CCNA Slovensky

Pred vzájomnou komunikáciou sa musia jednotlivci dohodnúť na vzájomných pravidlách, alebo použiť zavedené protokoly.
Používanie protokolov je nevyhnutné pre efektívnu komunikáciu.
Protokoly musia zodpovedať nasledujúcim požiadavkám:

Musí byť identifikovaný odosielateľ a prijímateľ
Spoločný jazyk a gramatika
Rýchlosť a načasovanie dodania správy/informácie
Potvrdenie úspešného prijatia správy od prijímateľa

Protokoly používané v sieťovej komunikácii zdieľajú mnohé z týchto základných vlastností. Okrem identifikácie zdroja a cieľa aj podrobnosti o spôsobe prenosu správy v sieti. Bežné počítačové a sieťové protokoly definujú podrobnosti o spôsobe prenosu správy v sieti, a teraz si ich iba vymenujeme:

Kódovanie správ (message encoding)
Formátovanie a zapuzdrenie správy(message formatting and encapsulation)
Veľkosť správy
Načasovanie správ (message timing)
Možnosti doručenia správy

Kódovanie správ

Jedným z prvých krokov na odoslanie správy je zakódovanie(encoding). Zakódovanie je proces konvertovania(prevedenia) informácií do inej prijateľnej formy na prenos. Dekódovanie(Decoding) urobí presne opačnú vec, a informácie prehodí znova na pôvodnú formu, aby tieto informácie boli čitateľné.
Príklad	1. krok	2. krok	3. krok
Predstavme si osobu, ktorá plánuje výlet s kamarátom.	Zavolá kamarátovi, aby prediskutovali podrobnosti o tom, kam chcú ísť. Aby mu mohla povedať to čo chce, musí premeniť svoje myšlienky na dohodnutý jazyk.	Potom hovorí slovami pomocou zvukov, ktoré sprostredkujú správu.	Jej kamarát si to vypočuje a dekóduje zvuky, aby pochopil prijatú správu.

---

Kódovanie sa vyskytuje aj pri počítačovej komunikácii. Kódovanie medzi počítačmi musí byť vo vhodnom formáte pre konktrétne médium. Správy odosielané cez sieť odosielajúci počítač najskôr skonvertuje na bity. Každý bit je kódovaný do vzoru zvukov, svetelných vĺn, alebo na elektrické impulzy v závislosti od sieťového média, cez ktoré sa bity prenášajú. Cieľový počítač prijíma a dekóduje signály, aby interpretoval správu používateľovi.



---

Formátovanie a zapuzdrenie správy

Pri odosielaní správy sa musí použiť špecifický formát alebo štruktúra. Formát správ závisí od typu správy a kanála, ktorý sa použije na doručenie správy.
Písanie listov je jednou z najbežnejších foriem písomnej ľudskej komunikácie. Po stáročia sa dohodnutý formát osobných listov nezmenil. Osobný list obsahuje tieto prvky:


Meno príjemcu
Pozdrav
Obsah správy
Záver
Meno odosielateľa
Okrem správneho formátu musí byť väčšina osobných listov tiež uzavretá v obálke na doručenie. Obálka obsahuje tieto údaje: adresu odosielateľa a príjemcu, pričom každá je umiestnená na správnom mieste na obálke. Ak cieľová adresa a formát listu nie sú správne, list sa nedoručí.
Proces umiestnenia jedného formátu správy (list) do iného formátu správy (obálky) sa nazýva zapuzdrenie(encapsulation). K de-encapsulation(opaku zapuzdrenia) dochádza, keď príjemca obráti proces a list sa vyberie z obálky.

---

Správa, ktorá sa odosiela cez počítačovú sieť, sa inými pravidlami, ale založenými na podobných princípoch. Aby sa mohla doručiť, rovnako ako list je zapuzdrený v obálke na doručenie, tak sú aj počítačové správy. Každá počítačová správa je pred odoslaním cez sieť zapuzdrená v špecifickom formáte nazývanom rámec (frame). Rám funguje ako obálka. Poskytuje adresu cieľa a adresu odosielateľa. Rámec má zdroj a cieľ akoby na obálke, ale aj v zapuzdrenej správe(vpodstate liste). Rozdiel medzi týmito dvoma typmi adries bude vysvetlený ďalej v tejto kapitole.



