Leksjon 8 TCP/IP protokollene

Introduksjon Læringsmål Pensum Læremateriell Relevante lenker

Introduksjon

TCP og IP er navn på to viktige nettverksprotokoller. Betegnelsen TCP/IP brukes også som en samlebetegnelse på de sentrale protokollene som brukes i Internet, og i de fleste moderne lokalnett. TCP og IP hører hjemme på henholdsvis transportlaget (lag 4) og nettverkslaget (lag 3) i den lagdelte OSI-modellen.

Denne leksjonen har en noe omfattende teoridel. Den er derfor organisert i to deler som du bør jobbe med over to uker:

Leksjon 8a Nettverkslaget: Nettverkslaget er ansvarlig for å overføre data mellom endemaskiner, dvs. mellom avsenderes og mottakers maskin. I moderne datanett er Internet Protocol - IP nærmest enerådende protokoll i nettverkslaget. IP er en pakkesvitsjet protokoll, dvs. at data sendes gjennom nettet som uavhengige datapakker. Pakkene er adressert med IP-adressen til mottakers (og avsenders) maskin. IP er nødvendig for å koble samme ulike lokale nett til et større nett-av-nett, eller internett. Dette gjøres ved å koble alle de lokale nettene til rutere, og IP-protokollen har ansvar for hovedoppgavene i ruterne. Ruting betyr å finne "beste veg" gjennom nettet fram til mottakers maskin. IP i ruterne bruker IP-adresser i IP-pakkene, sammen med rutingtabeller i ruterne, for å velge riktig rute og videresende pakkene.

Leksjon 8b Transportlaget: Transportlaget har ansvar for å overføre data mellom endeapplikasjoner i nettet, dvs. fra avsenderapplikasjon og fram til mottakerapplikasjon. I Internett og moderne lokalnett er Transport Control Protocol (TCP) og User Datagram Protocol (UDP) de to viktigste protokollene på transportlaget. TCP overfører data mellom applikasjoner som krever feilfri overføring, men der hastighet ikke er avgjørende, f.eks. filoverføring, web og e-post. UDP er en enklere og raskere transportprotokoll, men som ikke garanterer at data kommer frem uten feil. UDP brukes derfor helst til streaming av lyd og video. Siden IP-adresser bare adresserer data fram til riktig maskin, må transportlaget bruke mer adresseinformasjon for å levere data til riktig applikasjon på maskinene. Både TCP og UDP bruker 16-bits portnummer for å adressere data til applikasjoner. Hver applikasjon er koblet til transportlaget via en eller flere porter (sockets). Hver port har et portnummer som er entydig innenfor samme maskin (IP-adresse). Portnummeret fungerer da som adresse til applikasjonen som er koblet til porten.

Læringsmål for leksjonen

Kunnskaper

Etter denne leksjonen bør du kunne:

forklare betydningen av begrepene pakkesvitsjet nettverk, lagdelt kommunikasjonsmodell og protokoll
navnet på de 5 lagene i den forenklede OSI-modellen og de tre tilsvarende lagene TCP/IP-modellen
forklare hva som menes med innkapslingsprinsippet og hvordan protokollene bruker dette
beskrive hovedoppgavene til nettverkslaget og IP-protokollen, og hvilke nettverkskomponenter som inneholder nettverkslaget
beskrive oppbyggingen av IP-adresser og nettverksmasker.
forklare begrepet IP-nett, beregne adresseområde for et IP-nett, og bruke CIDR-notasjon for å angi nettverksmasken for et IP-nett
forklare hva som menes med reserverte IP-adresser, nettverksadresse, kringkastingsadresse og private IP-adresser
forklare hva som menes med en offentlig IP-adresse og hvordan disse tildeles fra globalt til lokalt nivå i Internet
forklare mekanismen adresseoversetting (Network Address Translation - NAT) og hvilke rolle denne spiller ved bruk av private IP-adresser
beskrive hovedoppgavene til en ruter og hva som menes med ruting og rutingtabell
beskrive hovedoppgavene til transportlaget
forklare forskjellen i egenskaper og bruksområder for transportprotokollene TCP og UDP.
forklare hvordan portnummer benyttes som adresseringsmekanisme på transportlaget
forklare hva som menes med en forbindelsesorientert og forbindelsesløs protokoll, og de viktigste tilstandene til TCP

Ferdigheter

Etter denne leksjonen bør du kunne:

bruke Windows-kommandoene ipconfig, ping, traceroute, nslookup og netstat, og forklare resultatet av disse
konfigurere IP-nett og NAT i Oracle VitualBox eller tilsvarende virtualiseringsprogram

Pensum

Datakommunikasjon og maskinvare kapittel 3

Læremateriell

Leksjon 8a TCP/IP protokollene del 1: Nettverkslaget	Presentasjon	Video del 1 Nettverkslaget og IP (35:12) Video del 2 IP-adresser og NAT (38:38) Video del 3 Rutere og ruting (28:53)
Labøving 8a TCP/IP verktøy i Windows
Teorioppgaver om IP-nett	Oppgaver	Løsningsforslag
Leksjon 8b TCP/IP protokollene del 2: Transportlaget	Presentasjon	Video 8b Transportlaget (1:02:36)
Labøving 8b Transportprotokoller i Windows

6105N Windows Server og datanett - nettbasert