Kommunikationsregler

 

All form av kommunikation kräver regler för att sändaren och mottagaren ska förstå varandra. Dessa regler kallas för protokoll. Olika form av medier kräver olika protokoll, ex. ett för telefoner och ett för att skicka ett brev. Olika protokoll samarbetar ofta och då kallas dessa för en protokollstack. Dessa finns både i hård och mjukvara. Protokollstackarna är indelade i skikt där de nedersta förklarar hur data ska skickas på ett visst medium och de översta förklarar hur ett datorprogram ska göra för att skicka.
 
Nätverksprotokoll
 
Nätverksprotokoll beskriver bland annat; dataformatet, vägval, felhantering och anslutning till andra datorer. 
Protokollstackar och industristandarder
Protokoll utvecklas oftast i enighet med industristandarder. Dessa standarder har skapats av standardiseringsorganisationer som ex. IEEE och IETF.  Fördelen med detta är att produkter och protokoll från olika företag fungerar tillsammans. 
 
 
 

Samarbetet mellan protokoll

 
Ett ex. på hur olika protokoll samarbetar är när en webbläsare kontaktar en webbserver:
Applikations protokoll: http – bestämmer hur en webbklient ska fråga efter en webbsida av en server.
Transport protokoll : TCP – bestämmer hur datan ska skickas mellan datorerna
Internet protokoll: IP – bestämmer hur paketen ska hitta på Internet
Fysiska protokoll: Ethernet – bestämmer hur paketen ska hitta på LANet.
 

Teknikoberoende protokoll

 
För att ett protokoll ska kunna fungera oberoende av vilken teknik som används måste protokollet beskriva vad som ska göras, inte hur det ska göras. Ex. fungerar Internet Explorer och Firefox olika men båda kan användas till att surfa på Internet. Hur de fungerar är upp till tillverkaren, men vad som ska göras bestäms i protokollet.
 
Fördelarna av att använda modeller i skikt
 
Fördelen med att dela in protokoll i en modell med flera skikt är att det blir enklare att utveckla nya protokoll, hindrar att protokollförändringar i ett skikt påverkar ett annat skikt samt gör det lättare att förstå hur protokollen samarbetar. 
 

Protokoll och referensmodeller

 
En protokollmodell är en modell av hur en protokollstack arbetar. Ex. TCP/IP-modellen visar hur TCP/IP-stacken arbetar.
 
En referensmodell beskriver hur något är uppbyggt. Ex. hur en router ska ta emot packet. En referensmodell kan inte installeras i en dator utan är en beskrivning om hur du ex. ska bygga din dator. 
 
OSI-modellen är den vanligaste referensmodellen. Den används bland annat för nätverksdesign och felsökning.
 

TCP/IP-modellen

 
TCP/IP-modellen skapades på 70-talet och beskriver i fyra skikt hur datakommunikation ska fungera. Dessa skikt är: Applikation, Transport, Internet och Nätverksåtkomst. Det är en öppen standard vilket innebär att vem som helst får lägga till delar till modellen så länge man följer protokollet. Dessa kan laddas ner från IETF och kallas för RFC.
 

Kommunikationsprocessen

 
TCP/IP-modellen beskriver hur protokollen i TCP/IP-stacken fungerar. För att man ska kunna skicka data måste följande steg ske:
Skapandet av data på applikationsskiktet
Segmentering och inkapsling av datan när det passerar ner genom protokollstacken
Uppdelningen av datan i bitar på nätverksåtkomstskiktet
Transport på nätverket till mottagaren
Mottagandet av data på nätverksåtkomstskiktet
Avkapslingen och sammansättandet av data när det passerar upp genom protokollstacken
Uppskickandet av data till programmet som ska ha det på applikationsskiktet. 
 

Protokoll och inkapsling av data

 
När data skickas ner genom protokollstacken läggs ny data på för varje skikt. Detta kallas för inkapsling. Ungefär som när du skriver ett brev och sen lägger till kuvert, adress, frimärke mm. 
Namnet på datan ändras beroende på vilket skikt det befinner sej på, men samlingsnamnet på datan oavsett var den befinner sej är PDU. (Protocol Data Unit).
Här är PDU namnen:
  • Applikationsskiktet – PDU kallas för Data
  • Transportskiktet – PDU kallas för Segment
  • Internetskiktet – PDU kallas för Packet
  • Nätverksåtkomstskiktet – PDU kallas för Ramar (Frame)
  • När det sänds på ett medium – PDU kallas för bitar. 
 

