12-04-25 IPv4 Hur många bitar använder IPv4 adressen? Vad menas att IPv4 är i en "hierarki"? Vilka delar består IPv4 av i stort? Jämför postnummer och gatuadress Jämför riktnummer och abonnentnummer Nätid används i routingtabeller Vad är första adressen inom ett subnät? Nät-ID. IP och UDP är "förbindelselösa" tekniker, till skillnad från TCP. Vad menas? Vad är motsatsen? Vad är 127.0.0.1 för IP-adress? Localhost den egna datorn, jag själv. CIDR, sub- och supernetting Vad är CIDR? (Nämn tre aspekter.) Inga klasser längre Supernetting Ett enklare sätt att skriva nätmask Ex: 255.240.0.0 <=> /12 NAT Vad är NAT? Network Address Translation datorerna på ett subnät delar yttre IP-adress.
Sida 30 av 47 Instudering DKO 12-04-25 Standard i kommersiella bredbandsdelare. ARP Vad är och hur fungerar ARP Address Resolution Protocol? http://sv.wikipedia.org/wiki/address_resolution_protocol När en värd skall kommunicera med en annan värd, så måste data skickas antingen direkt till den värden, om de finns på samma subnät, eller till den router som förmedlar trafiken vidare. I båda fallen utgår värden från IP-adressen på den närmaste mottagaren. För att sedan kunna skicka IPpaketen, så måste de kapslas in i en Ethernet ramar. Dessaa skall ha en destintions-mac-adress. Matchninngen mellan IP-adresser och MAC-adresser hålls i en tabell ARP-tabellen. Den kan inspekteras med kommandot arp -a på en Linuxdator. Om tabellen inte innehåller den information som behövs, så börjar den sändande värden med att göra ett broadcast anrop (MAC adress FF:FF:FF: FF:FF:FF) där den frågar who has <ip>. Samtliga datorer på nätet registrerar anropet, men bara den dator som har adressen svarar med ett unicast anrop tillbaka till den första värden <ip> is at <MAC>. Utifrån det svaret uppdateras ARP-tabellen och inkapslingen kan nu ske. ARP tabellen släpper informationen om den inte bekräftats genom förnyad datatrafik efter en bestämd tidsperiod, exempelvis 10 minuter. DHCP Vad är DHCP? http://sv.wikipedia.org/wiki/dhcp (Det räcker med ingressen) IPv6 Hur många bits består en IPv6 adress av? 128 = 16 B Hur skrivs en IPv6 address? Förkortningsregler. Hur skrivs nätmasken? Skriv en lång IPv6 adress och korta ned den. Se till att du får med flera olika aspekter av förkortningsreglerna! ICMP Vad är "ping"? Har vi kontakt, vad är latensen. Vad är "traceroute"? Vilken väg färdas paketen. TCP och UDP Vad är TCP och UDP? Vad heter PDU för TCP och UDP? Segment. Applikationsprotokoll Beskriv kortfattat:
Sida 31 av 47 Instudering DKO 12-04-25 Överkurs: FTP SSH Telnet DHCP HTTP NetBIOS POP3 IMAP HTTPS Bootps TFTP NTP Värdnamn och DNS Vad är /etc/hosts på en *nix-dator? Var ligger motsvarande fil på Windows? Vad är DNS?