Formát, do ktorého sa správy zapúzdruju je určený požadovaným spôsobom odoslania správy.

---

Veľkosť správy

Ďalším pravidlom komunikácie je veľkosť správy. Keď ľudia spolu komunikujú, správy, ktoré odosielajú, sa zvyčajne rozdelia na menšie časti alebo vety. Veľkosť týchto viet je obmedzená na to, čo môže prijímajúca osoba spracovať naraz. Individuálny rozhovor sa môže skladať z mnohých menších viet, aby sa zabezpečilo, že každá časť správy bude prijatá a pochopená. Predstavte si, aké by to bolo prečítať tento kurz, ak by sa to všetko javilo ako jedna dlhá veta. Nebolo by to ľahké čítať, ale ani pochopiť.
Podobne, keď sa dlhá správa odosiela z jedného PC na iný cez sieť, je potrebné rozdeliť správu na menšie kúsky, ako je to znázornené na obrázku. Pravidlá upravujúce veľkosť rámcov odosielaných naprieč sieťou sú veľmi prísne. Môžu sa tiež líšiť v závislosti od použitého channel-u(kanálu). Rámy(zapúzdrené správy), ktoré sú príliš dlhé alebo príliš krátke, sa neodošlú.
Obmedzovače veľkosti rámcov vyžadujú, aby zdrojový PC rozdelil dlhé správy na jednotlivé časti, ktoré spĺňajú požiadavky minimálnej aj maximálnej veľkosti. Dlhá správa sa odošle v samostatných rámcoch, pričom každý rámec bude obsahovať časť pôvodnej správy. Každý rámec bude mať tiež svoje vlastné adresovacie informácie. Potom keď prijímajúci PC príjme všetky rámce, tak ich otvorí a poskladá z nich pôvodnú správu. Na obrázku, sa napríklad fotka posiela v 3 rôznych rámcoch(alebo aj packetoch).

---

Načasovanie správ (message timing)

Správy si určite vyžadujú správne, načasovanie aby nenastali rôzne problémy. Napríklad pri bežnej komunikácií keby naraz obaja ľudia začali rozprávať, tak by si nerozumeli. Niečo podobné sa môže stať aj pri počítačoch.
Tu sú pravidlá pre správne načasovanie správ:

• Access Method(Prístupová metóda)

Access method určuje, kedy je niekto schopný poslať správu. Ak dvaja ľudia hovoria súčasne, dôjde ku "kolízii" informácií(keď naraz začnú hovoriť a tým pádom nezapočujú čo hovoril ten druhý...viď obrázok nižšie) a je potrebné, aby obaja prestali ropzrávať a začali znova. Podobne tak je potrebné, aby počítače definovali access method. Počítače v sieti potrebujú Access method, aby vedeli, kedy začať odosielať správy a ako reagovať, keď dôjde ku kolízii.

• Flow Control(Kontrola riadenie toku správ)

Načasovanie ovplyvňuje aj to, koľko informácií môže byť odoslaných a rýchlosť ich doručovania. Ak jedna osoba hovorí príliš rýchlo, je pre druhú osobu ťažké túto správu počuť a ​​porozumieť jej. V sieťovej komunikácii používajú počítače metódu Flow Control, aby dohodli správne načasovanie pre správnu a dobrú komunikáciu medzi sebou.

• Response Timeout (Čas na odozvu)

Ak osoba položí otázku a nepočuje odpoveď v prijateľnom čase, predpokladá sa, že žiadna odpoveď ani nepríde, a podľa toho reaguje. Táto osoba môže otázku zopakovať alebo môže pokračovať v konverzácii. POčítače v sieti majú tiež pravidlá, ktoré určujú, ako dlho majú čakať na odpovede, a aké kroky majú podniknúť, ak dôjde k vypršaniu časového limitu na od odpoveď.
Sú tiež prípady, keď si odosielateľ správy musí byť istý, že správa je úspešne doručená na miesto určenia. V týchto prípadoch je potrebné, aby príjemca vrátil potvrdenie odosielateľovi. Ak sa nepožaduje potvrdenie, možnosť doručenia sa označuje ako nepotvrdená.