Sänd och mottagningsprocessen

 
Detta händer i protokollstacken TCP/IP på en webbserver då en webbklient begärt en sida:
Applikationsskiktet – Protokollet http skickar ner ett sida kodad i HTML till:
 
Transportskiktet – här inkapslas datan i segment och en header läggs till. Den beskriver vilket program som skickat datan, i vårt fall, en webbserver. Den anger även till och från portnummer. Sen skickas segmentet ner till:
 
Internetskiktet – här inkapslas segmentet om till ett IP-packet. En ny header läggs till som anger till och från IP-nummer. Sen skickas paketet ner till:
 
Nätverksåtkomstskiktet – här inkapslas paketet om till en Ethernetram. En ny header läggs till som anger till och från MAC-adress.  En trailer läggs även till som används för att kolla om ramen kommer fram som den ska. Därefter delas ramen upp i bitar och skickas iväg på nätet genom NIC (nätverkskortet).
 
När bitarna kommer till webbklienten händer samma sak fast i omvänd ordning. NIC tar emot bitarna och sätter ihop dem till en ram som sedan skickas upp till Internetskiktet och avkapslas till ett packet osv. 
 

OSI-modellen

 
OSI skapades 1984 och syftet var att ha en referensmodell att utgå ifrån då man skapade nya protokoll. OSI har sju skikt som beskriver allt som händer när data transporteras. En av fördelarna med att dela in processen i skikt är att varje skikt kan operera oberoende av de andra. Skapar du en webbsida bryr du dej bara om det översta skiktet, skikt sju, då behöver inte bry dej om hur klienten ansluter till webbservern. 
 
OSI-modellen. Nerifrån och upp: 
  1. Physical-signaler och media omvandlar bitarna till ström, ljus eller ljud, bestämmer den fysiska hastigheten, ex. kablar, hubbar, repeters. Manchesterencoding. 
  2. Datalink-fysisk adress, nätverkstopologi, logisk åtkomst. Ex.. switchar, bryggor och NIC. Ethernet, PPP, FDDI. 
  3. Network-vägval och logisk adress ex., routrar. IP, OSPF, ISDN, ICMP, IPSec. 
  4. Transport-flödes och felkontroll, virtual circuits. TCP, UDP. 
  5. Session-upprättar sessioner, SQL, RPC, NetBIOS, SSL. 
  6. Presentation-kryptering, komprimering och konvertering, DES, MPEG, ASCII.
  7. Application-nätverkstjänster till applikationer. Ex. PC, brandväggar. DNS, FTP, http,Telnet.
 

Jämför OSI-modellen med TCP/IP-stacken

 
Om man jämför OSI-modellen med TCP/IP-stacken ser man att OSI-modellen använder sju skikt istället för fyra. Syftet är att ge en utförligare beskrivning om hur det går till. 
 

Nätverksadressering

 
OSI-modellen beskriver hur kodning, formatering, segmentering och inkapsling sker av data som ska skickas via nätet. En dataström delas upp blandar sej med annan trafik på Internet. Därför är det viktigt att datan kan identifieras så att den kommer rätt. 
 

Skicka data till mottagaren

 
När datan inkapslas läggs en adress eller identifierare på för nästan varje skikt. I skikt 2 läggs MAC-adressen  till. Denna adress används vid kommunikation inom ett LAN. 
 

Skicka data genom Internet

 
skikt 3 protokoll används för att skicka data mellan nätverk. Varje IPnr måste innehålla info om vilket nät det tillhör. Routrarna packar upp ramen till ett packet och läser denna nätinfo för att välja vilken väg den ska skicka paketen. Sen packar router om paketen till nya ramar och skickar iväg dem. 
 

Skicka data till rätt program

 
På skikt fyra visas vilken port datan ska till. Då flera program kan köras samtidigt, ex. en webbläsare och emailprogram måste datan kunna separeras. Varje typ av program har sitt eget portnr. På det sättet kan trafik till din webbläsare och emailprogram ta emot data samtidigt utan att blandas ihop trots att samma IPnr används. 
 

