Test

jednotlivé body odpovídají otázkám

• porovnání metody přepojování paketů a přepojování okruhů
  • přepojování okruhů – všechna data jdou jednou cestou
    • rychlejší, plynulejší, ale při výpadku uzlu se spojení rozpadne
  • přepojování packetů – data se rozdělí na packety, každý může jít jinou cestou; výpadek uzlu není fatální
• typy aplikací/protokolů a jejich přenosové parametry (požadavky)
  • multimediální aplikace – je důležité pravidelné doručování (nízký jitter), naopak ztrátovost nebo vyšší zpoždění (latence) až tak nevadí
  • telefonní hovory – nízké zpoždění
  • web, e-mail – nízká ztrátovost dat (latence ani jitter nevadí)
• přenosové parametry počítačové sítě
  • zpoždění (latence, delay) – doba mezi odesláním a doručením
  • pravidelnost doručování (jitter, rozptyl zpoždění)
  • ztrátovost dat – jak často dochází k nedoručení packetu
  • šířka pásma (bandwidth, „rychlost“) – množství dat, která lze zakódovat a přenášet pomocí fyzických signálů
• WAN
  • rozlehlá síť (wide area network)
  • mnoho vlastníků, distribuované řízení
  • přenos dat na větší vzdálenosti
  • dělí se na tři vrstvy – Tier 1 (páteřní operátoři), Tier 2 (regionální/národní operátoři), Tier 3 (operátoři, kteří připojují koncové zákazníky)
• LAN
  • lokální síť (local area network)
  • jednotné vlastnictví a řízení
  • sdílení prostředků (tiskáren, souborů)
  • přenos dat na menší vzdálenosti
  • dělí se na tři vrstvy – core (router připojený na ISP), distribuční (switche) a access vrstvu (koncová zařízení)
• Diffie-Hellmanův algoritmus
  • způsob výměny informací mezi dvěma partnery posílanými nezabezpečeným kanálem tak, aby oba získali sdílenou tajnou informaci (např. symetrický šifrovací klíč)
  • základ řady protokolů založených na symetrické kryptografii
  • je založen na umocňování, prvočíslech a operaci modulo (jednocestná funkce)
• Dijkstrův algoritmus
  • nalezení nejkratší cesty v grafu
  • je používán routovacím protokolem OSPF (Open Shortest Path First)
  • při přidání hrany/vrcholu je nutné přepočítat
  • RIP (Routing Information Protocol) ho nepoužívá – nejkratší cestu hledá pomocí Bellman-Fordova algoritmu
• šifrování elektronické pošty
  • zpráva se zašifruje symetricky pomocí náhodně vygenerovaného klíče
  • tento symetrický klíč se asymetricky zašifruje veřejným klíčem příjemce
  • symetricky šifrovaná zpráva i asymetricky šifrovaný symetrický klíč se odešlou příjemci
  • příjemce dešifruje symetrický klíč pomocí svého soukromého klíče
  • následně symetrickým klíčem dešifruje text zprávy
• elektronický podpis
  • odesílatel vypočte hash podepisovaného textu (pomocí určité hashovací funkce)
  • tento hash asymetricky zašifruje svým soukromým klíčem
  • zašifrovaný hash společně s parametry použité hashovací funkce je připojen k textu jako elektronický podpis
  • příjemce sám vypočte hash textu
  • pomocí veřejného klíče odesílatele dešifruje zaslaný hash
  • tyto dva hashe porovná
• symetrické a asymetrické šifrování
  • symetrické šifrování
    • pro šifrování a dešifrování se používá stejný klíč
    • příklady: DES, Blowfish, AES, RC4
    • výhoda: rychlé, vhodné na velká data
    • nevýhoda: je nutné bezpečně předat klíč
  • asymetrické šifrování
    • používá se pár klíčů (veřejný a soukromý)
    • matematický základ – jednocestné funkce (násobení vs. rozklad na prvočinitele, operace modulo)
    • příklady: RSA, DSA, ECDSA
    • výhoda: odpadá problém předání klíče
    • nevýhoda: pomalé, lze šifrovat jen malá data
    • zásadní problém: je třeba ověřit autenticitu veřejného klíče
• vlastnosti kryptografické hashovací funkce
  • malá změna textu musí způsobit velkou změnu hashe
  • jednocestnost (text z hashe nelze odvodit)
  • nelze jednoduše najít jiný text se stejným hashem
• klíče a certifikáty
  • certifikát je klíč doplněný o identifikaci vlastníka a podepsaný vydavatelem (např. certifikační autoritou – CA)