---

Možnosti doručenia správy

Správa môže byť doručená rôznymi spôsobmi. Niekedy chce osoba odovzdať informáciu iba jednej inej osobe. Inokedy môže byť potrebné, aby osoba zaslala informácie skupine ľudí súčasne alebo dokonca všetkým ľuďom v rovnakej oblasti.
Možnosti Doručenia správ:

Unicast

Možnosť doručenia správy jednému konkrétnemu počítaču sa nazýva "Unicast", čiže pre správu existuje iba jeden cieľ.

Multicast

Keď používateľ potrebuje odoslať tú istú správu viacerým počítačom, tak sa to označuje ako "Multicast". Multicasting je súčasné doručenie tej istej správy skupine hostiteľských cieľov.

Broadcast

Ak musia všetci Používatelia siete prijať správu súčasne, môže sa použiť "broadcast". Broadcast predstavuje možnosť doručenia správy všetkým. Niektoré protokoly používajú špeciálnu správu Multicast, ktorá sa odosiela na všetky zariadenia, takže je v podstate rovnaká ako Broadcast. Navyše,počítače, ktoré prijali správu môžu byť požiadaní, aby potvrdili prijatie niektorých správ.

Na ľudskej úrovni sú niektoré komunikačné pravidlá formálne a iné sú jednoducho zaužívané a sú zvykom. Aby zariadenia mohli úspešne komunikovať, sieťové protokoly musia uvádzať presné požiadavky. Sieťové protokoly definujú spoločný formát a pravidlá na výmenu správ medzi zariadeniami. Najznámejšie sieťové protokoly sú Hypertext Transfer Protocol (HTTP), Transmission Control Protocol (TCP) a Internet Protocol (IP).
Sieťové protokoly majú tieto funkcie:

• Ako je správa formátovaná alebo štruktúrovaná
• Starajú sa o proces, ktorým sieťové zariadenia zdieľajú informácie o cestách s inými sieťami
• Ako a kedy sa medzi zariadeniami prenášajú chybové a systémové správy
• Nastavenie a ukončenie relácií prenosu údajov

Komunikácia medzi webovým serverom a webovým klientom je príkladom interakcie medzi niekoľkými protokolmi. Protokoly zobrazené na obrázku zahŕňajú:

• HTTP - je aplikačný protokol, ktorý riadi spôsob interakcie webového servera a webového klienta. HTTP definuje obsah a formátovanie požiadaviek a odpovedí, ktoré sa vymieňajú medzi klientom a serverom. Klient aj softvér webového servera realizujú HTTP ako súčasť aplikácie. HTTP sa spolieha na iné protokoly, ktoré určujú spôsob prenosu správ medzi klientom a serverom.
• TCP - je prepravný protokol, ktorý riadi jednotlivé rozhovory. TCP rozdeľuje HTTP správy na menšie časti, nazývané segmenty. Tieto segmenty sa odosielajú medzi webovým serverom a klientskymi procesmi bežiacimi na cieľovom hostiteľovi(počítači). TCP je zodpovedný aj za kontrolu veľkosti a rýchlosti výmeny správ medzi serverom a klientom.
• IP - zodpovedá za prevzatie formátovaných segmentov z protokolu TCP, ich zapuzdrenie do paketov, priradenie príslušných adries a ich doručenie cieľovému hostiteľovi(počítaču).
• Ethernet - je protokol určený na prístup k sieti, ktorý opisuje dve hlavné funkcie: komunikácia cez dátové spojenie a fyzický prenos údajov na sieťovom médiu. Protokoly sieťového prístupu sú zodpovedné za prevzatie paketov z IP a ich formátovanie na prenos cez médium.

Sady protokolov

Sada protokolov je skupina protokolov, ktoré spolupracujú pri poskytovaní komplexných služieb sieťovej komunikácie. Sada protokolov môže byť špecifikovaná normalizačnou organizáciou alebo vyvinutá predajcom. Sady protokolov, ako sú štyri zobrazené na obrázku, môžu byť trochu šokujúce. Avšak, nič sa neboj,tento kurz sa bude vzťahovať iba na protokoly zo súboru protokolov TCP / IP.