Filmen ”Warriors of the net”

 
När du se filmen, tänk på det du lärt dej hittills i kursen och försök förstå vilka protokoll och utrustning som menas. Cirka 5 minuter in i filmen finns ett fel. Man säger att ”What happens when Mr. IP doesn’t receive an acknowledgement, he simply sends a replacement packet.” Flödeskontroll och omsändning sköts inte av IP utan av ett protokoll på ett övre skikt.

 

 

Nätverksprotokoll och kommunikation

Nätverksprotokoll och kommunikation

All form av kommunikation kräver regler för att sändaren och mottagaren ska förstå varandra. Dessa regler kallas för protokoll. Olika form av medier kräver olika protokoll, ex. ett för telefoner och ett för att skicka ett brev. Olika protokoll samarbetar ofta och då kallas dessa för en protokollstack. Dessa finns både i hård och mjukvara. Protokollstackarna är indelade i skikt där de nedersta förklarar hur data ska skickas på ett visst medium och de översta förklarar hur ett datorprogram ska göra för att skicka.

 
Nätverksprotokoll
 
Nätverksprotokoll beskriver bland annat; dataformatet, vägval, felhantering och anslutning till andra datorer. 
Protokollstackar och industristandarder
Protokoll utvecklas oftast i enighet med industristandarder. Dessa standarder har skapats av standardiseringsorganisationer som ex. IEEE och IETF.  Fördelen med detta är att produkter och protokoll från olika företag fungerar tillsammans.
 
 

Samarbetet mellan protokoll

 
Ett ex. på hur olika protokoll samarbetar är när en webbläsare kontaktar en webbserver:
Applikations protokoll: http – bestämmer hur en webbklient ska fråga efter en webbsida av en server.
Transport protokoll : TCP – bestämmer hur datan ska skickas mellan datorerna
Internet protokoll: IP – bestämmer hur paketen ska hitta på Internet
Fysiska protokoll: Ethernet – bestämmer hur paketen ska hitta på LANet.
 

Teknikoberoende protokoll

 
För att ett protokoll ska kunna fungera oberoende av vilken teknik som används måste protokollet beskriva vad som ska göras, inte hur det ska göras. Ex. fungerar Internet Explorer och Firefox olika men båda kan användas till att surfa på Internet. Hur de fungerar är upp till tillverkaren, men vad som ska göras bestäms i protokollet.
 
Fördelarna av att använda modeller i skikt
 
Fördelen med att dela in protokoll i en modell med flera skikt är att det blir enklare att utveckla nya protokoll, hindrar att protokollförändringar i ett skikt påverkar ett annat skikt samt gör det lättare att förstå hur protokollen samarbetar. 
 

Protokoll och referensmodeller

 
En protokollmodell är en modell av hur en protokollstack arbetar. Ex. TCP/IP-modellen visar hur TCP/IP-stacken arbetar.
 
En referensmodell beskriver hur något är uppbyggt. Ex. hur en router ska ta emot packet. En referensmodell kan inte installeras i en dator utan är en beskrivning om hur du ex. ska bygga din dator. 
 
OSI-modellen är den vanligaste referensmodellen. Den används bland annat för nätverksdesign och felsökning.
 

TCP/IP-modellen

 
TCP/IP-modellen skapades på 70-talet och beskriver i fyra skikt hur datakommunikation ska fungera. Dessa skikt är: Applikation, Transport, Internet och Nätverksåtkomst. Det är en öppen standard vilket innebär att vem som helst får lägga till delar till modellen så länge man följer protokollet. Dessa kan laddas ner från IETF och kallas för RFC.
 

Kommunikationsprocessen

 
TCP/IP-modellen beskriver hur protokollen i TCP/IP-stacken fungerar. För att man ska kunna skicka data måste följande steg ske:
Skapandet av data på applikationsskiktet
Segmentering och inkapsling av datan när det passerar ner genom protokollstacken
Uppdelningen av datan i bitar på nätverksåtkomstskiktet
Transport på nätverket till mottagaren
Mottagandet av data på nätverksåtkomstskiktet
Avkapslingen och sammansättandet av data när det passerar upp genom protokollstacken
Uppskickandet av data till programmet som ska ha det på applikationsskiktet. 
 