Sida 32 av 47 Instudering DKO 12-04-25 Module C (tecken och teckenkodningar) Se mer information i egen uppsats. Förklara följande begrepp: ASCII Glyf Tecken (Repertoar) ("Code point") Encoding Font Hur många bits använder US-ASCII? 7 bit => 128 tecken i tabellen. Vad gör de första 30 tecknen? Styrkoder, radslut, tabb och liknande. Vilka tecken (som vi använder ofta) ingår inte i US-ASCII? åäöåäö ISO-8859 familjen Hur relaterar begreppen "iso-8859-1" och "Latin1" till varandra? Samma sak, skilda namn. Vad är Windows-1252? Microsofts utökning av iso-8859-1. Pga Windows starka ställning är detta standardkodning på webben om inget annat anges. Windows-1252 använder precis en byte per tecken => 256 tecken i tabellen. Unicode Basbegreppen? (Se ovan) Kodningsvarianter. Hur fungerar de? UTF-8, med flera. US-ASCII och UTF-8 har identisk kodning för de 128 första tecknen. Dessa tecken inleds med en nolla som most significant bit. (Gäller också iso-8859-1/win-1252) Om den första biten är en etta, så säger UTF-8 standarden att man skall läsa en eller fler bytes för att tolka teckenet. Antalet byte som används varierar alltså och kan vara mellan 1 och 6 stycken. Det officiella namnet är UTF-8, men i somliga sammanhang skrivs det utf8 (MySQL). UTF-8 är en ganska komplicerad teckenkodning och det händer att ej korrekt utformade tecken sänds. Tecknen för åäö, kodade som Win-1252, är ej korrekta över huvud taget tolkade som UTF-8 och då visar programmet upp ett ersättningstecken.
Sida 33 av 47 Instudering DKO 12-04-25 Appendix (förtydliganden) Ord med olika betydelser Bredband (analog/digital) Domän Kollisionsdomän Broadcastdomän Del av nätverk som står under en domänkontrollant. Kan innehålla datorer, användare, grupper, enheter, etc. Active Directory, NIS, etc. Terminologi: Barndomäner, inte subdomäner, och föräldradomäner. Domän på internet. Toppdomäner (Vanlig) domän Sub-domäner Server Mjukvaruperspektiv Hårdvaruperspektiv Segment På koax-nät (5-4-3 regeln) På switchat nät TCP/UDP Gateway FTP IP-router Default gateway Bredbandsdelare Protokollöversättare Idag: Mellan SMS och mejl, mellan SMS och http, mellan mejl och fax Terminalswitch för stordatorer File Transfer Protocol Foiled Twisted Pair DTE/DCE Klassiskt bruk: Ex. Dator modem modem dator = DTE-DCE-DCE-DTE Cisco-bruk: DCE står för klockningen
Sida 34 av 47 Instudering DKO 12-04-25 Saker som har tabeller ARP Switchar (CAM) Routrar Katalogtjänster: X.500/Novell Directory Server/Active Directory/NIS/OpenLDAP (användare, datorer, skrivare, etc) Viktiga skillnader Hubb kontra switch Switch (L2) kontra router IP-switch (L3½) kontra router Övrig utrustning Proxy Jobbar på nivå 7 (applikation) Fungerar som gemensam cache (client side proxy) Kan avlasta högtrafikerade webbservrar (server side proxy) Kan användas för säkerhet (och censur) Gateway (protokollöversättare) Jobbar på nivå 7 (applikation) Översätter mellan skilda protokoll, ex. IPX-IP. Sällsynta idag. Level 7 switch Lastablansering Förbindelseprotokoll Om en nod vet Och vill veta Så används protokollet Sin MAC-adress Vad den skall få för IP-adress DHCP Tidigare: BOOTP Än tidigare: RARP Någon annan nods IP-adress Dess MAC-adress ARP En värds namn (hostname) Dess IP-adress DNS (whois) En värds IP-adress Dess hostname DNS (reverse DNS lookup)