Sada protokolov TCP / IP je "open standard", čo znamená, že tieto protokoly sú voľne dostupné verejnosti a každý predajca je schopný implementovať tieto protokoly na svoj hardvér alebo do svojho softvéru zadarmo.

TCP/IP obsahujú veľmi veľa protokolov. Tie najpopulárnejšie sú zobrazené na obrázku nižšie. Jednotlivé protokoly sú usporiadané do vrstiev pomocou modelu protokolu TCP / IP: vrstvy Application Layer(aplikácie), Transport Layer(transport), Internet Layer(internet) a Netowrk Access Layer(sieťový prístup).Protokoly TCP / IP sú špecifické pre aplikačnú, transportnú a internetovú vrstvu. Protokoly Access Layer sú zodpovedné za doručenie paketu IP cez fyzické médium. Tieto protokoly nižšej vrstvy sú vyvinuté rôznymi organizáciami, ktoré určujú štandardy(normy).

Poďme si vymenovať jednotlivé vrstvy a ich protokoly, a povedať si z časti akú úlohu majú na starosti... Bude toho trochu viac, ale netreba si všetko zapamätať. Väčšine sa budeme venovať ešte v samotnej kapitole neskôr. Niektoré z týchto protokolov sa preberajú až v ďalších kurzoch. Takže sa s nimi teraz iba zbežne zoznámime (klikni na vrstvu pre zobrezenie jej protokolov).

Application Layer

• DNS (Domain Name Sytem) - Prekladá názvy domén webstránok(napríklad cisco.com na IP adresu)
• BOOTP (Bootstrap Protocol) - Umožňuje zariadeniu, ktoré nemá disk získať svoju vlastnú IP adresu. BOOTP je nahradzované protokolom DHCP
• DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) - Dynamicky priradzuje IP adresy. Keď sa zapne počítač, automaticky získa IP adresu. (použiteľný protokol napríklad na routri)
• SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) - Umožňuje klientovi poslať email na mailovský server. Umožňuje serveru poslať email iným serverom.
• POP (Post Office Protocol - ver.3 - POP3) - Umožňuje používateľom obdržať email od mailovského servera. Sťahuje maily zo servera.
• IMAP (Internet Message Access Protocol) - Umožňuje klientom prístup k emailom uloženým na mailovom serveri. Udržuje maily na serveri.
• FTP (File Transfer Protocol) - Umožňuje jednému používateľovi zo svojho zariadenia prístup k presunu dát priamo do zariadenia iného používateľa.
• TFTP (Trivial File Transfer Protocol) - Jednoduchý protokol, podobný FTP, lenže vmá menšie zaťaženie, a nevyžaduje potvrdenie prenosu súborov
• HTTP (Hypertext Transfer Protocol) - Protokol nám umožňuje prenos textu, grafických obrázkov, zvuku, videá a ďalších multimediálnych súborov na World Wide Web-e.

Transport Layer

• UDP (User Datagram Protocol) - Umožňuje procesu bežiacemu na jednom PC odosielať packety(súbory) do procesu bežiaceho na inom PC. (Napríklad video-stream na Twitch-i/Youtube).
• TCP (Transmission Control Protocol) - Umožňuje spoľahlivú komunikáciu medzi procesmi bežiacimi na dvoch rôznych počítačoch/zariadeniach... Niečo ako UDP, lenže TCP má nulovú stratu v dátach.

Internet Layer

• IP (Internet Protocol) - Dostáva časti správ z Transport Layer. Balí spraví do packetov. Adresuje packety na doručovanie medzi koncovými zariadeniami.
• NAT (Network Address Translation) - Prekladá IP adresy zo súkromnej siete(napríklad 192.168.1.10, všimni si že podobnú adresu máš aj ty doma na PC) do globálnej siete, kde sú IP adresy jedinečné.
• ICMP (Internet COntrol MEssage Protocol) - Poskytuje odozvu ohľadom chýb v dodávke packetov zdrojovému zariadeniu(zariadenie ktoré odoslalo správy, cieľovému zariadeniu) z cieľového zariadenia./li>
• OSPF (Open Shortest Path First) - Smerovací protokol, používaný na routroch.
• EIGRP (Enhanced Interior Gateway Routing Protocol ) - Vlastní ho spoločnosť Cisco, používa sa na routroch. Je založený, na rýchlosti, oneskorení správ, zaťažení a spoľahlivosti danej linky. Vďaka týmto parametrom zvolí najvhodnejšiu cestu pre packet, ktorý sa má odoslať po sieti.