Protokoll och inkapsling av data

 
När data skickas ner genom protokollstacken läggs ny data på för varje skikt. Detta kallas för inkapsling. Ungefär som när du skriver ett brev och sen lägger till kuvert, adress, frimärke mm. 
Namnet på datan ändras beroende på vilket skikt det befinner sej på, men samlingsnamnet på datan oavsett var den befinner sej är PDU. (Protocol Data Unit).
Här är PDU namnen:
  • Applikationsskiktet – PDU kallas för Data
  • Transportskiktet – PDU kallas för Segment
  • Internetskiktet – PDU kallas för Packet
  • Nätverksåtkomstskiktet – PDU kallas för Ramar (Frame)
  • När det sänds på ett medium – PDU kallas för bitar. 
 

Sänd och mottagningsprocessen

 
Detta händer i protokollstacken TCP/IP på en webbserver då en webbklient begärt en sida:
Applikationsskiktet – Protokollet http skickar ner ett sida kodad i HTML till:
 
Transportskiktet – här inkapslas datan i segment och en header läggs till. Den beskriver vilket program som skickat datan, i vårt fall, en webbserver. Den anger även till och från portnummer. Sen skickas segmentet ner till:
 
Internetskiktet – här inkapslas segmentet om till ett IP-packet. En ny header läggs till som anger till och från IP-nummer. Sen skickas paketet ner till:
 
Nätverksåtkomstskiktet – här inkapslas paketet om till en Ethernetram. En ny header läggs till som anger till och från MAC-adress.  En trailer läggs även till som används för att kolla om ramen kommer fram som den ska. Därefter delas ramen upp i bitar och skickas iväg på nätet genom NIC (nätverkskortet).
 
När bitarna kommer till webbklienten händer samma sak fast i omvänd ordning. NIC tar emot bitarna och sätter ihop dem till en ram som sedan skickas upp till Internetskiktet och avkapslas till ett packet osv. 
 

OSI-modellen

 
OSI skapades 1984 och syftet var att ha en referensmodell att utgå ifrån då man skapade nya protokoll. OSI har sju skikt som beskriver allt som händer när data transporteras. En av fördelarna med att dela in processen i skikt är att varje skikt kan operera oberoende av de andra. Skapar du en webbsida bryr du dej bara om det översta skiktet, skikt sju, då behöver inte bry dej om hur klienten ansluter till webbservern. 
 
OSI-modellen. Nerifrån och upp: 
  1. Physical-signaler och media omvandlar bitarna till ström, ljus eller ljud, bestämmer den fysiska hastigheten, ex. kablar, hubbar, repeters. Manchesterencoding. 
  2. Datalink-fysisk adress, nätverkstopologi, logisk åtkomst. Ex.. switchar, bryggor och NIC. Ethernet, PPP, FDDI. 
  3. Network-vägval och logisk adress ex., routrar. IP, OSPF, ISDN, ICMP, IPSec. 
  4. Transport-flödes och felkontroll, virtual circuits. TCP, UDP. 
  5. Session-upprättar sessioner, SQL, RPC, NetBIOS, SSL. 
  6. Presentation-kryptering, komprimering och konvertering, DES, MPEG, ASCII.
  7. Application-nätverkstjänster till applikationer. Ex. PC, brandväggar. DNS, FTP, http,Telnet.
 

Jämför OSI-modellen med TCP/IP-stacken

 
Om man jämför OSI-modellen med TCP/IP-stacken ser man att OSI-modellen använder sju skikt istället för fyra. Syftet är att ge en utförligare beskrivning om hur det går till. 
 

Nätverksadressering

 
OSI-modellen beskriver hur kodning, formatering, segmentering och inkapsling sker av data som ska skickas via nätet. En dataström delas upp blandar sej med annan trafik på Internet. Därför är det viktigt att datan kan identifieras så att den kommer rätt. 
 

Skicka data till mottagaren

 
När datan inkapslas läggs en adress eller identifierare på för nästan varje skikt. I skikt 2 läggs MAC-adressen  till. Denna adress används vid kommunikation inom ett LAN. 
 