Sida 35 av 47 Instudering DKO 12-04-25 Om en nod vet Och vill veta Så används protokollet En värds IP-adress Vägen till den ICMP (traceroute) Sin egen adress Vilken utrustning som finns på nätet UPnP Bonjour Lagringstekniker (läses i mån av intresse) Interface (P)ATA (IDE) SATA E-SATA SCSI S-SCSI USB (ofta SATA under skalet) Firewire (ofta SATA under skalet) Nätverksgränssnitt NFS SMB CIFS Fibrechannel iscsi Formfaktorer för hårddiskar 3,5 2,5 1,8 (1 tums har funnits, Microdrive, som CF) Formfaktorer för disketter 5,25 3,5 3 (Apple, ett tag) Formfaktorer för flashminne (maj 2009) PC-Card Expresscard (gråzon om inte detta är en SSD)
Sida 36 av 47 Instudering DKO 12-04-25 Compact Flash (CF) I 3,3 mm II 5 mm SmartMedia Multimedia card MMC RS-MMC/MMC Mobile MMCplus MMCmicro Secure Digital SD minisd microsd SDHC minisdhc microsdhc Memory Stick xd Standard PRO Duo PRO Duo PRO-HG Duo Micro (m²) Standard Type M Type H USB SSD 1,8 tum 2,5 tum
Sida 37 av 47 Instudering DKO 12-04-25 Appendix: Nätverksmatematik Binära tal Har två som bas. Dessa är grundenheten i en dator. 141 10 = 10001101 2 128 + 0*64 + 0*32 + 0*16 + 8 + 4 + 0*2 + 1 192 10 = 11000000 2 128 + 64 + 0*32 + 0*16 + 0*8 + 0*4 + 0*2 + 0 För varje steg åt vänster så dubblas positionsvärdet: 1 2-4 8 16 32 64 128 En bit är en nolla eller etta. På en byte (oktett) går det åtta bits. (Äldre datorsystem kunde ha en byte som bestod av 6 bits, men inga sådana finns kvar utanför museum.) Den mest värda biten i en byte är värd 128 och kallas most significant bit. Alla signaler i digital telekommunikationär anpassade för att betecka ett av två möjliga tillstånd: etta och nolla. Likaså är alla kretsars inre logik uppbyggd runt samma två tillstånd. Strömmen är på eller av, magnetisk polaritet åt ena eller andra hållet. Av detta skäl är all data binär. Andra talsystem som man kan stöta på inom datakommunikation, programmering, etc är oktala och hexadecimala tal. Oktala tal Har åtta som bas. Skrivs ofta med en inledande nolla för att visa att de är oktala: 141 10 = 0215 2 x 64 + 1*8 + 5 3214 10 = 06216 6 x 512 + 2*64 + 1*8 + 1 OBS! Oktala tal är främst kända som felkällor. Exempelvis kan man tro att följande är sant: 010 === 10 Här står det si själva verket 8 === 10 vilket är falskt. Det krävs tre bits för att representera ett oktalt tal: Ental, tvåtal, fyrtal. Hexadecimala tal Har sexton som bas. De är vanliga när man jobbar med färger. De skrivs ibland med ett inledande x för att markera att talet är hexadecimalt. 32 10 = x20 = 2 x 16 + 0 141 10 = x8d = 8 x 16 + 13 255 10 = xff = 15 x 16 + 9 3214 10 = xca9 = 12*256 + 10*16 + 9 Hexadecimala tal används för färgkoder i bland annat CSS, för MAC-adresser och för IPv6 adresser. När man manuellt redigerar eller läser maskinkod, så gör man det genom en editor som visar koden i hexadecimal form. Det krävs 4 bits (en nibbel) för att representera ett hexadecimalt tal. En byte kan alltså representeras
Sida 38 av 47 Instudering DKO 12-04-25 med exakt två hexadecimala tal, vilket är skälet till att de är så populära. När man omvandlar mellan hex- och binära tal, så dela in en oktett i två delar och räkna på varje del (nibbel) för sig: 10111101 1011 = 8+2+1 = 11 = B 16 och 1101 = 8+4+1 = 13 = D 16 BD 16 1010 1100 = 8 + 2 samt 8 + 4 A C = 10 10 respektive 12 10 Omvandla till hex-tal/binära tal/decimala tal 255 10 11111111 2 FF 16 128 10 10000000 2 80 16 15 10 1111 2 F 16 137 10 10001001 2 89 16 10101010 2 AA 16 170 10 01010101 2 55 16 85 10 11000011 2 C3 16 195 10 11111111 2 FF 16 255 10 Sub/supernetting Beräkna: 1. Nätmasken med decimal notation. 