Network Access Layer

• ARP (Address Resolution Protocol) - Poskytuje dynamické mapovanie adries medzi IP adresou a hardvérovou adresou.
• PPP (Point-top-Point Protocol) - Umožňuje zapuzdrovanie(encapsulating) packetov na prenos cez sériové pripojenie.
• Ethernet - Určuje pravidlá a štandardy pre zapájanie zariadení pre prístup zariadení do siete.
• Interface Drivers - Poskytuje inštrukcie zariadeniu na riadenie špecifického interface-u (rozhrania) na sieťovom zariadení.

---

TCP/IP - Komunikačný proces

Na základe 2 krátkych ukážkových videí a textového popisu si ukážeme ako môže vyzerať komunikačný proces za pomoci TCP/IP. V príklade použijeme webový server a webového klienta.

• Pomoc pri navrhovaní protokolov, pretože protokoly, ktoré fungujú v konkrétnej vrstve, majú definované informácie, na ktoré pôsobia, a definované rozhrania k vrstvám nad a pod nimi.
• Protokoly od rôznych spoločností, ktoré ich vyvíjajú môžu navzájom spolupracovať
• Zabráneni sa tomu, aby zmeny technológie, v jednej vrstve ovplyvnili ďalšie vrstvy nad a pod.
• Poskytovanie spoločného jazyka na opis funkcií a využitie sietí.

Ako je znázornené na obrázku, model TCP / IP a model OSI (Open Systems Interconnection) sú primárnymi modelmi používanými pri riešení funkčnosti siete. Každý z nich predstavuje základný typ vrstiev sieťových modelov:

• Protokolový model - Tento typ modelu zodpovedá štruktúre konkrétneho súboru protokolov. Model TCP / IP je protokolovým modelom, pretože popisuje funkcie, ktoré sa vyskytujú v každej vrstve protokolov v rámci balíka TCP / IP. Ako referenčný model sa používa aj protokol TCP / IP.
• Referenčný model - Tento typ modelu poskytuje dôslednosť vo všetkých typoch sieťových protokolov a služieb tým, že opisuje, čo sa musí urobiť na konkrétnej vrstve, ale nepredpisuje, ako by sa to malo dosiahnuť. Model OSI je všeobecne známym referenčným modelom pre sieť, ale je tiež protokolovým modelom pre sadu protokolov OSI.

Model OSI a Model TCP/IP

OSI (Open Systems Interconnection Reference Model) je referenčný model prepojenia protokolov.
Je založený na tom, že má jednotlivé vrstvy, ktoré sú opisom štruktúry komunikačných a počítačových sieťových protokolov.

• Aplikačná - Obsahuje protokoly zodpovedné za sieťový proces aplikácii, a toho že si môťu vymienať dáta
• Prezentačná vrstva - Reprezentácia dát a kryptovanie dát
• Session (Relačná vrstva) - Poskytuje služby Prezentačnej vrstve na organizovanie a manažovanie výmeny dát
• Transportná vrstva - Definuje služby na členenie, prenos a opätovné zostavenie údajov pre komunikáciu medzi koncovými zariadeniami
• Sieťová vrstva - Poskytuje služby na výmenu jednotlivých častí údajov v sieti medzi identifikovanými koncovými zariadeniami
• Data Link (Spojová vrstva) - Protokoly tejto vrstvy popisujú spôsoby výmeny dátových rámcov medzi zariadeniami na spoločnom médiu
• Fyzická vrstva - Jej protokoly opisujú mechanické, elektrické, funkčné a procedurálne prostriedky na aktiváciu, udržiavanie a deaktiváciu fyzických spojení na prenos bitov z a do sieťového zariadenia.