Skicka data genom Internet

 
skikt 3 protokoll används för att skicka data mellan nätverk. Varje IPnr måste innehålla info om vilket nät det tillhör. Routrarna packar upp ramen till ett packet och läser denna nätinfo för att välja vilken väg den ska skicka paketen. Sen packar router om paketen till nya ramar och skickar iväg dem. 
 

Skicka data till rätt program

 
På skikt fyra visas vilken port datan ska till. Då flera program kan köras samtidigt, ex. en webbläsare och emailprogram måste datan kunna separeras. Varje typ av program har sitt eget portnr. På det sättet kan trafik till din webbläsare och emailprogram ta emot data samtidigt utan att blandas ihop trots att samma IPnr används. 
 

Filmen ”Warriors of the net”

 
När du se filmen, tänk på det du lärt dej hittills i kursen och försök förstå vilka protokoll och utrustning som menas. Cirka 5 minuter in i filmen finns ett fel. Man säger att ”What happens when Mr. IP doesn’t receive an acknowledgement, he simply sends a replacement packet.” Flödeskontroll och omsändning sköts inte av IP utan av ett protokoll på ett övre skikt.

Utforska nätverket

Detta kapitel introducerar datanätverk som används både i sociala och affärssammanhang.

Kommunicera i en nätverkscentrerad värld

Nätverken stödjer vår livsstil

Vårt behov att vara med andra är mycket viktig för oss och vi har hela tiden utvecklat nya tekniker för att möjliggöra det. Datanätverken (from nu näten) har hela tiden utvecklats från att skicka enkla tecken till att skicka video.
Tekniken har minskat relevansen av tid och rum då sociala nätverk och affärer är tillgängliga dygnet runt, över allt.
Internet har gått från att varit en nät för forskare till en informationskälla för alla människor.

Ex. på vanliga kommunikationsverktyg

IM är program som används för att i realtid skicka meddelanden till varandra. Ex. Messenger.
Bloggar är webbsidor som fungerar som en offentlig dagbok för någon privatperson.
Wikis är webbsidor som byggs upp av flera och används för att hämta information.
Podcasting är ljudfiler som skapas och läggs ut på en webbsida så att man kan ladda ner dem och lyssna på dem med hjälp av en iPod.
Samarbetsverktyg är program som används för att människor ska kunna samarbeta över stora avstånd och tidsskillnader.

Nätverk stödjer sätten vi lär in

E-learning innebär att studenten får ett webbaserat material att lära in samt använder Internet för ex. grupparbete och prov. Fördelen gentemot en traditionell bok är att materialet snabbt kan uppdateras samt att man kan samarbete med studenter från andra länder på ett enkelt sätt.

Nätverks stödjer sättet vi arbetar på

Till i början var näten i företagen gjorde för att stödja intern bruk som löner och inköp. Numera stödjer de även kontakten med kunder via extranet.

Nätverk stödjer sättet vi spelar på

Om du gillar spel av olika slag hittar du information om dem på Internet. De populäraste spelen spelas även där.

Kommunikation – en viktig del av vårt liv

Vad är kommunikation

När vi pratar använder vi oss av regler eller protokoll. Dessa anger bland annat timing, språk och bekräftelse på att mottagaren förstått. Likadant är det för kommunikationen på ett nät, men här måste man vara noggrannare på vilka regler som gäller.

Kommunikationens kvalitet

I ett nät finns det många saker som kan påverka kvaliteten på det som sänds:
De utomstående sakerna som kan påverka är bland annat; antal gånger meddelandet måste ändra form, tiden det tar samt antal gånger det måste adresseras om.
De interna sakerna som påverkar är oftast meddelandet själv. Storleken, sammansättningen och prioriteten påverkar hur meddelandet hanteras.

Nätet som en plattform

Kommunikation över nät

Vi utgår idag att vi ska kunna nå alla när som helst. Tack vare gemensamma regler (protokoll) kan enheter av olika märken fungera tillsammans.