  • abychom mohli důvěřovat certifikátu (autenticitě klíče), musíme důvěřovat alespoň jedné CA v řetězci důvěry (každá CA má svůj certifikát podepsaný další CA – ta je typicky známější/důvěryhodnější)
• SSL, TLS
  • Secure Socket Layer – Transport Layer Security
  • mezivrstva mezi transportní a aplikační vrstvou umožňující autentizaci a šifrování
  • využívá ji řada protokolů (např. HTTPS)
  • server na základě požadavku klienta pošle svůj certifikát, klient a server se následně dohodnou na šifrovacím klíči
• vrstevnatá struktura sítí
  • výhody vrstevnatosti: snazší dekompozice a popis dílčích problémů, snadná změna technologie, úspora zdrojů díky spolupráci vrstev
  • síťový (referenční) model – určuje počet a strukturu vrstev, rozdělení práce mezi vrstvy; např. ISO/OSI
  • síťová architektura – síťový model + komunikační technologie + služby a protokoly; např. TCP/IP
• vertikální spolupráce vrstev
  • každá vrstva má na starost něco jiného
  • vrstvy si postupně předávají data a řídicí informace (na straně odesílatele v jednom směru, na straně příjemce v druhém)
  • encapsulation – řídicí informace pro jednotlivé vrstvy jsou zabaleny uvnitř dat
• funkce protokolu
  • protokol = sada pravidel správného chování (konvence/standard elektronické komunikace)
  • protokol definuje průběh dialogu na obou stranách, formát zpráv, typy zpráv, sémantiku zpráv a informačních polí, interakci s dalšími vrstvami
• segmentace, fragmentace, multiplexing a zapouzdření
  • segmentace – rozdělení dat do menších bloků na transportní vrstvě
  • fragmentace – rozdělení packetu na síťově vrstvě, aby velikost (délka) odpovídala požadavkům (MTU – maximum transmission unit) linkové vrstvy
  • multiplexing – několik komunikačních kanálů v jedné vrstvě používá stejný kanál v podřízené vrstvě
  • zapouzdření – každá vrstva data nějak zpracuje a přidá před ně hlavičku s informacemi o tom, jak byla zpracována (a výsledek předá dál)
• Jak budou vypadat zdrojové a cílové IP a MAC adresy paketu poslaného z notebooku na server na trase mezi routerem A a B?
  • zdrojová IP – notebook (pokud dochází k překladu adres, tak jde o adresu routeru A s vyhrazeným portem)
  • zdrojová MAC – router A
  • cílová IP – server
  • cílová MAC – router B
• Jak budou vypadat zdrojové a cílové IP a MAC adresy paketu poslaného jako odpověď serveru na požadavek z notebooku při průchodu podsítí označenou III?
  • záleží na konkrétním příkladu, ale pravděpodobně nějak takto:
  • zdrojová IP – server
  • zdrojová MAC – nejbližší zdrojové zařízení v dané podsíti
  • cílová IP – notebook (pokud na cestě dochází k překladu adres, tak adresa jde o adresu routeru)
  • cílová MAC – nejbližší cílové zařízení v dané podsíti
• peer-to-peer (P2P) a klient-server aplikační modely
  • model klient-server
    • klient zná pevnou adresu serveru
    • klient navazuje komunikaci, zadává požadavky
    • server obvykle obsluhuje více klientů
    • download = tok dat ve směru server → klient
    • upload = tok dat ve směru klient → server
    • např. DNS, WWW, SMTP
  • model peer-to-peer
    • partneři neznají pevné adresy „zdroje dat“
    • nejsou vyhraněné role – každý je zároveň klientem i serverem
    • např. Napster, Gnutella, BitTorrent
• URI
  • uniform resource identifier – původně nadřazené pojmům URL a URN, dnes však v podstatě zaměnitelné s pojmem URL
  • části URL
    • schéma – následované dvojtečkou (často se shoduje s názvem protokolu)
    • autorita – někdy prefixovaná dvojicí lomítek
      • jméno:heslo@adresa:port
    • cesta?dotaz#fragment
• doménová jména
  • domény nejvyšší úrovně (TLD) spravuje ICANN – příklady: arpa, com, org, edu, net, info, cz, eu
  • doménu cz spravuje CZ.NIC, doména nemá strukturu kategorií, nepodporuje lokalizovaná jména
  • domény druhé úrovně (tedy vytváření domén třetí úrovně) spravují jejich majitelé
• Jaký krok následuje poté, co www server připraví text stránky, rozdělí ho a naformátuje do TCP segmentů?