2. Nät-ID 3. Broadcast-adress 4. Första och sista tillgängliga värd-id. 5. Är det sub- eller supernettat? 192.168.0.12/18 Dator-ID binärt: 11000000.10101000.00000000.00001100 Nätmask binärt: 11111111.11111111.11000000.00000000 Nät-ID binärt: 11000000. 10101000.00000000.00000000 Nätmask: 255.255.192.0 Nät-ID: 192.168.0.0 Nätmasken har 14 nollor på raken på slutet 214 möjliga adresser. Den sista (Broadcast adressen) är: 11000000. 10101000.00<breakpoint>111111.11111111 192.168.63.255 Första användbara adressen är: (Nät-Id + 1) 192.168.0.1 Sista användbara är (B-ID 1) 192.168.63.254
Sida 39 av 47 Instudering DKO 12-04-25 Normalt skulle detta vara ett C-klass nät (255.255.255.0). Antalet nollor har ÖKAT, dvs. nätet är SUPERnettat. 212.3.4.14/27 Dator-ID binärt: 11010100.00000011.00000100.00001110 Nätmask binärt: 11111111.11111111.11111111.11100000 Nät-ID binärt: 11010100.00000011.00000100.00000000 Nätmask: 255.255.255.224 Nät-ID: 212.3.4.0 Nätmasken har 5 nollor på raken på slutet 25 möjliga adresser. Den sista (Broadcast adressen) är: 11010100.00000011.00000100.000<breakpoint>11111 212.3.4.31 Första användbara adressen är: (Nät-Id + 1) 212.3.4.1 Sista användbara är (B-ID 1) 212.3.4.30 Normalt skulle detta också vara ett C-klass nät (255.255.255.0). Antalet nollor har MINSKAT, dvs. nätet är SUBnettat. 10.0.35.25/12 Dator-ID binärt: 00001010.00000000.00100011.00011001 Nätmask binärt: 11111111.11110000.00000000.00000000 Nät-ID binärt: 00001010.00000000.00000000.00000000 Nätmask: 255.240.0.0 Nät-ID: 10.0.0.0 Nätmasken har 20 nollor på raken på slutet 220 möjliga adresser. Den sista (Broadcast adressen) är: 00001100.0000<breakpoint>1111.11111111.11111111 10.15.255.255 Första användbara adressen är: (Nät-Id + 1) 10.0.0.1 Sista användbara är (B-ID 1) 10.15.255.254 Normalt skulle detta också vara ett A-klass nät (255.0.0.0). Antalet nollor har MINSKAT, dvs. nätet är SUBnettat. 188.188.188.188/20 Dator-ID binärt: 10111100.10111100. 10111100. 10111100 Nätmask binärt: 11111111.11111111.11110000.00000000 Nät-ID binärt: 10111100. 10111100.10110000.00000000 Nätmask: 255.255.240.0 Nät-ID: 188.188.176.0 Nätmasken har 12 nollor på raken på slutet 212 möjliga adresser. Den sista (Broadcast adressen) är:
Sida 40 av 47 Instudering DKO 12-04-25 10111100. 10111100.1011<breakpoint>1111.11111111 188.188.191.255 Första användbara adressen är: (Nät-Id + 1) 188.188.176.1 Sista användbara är (B-ID 1) 188.188.191.254 Normalt skulle detta också vara ett B-klass nät (255.255.0.0). Antalet nollor har MINSKAT, dvs. nätet är SUBnettat. IPv6 (Detta kommer på provet) Skriv i kortaste form: 2001:0DB8:0000:0000:0000:0000:1428:57AB o 2001:DB8::1428:57AB 301:0DB8:0000:0000:0000::1428:00ab o 301:DB8::1428:AB 2001:0DB8:0:0:0:0:0028:57ab o 2001:DB8::28:57AB 2001:0DB8:0000:0000:0001:0000:1428:57ab o Skriv i längsta form: 2001:DB8::1:0:1428:57AB Man skall ha 8 grupper med fyra hex-tal i varje. 2001: DB8::1428:57ab o ABC:::1234:CBA o 2001:0DB8:0000:0000:0000:0000:1428:57AB 0ABC:0000:0000:0000:0000:0000:1234:0CBA 5432:76::3210:0:FFGG:1234 o 5432:0076:0000:0000:3210:0000:FFGG:1234