Nätets byggstenar

Alla nät innehåller fyra byggstenar:

  • Protokoll – de regler som säger hur man ska göra för att skicka meddelande. Ex. TCP/IP.
  • Data – den trafik eller meddelanden som skickas. Ex. ett mail.
  • Medium – ex. kablar, kontaktar och luften för trådlös överföring
  • Enheter – ex. routrar, servrar, klienter och switchar

För att förklara hur dessa byggstenar samarbetar utgår vi från ett ex. där någon skickar ett mail till en annan:

  • Data – brevet omvandlas till bitar innan det kan skickas på nätet.
  • Enheter – datorn, mobiltelefonen där du skriver brevet. Routrarna som skickar det vidare.
  • Medium – kabeln till ditt modem, eller luften mellan telefonen och basstationen.
  • Tjänsten – det program eller applikation som du använder. Ex. Outlook.
  • Protokoll – reglerna som säger hur datan ska skickas. Ex. IP, http och TCP.

Sammanfogade nätverk

Förut krävde radion, TV och telefoni sina egna byggstenar och kunde inte samarbeta. Nu kan man bygga ett nätverk som klarar av alla dessa teknologier.
I och med Internets utveckling finns det nu enheter som klarar av att ringa, se på TV och skicka mail med. Dessa kräver mycket bandbredd och för att Internet ska klara av en fortsatt utveckling måste kvaliteten och säkerheten utvecklas i samma takt.

Internets uppbyggnad

Nätets arkitektur

För att ett nät ska klara av all trafik måste dess arkitektur (uppbyggnad) vara bra. Arkitekturen består både av hårdvara samt de program (tjänster) som används. Arkitekturens fyra delar är:

  • Fel tolerans – nätet måste klara av att hantera problem som uppstår. Ex. måste extravägar finnas om en kabel grävs av eller att man har dubbla webbservrar om en går ner.
  • Scalability (utbyggbarhet) – det måste vara enkelt att bygga ut ett nät. Genom att bygga hierarkiska nät är det lättare att bygga ut det då det växer.
  • QoS (tjänstekvalitet) – Detta innebär att enheterna kan skilja mellan trafik från ex. video och mail och prioritera den trafik som är viktigast. Mail kan vänta någon sekund, men ser man på webb-TV börjar bilden hacka om inte trafiken kommer fram som den ska.
  • Säkerhet – När Internet byggdes skulle det bara används för universitet och stora företag. Därför var säkerheten inte så viktig. Som nätet används idag ligger säkerheten på Internet efter. Säkerhetsprogram finns, men nya måste utvecklas för att möta behovet.

Trender inom nätverk

Vart är tekniken på väg?

Tre trender kan ses i teknikutvecklingen idag:
Mobilitet – fler och fler användare blir mobila. Man kopplar upp datorn och telefonen för att läsa mail och logga in på företagsnätet. Detta ökar efterfrågan på enklare och säkrare trådlösa uppkopplingar.

Nya och mer kapabla enheter – vi ser att telefoner, spelenheter, MP3-spelare och kameror slås ihop till en enhet.

Ökad tillgång på tjänster – ju mer tekniken utvecklas desto större krav får vi att vi ska kunna nå allt när som helst och över allt. Ex. att alla företag har webbsidor där vi kan handla och hämta information.

 

arbete pagar

 

Presentation Skikt 6

Skikt 6 Presentation (Translation) Översättare Formatering

Funktion

presentationsskiktet bestämmer formatet för data som utbyts mellan datorer i nätet. Skiktet kallas ibland för nätverkets översättare. I den sändande datorn översätter det data från ett format i tillämpningsskiktet till ett allmänt känt, tillfälligt format. I mottagardatorn översätter presentationsskiktet det tillfälliga formatet till ett format som kan användas av den datorns tillämpningsskikt. Det tillhandahåller även tjänster som kryptering och komprimering.

  • Översätter från applikation till nätverksforma och viceversa
  • Alla olika format från alla källor görs om till ett format som resten av OSI modellen förstår
  • Anvsarar för protokollens ,text , data , kryptering, datakopmrimering
  • grafiska utseende kort sagt formatet på paketen
  • Sätter standard för olika protokoll för att kunna ge en mjuk och smidig komunikation från multippla protokollstackar
  • Implemeteras inte alltid i nätverksprotokollen

Protokoll

 

Nätverks komponenter

Gateway, Redirector