  • předá data softwaru síťové vrstvy k odeslání
  • síťová vrstva vezme segment, přidá své záhlaví se zdrojovou a cílovou IP adresou a číslem protokolu transportní vrstvy a vytvoří packet
  • poté zkontroluje cílovou adresu, zda lze packet doručit přímo, nebo je třeba použít next-hop router
  • packet je následně předán softwaru linkové vrstvy
• Jaký krok následuje poté, co www klient zjistí adresu cílového serveru a připraví paket v protokolu IP k odeslání?
  • předá ho softwaru linkové vrstvy, ten přidá své záhlaví s cílovou a zdrojovou MAC adresou a číslem protokolu síťové vrstvy
  • PDU (protocol data unit) linkové vrstvy navíc obsahuje zápatí s FCS (frame check sequence) – to je „kontrolní součet“ obsahu rámce
• Jaký krok následuje poté, co počítač, na kterém běží www server, přečte ethernetový rámec od síťové karty?
  • linková vrstva přepočítá FCS a ověří, zda odpovídá zaslané hodnotě
  • dále zkontroluje MAC adresu
  • data předá síťové vrstvě – ta zkontroluje IP adresu a předá segment transportní vrstvě
• úkoly aplikační vrstvy v TCP/IP modelu
  • spojuje funkce OSI 5, 6, 7 – určuje pravidla komunikace mezi klientem a serverem, stav dialogu a interpretaci dat
• činnosti protokolů transportní vrstvy
  • transportní vrstva zodpovídá za end-to-end přenos dat
  • zprostředkovává služby sítě aplikačním protokolům
  • umožňuje provozování více aplikací (klientů a serverů) na stejném uzlu sítě
  • volitelně (funkce TCP)
    • zabezpečuje spolehlivost přenosu dat
    • segmentuje data pro snazší přenos a opětovně je skládá ve správném pořadí
    • řídí tok dat
• úkoly síťové vrstvy v TCP/IP modelu
  • přenos dat předaných transportní vrstvou od zdroje k cíli
  • adresace – protokol síťové vrstvy definuje tvar adres
  • routing (směrování) – vyhledání nejvhodnější cesty k cílovému počítači
  • forwarding (přeposílání) – předání dat ze vstupního síťového rozhraní na výstupní
  • encapsulation (zapouzdření) – zabalení dat k odeslání, předání linkové vrstvě
  • decapsulation – vybalení dat a předání transportní vrstvě
• Jaké je správné pořadí vrstev OSI modelu od nejvyšší po nejnižší?
  • 7 aplikační, 6 prezentační, 5 relační, 4 transportní, 3 síťová, 2 linková, 1 fyzická
• program ping
  • základní prostředek pro diagnostiku sítě
  • slouží k testování dostupnosti vzdáleného uzlu sítě
  • používá zprávy ICMP Echo a ICMP Echo reply
• Co můžeme usoudit, pokud zavoláme program ping na adresu 127.0.0.1 s výsledkem: 4 packets transmitted, 0 packets received, 100.0% packet loss
  • na našem počítači je špatně konfigurovaný software síťové vrstvy
• Uživateli nejde zobrazit WWW stránka. Při použití IP adresy v URL se stránka správně zobrazí. Který protokol je zodpovědný za chybu?
  • DNS
• Uživatel přesunul počítač do jiné podsítě v síti bez VLSM (Variable Length Subnet Mask) a Proxy ARP. Které z následujících nastavení bude muset zcela jistě změnit?
  • asi nic?
• Jakým způsobem se v aplikačních protokolech TCP/IP řeší zápis textových řádek?
  • pomocí ASCII, na konce řádků se používají znaky CR, LF
• Jakým způsobem se v aplikačních protokolech TCP/IP obvykle řeší binární zápis celých čísel?
  • bajty se obvykle posílají v big endian pořadí
• protokoly transportní vrstvy v TCP/IP
  • TCP, UDP
  • dále SCTP, DCCP, MPTCP
• protokoly aplikační vrstvy TCP/IP
  • FTP, HTTP, SMTP
  • DNS, SIP
  • NFS, XDR, RPC
• protokoly aplikační vrstvy TCP/IP
  • FTP, HTTP, SMTP
  • DNS, SIP
  • NFS, XDR, RPC
  • Telnet, SSH
• Co označuje zkratka STP?