Sida 41 av 47 Instudering DKO 12-04-25 Appendix: Inkapsling På varje nivå i en protokollstack, så har den enhet av data som man skickar ett namn (PDU) och en uppbyggnad som består av huvud + payload + ev. svans. OSI-nivå Applikation - Session Transport Nät Datalänk PDU = Protocol Data Unit Data, inklusive exempelvis HTTP och SMTP-huvud Segment Paket Ram Ethernet Frame relay HLDC Etc Fysiska skiktet Undantag: Bits (Stopp-bitar och annan kontroll kan förekomma) ATM använder inte ramar utan skickar data i mindre celler En hubb skickar bara den elektriska signalen vidare En switch inspekterar ramar, men packar inte upp dem. En router packar upp ramar och inspekterar paketen. Processen Applikationsprogrammet förser data med den information mottagande program behöver för att kunna dekryptera, dekomprimera och rätt tolka informationen. TCP och UDP bryter ner data i mindre segment. Varje segment förses med ett huvud. Segment = huvud + payload Applikationens ev. huvud upprepas inte i varje segment. Segmentet har en port-angivelse som talar om vilken applikation som skall ta emot data. IP lägger segmenten i paket. Varje paket förses med ett huvud. Paket = huvud + payload Om TCP/UDP har ett segment som inte ryms i ett paket, så delas det upp i fler. Det kallas ip-fragmentering. Om ingen ip-fragmentering uppstår, så är den första delen av paketens payload segmentets huvud.
Sida 42 av 47 Instudering DKO 12-04-25 IP-paketet har en adress till slutdestinationen. Protokollet är routningsbart. Ethernet och de flesta WAN-tekiniker lägger IP-paketen i ramar. Varje ram har huvud + payload + svans. Ramen har MAC-adressen till nästa nod. (next hop) Protokollet kan inte routas. Det fysiska lagret skickar över data bit för bit, som en elektrisk, optisk eller radio-signal. Extra bitar kan eventuellt läggas på beroende på vilken teknik som används för att kontrollera att data kommer fram utan att ha förvanskats. Det klassiska men föråldrade exemplet är paritetsbiten för seriella portar.
Sida 43 av 47 Instudering DKO 12-04-25 Appendix: Tabell över trådlösa tekniker Namn Användning Standard Bandbredd Räckvidd Introduktionsår IR Filöverföring Fjärrkontroll Ca 10 m line of sight WLAN Wifi WiGig A/V PAL I/O PAL LAN LAN Audio Video IEEE802.11 IEEE802.11b IEEE802.11a IEEE802.11g IEEE802.11n 1.0 7 Gbps 2009 Bluetooth PAN 1.0 2.0 2.1 2.1EDR 3.0 Trådlös USB WiDi Wireless HDMI PAN Audio Video Audio Video 1,5-3 Gbps 30 m WAN
Sida 44 av 47 Instudering DKO 12-04-25 Provexempel Frågor 6. A. Vad är synkron respektive asynkron överföring? B. Ge minst två exempel på vardera. Synkron ett synkroniseringstecken sänds även om inga data finns att förmedla. Signalerna styrs av samma klocka och den ena enheten står för klockningen Ex. serieporten, HDLC, Frame Relay, (delvis) ATM och många X-tekniker (X-line, X.25, m.fl.), samt (ej äkta datakommunikation) PS/2-kontakterna. Asynkron Ingen synkronisering sker under sändningsuppehåll, utan den fysiska kanalen är helt utan signal, då inga data sänds. Ex. Ethernet, Firewire och USB. 7. Vad är simplex, halv duplex och full duplex? Simplex kan liknas vid radio, kommunikationen går endast åt ett håll över en fysisk kanal. Ex. parabolmottagning för Internet (där man skickar data på en helt annan kanal.) Halv duplex kan liknas med walkie-talkie tekniken. Man kan sända åt båda hållen, men bara en åt gången. Ex. Ethernet i ett bussnät. Full duplex innebär att man kan sända och ta emot data samtidigt, över samma logiska kanal. Det kan liknas vid telefonsamtal. Ex. Ethernet i ett helt switchat nät. Full duplex kräver två skilda fysiska signaler, exempelvis via två skilda trådar i TP-kabeln. 