Síťová vrstva

Primárním účelem je doručování dat mezi stanicemi, které se nenachází ve stejném adresním rozsahu. Síťová vrstva oproti linkové vrstvě zaručí přenesení dat mezi zdrojovým a cílovým místem, linková pouze mezi “sousedními” zařízeními. Data se v IP síti posílají po blocích nazývaných datagramy.

V modelu ISO/OSI je popsán ve 3. vrstvě jako síťová vrstva.

IP je nespojovaný (connectionless) a bezestavový (stateless) protokol, což znamená, že jednotlivé datagramy putují sítí nezávisle a na začátku komunikce se nesestavuje spojení či jinak nepřipravuje cesta k datům. Pakety putují v sítí nezávisle a každý si nese kompletní informaci o odesílateli a příjemci.

Protokol nemá žádné prostředky pro zajištění spolehlivosti. Pro zajištění spolehlivosti se používají protokoly vyšší vrstvy, hlavním příkladem je TCP. Mechanismus hledání cesty mezi zdrojovou a cílovou stanicí se nazývá směrování (routing).

IP datagram

  • Verze: verze protokolu (0x4)
  • IHL: délka hlavičky jako počet 32bitových slov
  • Typ služby (TOS, Type ofService: nese značku pro mechanismy zajišťující služby s definovanou kvalitou (QoS).
  • Celková délka: délka datagramu v bajtech.
  • Identifikace: Pokud byl datagram při přepravě fragmentován, pozná se podle této položky, které fragmenty patří k sobě (mají stejný identifikátor).
  • Příznaky: slouží pro řízení fragmentace
  • Offset fragmentu: udává, na jaké pozici v původním datagramu začíná tento fragment
  • TTL (TimeTo Live): představuje ochranu proti zacyklení. Každý směrovač zmenší tuto hodnotu o jedničku.
  • Protokol: určuje, kterému protokolu vyšší vrstvy se mají data předat při doručení
  • Kontrolní součet hlavičky: slouží k ověření, zda nedošlo k poškození. Počítá se pouze z hlavičky a pokud nesouhlasí, datagram bude zahozen
  • Adresa odesílatele: IP adresasíťového rozhraní, které datagram vyslalo.
  • Adresa cíle: IP adresa síťového rozhraní, kterému je datagram určen.
  • Volby: různé rozšiřující informace či požadavky.
  • Data: obsahuje další zapouzdřené protokoly

Internet Protocol verze 4

32-bitové číslo 4 skupiny po 8 bitech Položky v IPv4 (hlavičky paketu)

Adresace podle třídy

Zavedeme k IP adrese tzv. masku sítě Každou IP adresu rozdělíme na dvě části: Adresa sítě (společná pro IP adresy ve stejné síti) Adresa stanice

Každému segmentu je přiřazena unikátní adresa sítě Adresa stanice je unikátní pouze vrámci segmentu Místo rozdělení je určeno právě síťovou maskou

Pro interní sítě jsou vyhrazeny tyto adresy:

  • A: 10.0.0.0. až 10.255.255.255 (10.0.0.0/8)
  • B: 172.16.0.0 až 172.31.255.255 (172.16.0.0/12)
  • C: 192.168.0.0 až 192.168.255.255 (192.168.0.0/16)

Loop-Back(provoz sám sobě)

  • 127.0.0.1

Multicast

  • 224.0.0.0/4

0.0.0.0 - tuto adresu má počítač, který zatím nemá přidělenou IP adresu. Poslední oktet broadcastu je vždy lichý.

Zobrazení routovací tabulky

Routovací tabulka $ route -n nebo např. v OS X $ netstat -nr

Příklad

Máme síť 192.168.0.0 s maskou 255.255.128.0.

Úkol: rozdělit na 4 stejné podsítě

  1. Určíme rozsah volných adres.
  • máme masku 255.255.128.0 => používat můžeme poslední oktet => 192.168.0.0 až 192.168.0.255
  • takže jsme si odvodily, že máme teoreticky 256 volných adres (0-255) a rozsah 192.168.0.0 - 192.168.0.255

Zařízení pracující na síťové vrstvě

  • Router (směrovač): Stará se o doručení paketů od jejich původního odesilatele až ke konečnému příjemci = směrování (routing).

Související