TCP/IP Tento model protokolov pre komunikáciu v sieti bol vytvorený začiatkom 70. rokov a niekedy sa označuje ako internetový model.
Definuje 4 kategórie funkcií, ktoré musia existovať, aby bola komunikácia úspešná.

• Application - Prezentuje údaje pre používateľa, plus kóduje a manipuluje s údajmi.
• Transport - Podporuje komunikáciu medzi rôznymi zariadeniami naprieč rôznymi sieťami.
• Internet - Určuje najlepšiu cestu sieťou.
• Network Access - Ovláda hardvérové ​​zariadenia a médiá, ktoré tvoria sieť.

Segmentácia (Členenie) správ

Teoreticky by sa jediná komunikácia, ako napríklad hudobné video alebo e-mailová správa, mohla poslať cez sieť zo zdroja do cieľa ako jeden masívny neprerušovaný tok bitov. Ak sa správy skutočne prenášali týmto spôsobom, znamenalo by to, že žiadne iné zariadenie nebude schopné odosielať alebo prijímať správy v tej istej sieti, kým bude tento prenos údajov prebiehať. Tieto veľké toky údajov by viedli k výrazným oneskoreniam. Ďalej, ak počas prenosu zlyhalo spojenie v prepojenej sieťovej infraštruktúre, celá správa by sa stratila a musí sa odoslať v plnom rozsahu znova.

Lepším spôsobom je rozdelenie údajov na menšie a lepšie zvládnuteľné kúsky, ktoré sa majú odosielať po sieti. Toto rozdelenie toku údajov na menšie časti sa nazýva segmentácia. Segmentovanie správ má dve hlavné výhody:

• Odoslaním menších jednotlivých kusov zo zdroja na miesto určenia je možné do siete vložiť mnoho rôznych konverzácií z rôznych zariaddení, nazýva sa to multiplexing.
• Segmentácia môže zvýšiť efektívnosť sieťových komunikácií. Ak sa časť správy nedostane na miesto určenia z dôvodu zlyhania siete alebo preťaženia siete, je potrebné znova zaslať iba chýbajúce časti.

Výzvou pri použití segmentácie a multiplexing-u na prenos správ v sieti je zložitosť, ktorá sa do procesu pridáva. Predstav si, že by si musel poslať 100stránkový list, ale každá obálka by mala len jednu stranu. Proces adresovania, označovania, odoslania, prijatia a otvorenia všetkých 100 obálok by bol časovonáročný pre odosielateľa aj príjemcu.

Dátové jednotky protokolu (Encapsulation)

Encapsulation(Zapuzdrenie) je proces, pri ktorom sa vloží protokolová dátova jednotka (Protocol Data Unit - PDU) vyššej vrstvy do prokolovej jednotky nižšiej vrstvy, čož umožňuje aby vyššia vrstva mohla používať služby nižšej vrstvy v protokolovom zásobníku a zároveň, aby data vyššej vrstvy mohli byť presunuté sieťou k druhému zariadeniu
Forma, ktorú má časť údajov v akejkoľvek vrstve, sa nazýva jednotka dát protokolu (PDU). Počas zapuzdrenia každá nasledujúca vrstva zapuzdruje PDU, ktoré prijíma z vyššie uvedenej vrstvy v súlade s použitým protokolom. V každej fáze procesu má PDU iný názov, ktorý odráža jeho nové funkcie.



Encapsulation (Príklad)

Pri odosielaní správ v sieti proces zapuzdrenia funguje zhora nadol. V každej vrstve sa informácia o hornej vrstve považuje za dáta v zapuzdrenom protokole. Napríklad segment TCP sa považuje za údaje v pakete IP.

De-Encapsulation (odpuzdrenie)

Tento proces je na prijímajúcom hostiteľovi zvrátený a je známy ako dekapsulácia. De-zapuzdrenie je proces používaný prijímacím zariadením na odstránenie jednej alebo viacerých záhlaví protokolu. Dáta sa enkapsulovať, keď sa posúvajú po stohu smerom k aplikácii koncového používateľa.