8. Vilka är skikten i OSI-modellen? Vad gör varje skikt (kortfattat)? Please Do Not Teach Such Petty Acronyms Se lektionspapper. För full poäng (21) så krävs att skikten namnges och beskriv med några relevanta detaljer och någon mening per skikt. 9. Förklara följande kablar teknik, fart, användning, kontakter: A. 10Base-2 10 Mbps över koppar i form av tunn koax. BNC-kontakter. Användes förr för enkel kabeldragning med upp till 185 m mellan noderna. Tekniken är nästan utdöd, men kablarna används för TV-antenner och kabelmodem. B. 100Base-T Fast Ethernet, dvs. 100 Mbps. Kopparkabel (twisted pair) som är skärmad (STP) eller oskärmad (UTP). Max 100 meter mellan noderna. RJ-45 kontakter. C. 10GBase-LR 10 Gbps Ethernet på fiberkabel (singlemod). Framtida
Sida 45 av 47 Instudering DKO 12-04-25 Ethernetteknik för LAN och MAN. Just LR kan ha upp till 10 km mellan noderna. D. 1000Base-LX 1 Gbps Ethernet för LAN (diagonal wiring) med max 2 km mellan noderna och single-mod fiber. E. 10Base-5 10 Mbps Ethernet för LAN över tjock koaxkabel. Kabeln ansluts till datorns MAU (Medium Attachement Unit) via en Transceiver. Max avstånd mellan noderna är 500 m. Tekniken är i princip utdöd. 10. På vilken nivå av OSI-modellen jobbar: A. En router (Upp till) nätlagret B. En hub (Bara på) det fysiska lagret C. En switch (Upp till) datalänklagret 11. Beskriv inkapslingsprocessen. Använd bl.a. följande ord: Segment, paket, ram, data, huvud (header), svans (tail) Det intressanta i denna uppgift är att se om eleven förstått processen! Om vi utgår från den för användaren intressanta datan, exempelvis en hemsida HTML-kod, de binära data som utgör en bild, råtexten i ett mejl, eller liknande, så kommer denna data att på värdnivå (de tre översta lagren i OSI-modellen = applikationslagret i TCP/IPstacken) först förses med ett huvud. Detta huvud varierar med valt protokoll, såsom http, smtp, etc. Egentlig data och detta huvud utgör data för transportnivån. På denna högre nivå hanteras all data som hela enheter och har inte delats upp i mindre delar. Data från dessa överliggande nivåer delas upp i segment av TCP eller UDP (de två vanligaste protokollen på transportnivå). Varje segment förses med ett huvud, som indikerar dess användningsområde och också kan styra kommunikationen från värd till värd. Varje sådant segment utgör den data som behandlas på nätnivå i så mening att det på nytt förses med ännu ett huvud med kontrolluppgifter. Vid behov kan det delas i mindre delar (IP-fragmentering). Segmentets huvud ingår då bara i det första IP-paketet. Vanligtvis bildas ett paket av ett segment. IP-paketen har alltså också ett huvud, med de uppgifter som krävs för routning. IP-paketet kapslas sedan på datalänknivå oftast in i Ethernetramar. Varje ram har ett huvud och en svans, som rymmer den information som krävs för att åstadkomma fungerande kommunikation mellan två noder i ett nätverk. Ethernetramen i sin tur sänds på det fysiska lagret (nästan) alltid som en ström av enskilda nollor eller ettor. Varje sådan bit representeras genom kodning (digital signal) eller modulering (analog signal). 12. Vad är MAC-adresser? Hur delas de ut? Hur skrivs de? MAC-adresser är ett nätverkskorts fysiska adress. Med kort avses här gränssnitt och det
Sida 46 av 47 Instudering DKO 12-04-25 kan vara inbyggt på moderkortet. MAC-adresser används av Ethernet och Token Ring. Varje kort har en unik adress inbränd av tillverkaren. (Den kan dock ändras i efterhand, men det är mycket ovanligt.) En dator med fler än ett nätverksgränssnitt har alltså flera MAC-adresser. MAC-adresser för Ethernet skrivs som hexadecimala tal, 2 x 6 med kolon mellan. Så här: AF:CC:07:54:6D:A2 13. Vilka är de viktigaste skillnaderna mellan TCP och UDP? (Nämn minst tre) Bara TCP har: - Sekvensnumrering av segmenten så att de kan sättas ihop i rätt ordning och för att kontrollera att alla kommit fram. - Kontrollsumma som gör att man kan kontrollera om ett segment kommit fram utan att data förvrängts. Om ett segment saknas eller kommit fram skadat så sker en omsändning. - Flödeskontroll, där antalet segment per fönster kan regleras, så att optimalt nyttjande av kanalen sker. Ett fönster är det antal segment som skickas i följd, innan sändaren fått ett ACK som bekräftelse av mottagaren. 14. Vilka högnivåprotokoll jobbar normalt på följande portar: 22 SSH 25 SMTP 80 HTTP 143 IMAP4 443 HTTPS 15. Vilka är skillnaderna mellan IPv4 och IPv6 gällande: Hur adresserna skrivs. Antalet möjliga adresser. Mappningen mot MAC-adresser. IPv4 utgörs av fyra byte med ett teoretiskt tak om drygt 4 miljarder publika värdar (2 32 ). Adresserna skrivs decimalt, med punkter mellan varje byte. Exempelvis: 127.0.0.1 192.168.0.1 212.3.4.14 176.176.176.176 Protokollet ARP används för att mappa IP-adresser till MAC-adresser. Om en värd inte vet till vilken MAC-adress den skall sända, så sker ett broadcastanrop till hela subnätet ( who has xxx.xxx.xxx.xxx ). IPv6 utgörs av 16 byte (128 bit) vilket möjliggör ett teoretiskt antal adresser på 2 128 eller 3,4 x 10 38. Varje nu levande invånare på jorden skulle kunna få 5 x 10 28 adresser. Det omedelbara med denna oerhörda adressrymd är inte bara att försäkra sig om att de aldrig tar slut, utan främst att skapa administrativa och tekniska fördelar. Det gäller bland annat i förhållandet till MAC-adresserna. Uppslagning av MAC-adresser i en nods ARP-cache tar alltid lite tid. Skulle man behöva göra ett ARP-anrop så tar det än mer tid, och belastar nätet med extra trafik. I IPv6 så är MAC-adressen en del av IP-adressen. Dessa anrop och uppslag behövs därför inte längre. Detta reducerar latensen (väntetiderna) i nätverket.
Sida 47 av 47 Instudering DKO 12-04-25 IPv6 adresser skrivs hexadecimalt. Det krävs två hexadecimala siffror per byte och således krävs det 32 siffror för en hel adress. (Bokstäverna A-F ingår i det hexadecimala talsystemet och har alltså här funktionen av siffra, inte bokstav.) Mellan var fjärde siffra sätter man ut ett kolon. Exempel: 0000 : 55C2 : 0000 : 0000 : 0001 : CC54 : 0234 : 9876 Grupper som inleds med nollor kan förkortas: 0 : 55C2 : 0 : 0 : 1 : CC54 : 234 : 9876 Grupper som bara består av nollor behöver inte skrivas ut och flera sådana grupper på raken kan förkortas till kolon-kolon, men bara en sådan sekvens kan finnas (annars vet man inte hur många nollor det är på raken): 0 : 55C2 :: 0001 : CC54 : 234 : 9876 Hybridadresser kan finnas, där IPv4 adressen är en del av IPv6 adressen. De skrivs med en slags hybrid-notation: ::FFFF:192.168.0.1 Andra fördelar (utanför frågans räckvidd) med IPv6 är att systemet kan prioritera olika slags datatrafik och att dess säkerhet är höjd. Det blir svårare att manipulera IP-paketen för olika hackers.