  • kabel s kovovým stíněním – tedy stíněná kroucená dvojlinka (shilded twisted pair)
  • spanning tree protocol – distribuovaná verze algoritmu na hledání kostry v grafu sítě, zabraňuje zacyklení přeposílání rámců
• činnosti aplikačních protokolů
  • SIP – internetová telefonie
  • NFS – přístup k souborům
  • XDR – serializace dat
  • RPC – vzdálené volání procedur
  • Telnet – vzdálený terminál
  • SSH – vzdálený zabezpečený terminál
  • další jsou poměrně známé
• Který aplikační protokol se používá k přenosu souborů?
  • FTP
• Který aplikační protokol (resp. sada protokolů) se používá pro VoIP?
  • H.323, SIP
• Který aplikační protokol se používá pro elektronickou poštu?
  • SMTP, POP3, IMAP
• Který aplikační protokol se používá pro sdílení systému souborů?
  • NFS, SMB
• Který aplikační protokol se používá pro zjišťování IP adres odpovídajících jménům strojů?
  • DNS
• RFC
  • request for comments
  • prostředek standardizace internetu
  • je volně šiřitelné
  • různý charakter – standardy, informace, návody
  • zdaleka ne všichni RFC dodržují
• DNS
  • domain name system
  • klient-server aplikace pro překlad jmen na adresy a naopak
  • binární protokol nad UDP i TCP (běžné dotazy se vyřizují pomocí UDP)
  • jednotkou dat je záznam
• Jak je obvykle implementována služba operačního systému „zjisti IP adresu pro dané doménové jméno“?
  • klient postupně posílá dotazy na servery, které má ve své konfiguraci
  • přičemž postupně zvyšuje timeout požadavků, dokud odpověď nedostane
• bezpečnostní aspekty protokolu DNS
  • není snadné dostat se ke znění dotazu, aby bylo možné podvrhnout odpověď
  • cache poisoning útok – do korektní odpovědi útočník do sekce authority a additional přidá falešné údaje o jiné doméně
  • podpisy zabezpečené DNS – DNSSEC, podepisování záznamů
  • server posílá různé příznaky (flags), jedním z nich je Authoritative, který určuje, že je odpověď (sekce ANSWER) autoritativní
• nameservery
  • vyřizují DNS požadavky na domény
  • ke každé doméně je přiřazen alespoň jeden nameserver
  • primární NS spravuje záznamy o doméně, sekundární stahují a uchovávají kopii dat o doméně, caching-only NS udržuje výsledky již vyřešených (a případně nevyřešených) dotazů po dobu jejich platnosti
• Jakou TLD (Top Level Domain) najdeme v následujícím URI? ftp://sunsite.mff.cuni.cz/Network/RFCs/rfc-index.txt
  • cz
• používání poštovních protokolů
  • SMTP – odesílání
  • POP, IMAP – čtení
• role jednotlivých komponent v přenosu elektronické pošty
  • na začátku poštu převezme SMTP server v lokální síti (mail-forwarder)
  • během přenosu si poštu předá několik mail transfer agentů (MTA)
  • nakonec se pošta předá mail exchangeru podle MX záznamu domény
• SMTP protokol
  • slouží k odesílání pošty
  • nemá obecně povinnou autentikaci, takže může být problém se vzdáleným odesláním
• rozšíření protokolu SMTP pro přenos souborů a diakritiky
  • původně UUENCODE
  • později MIME – tělo dokumentu je strukturované, dvě základní metody kódování (Base64 a Quoted-Printable)
• hlavičky, které se dle RFC 822 vyskytují v dopisech
  • date, from, sender, reply-to, to, cc, bcc, message-id, subject, received
• příkazy SMTP protokolu podle RFC 821
  • MAIL FROM, RCP TO, DATA, QUIT
• bezpečnostní aspekty poštovních protokolů
  • běžný server by měl posílat maily lokálních uživatelů komukoliv, ostatní maily pouze lokálním uživatelům
  • při prvotním vložením mailu do systému může server požadovat autentizaci pomocí ESMTP příkazu AUTH
  • klient může pomocí ESMTP příkazu STARTTLS požádat o zahájení SSL/TLS spojení
  • dopis je otevřená listovní zásilka – řešením je šifrování
• autenticita původu dopisu
  • odesílatel není nikdy jistý
  • podobně nelze spoléhat na obsah či hlavičku dopisu
• Jak označujeme protokol, kterým se přenášejí webové stránky?
  • HTTP (Hypertext Transfer Protocol)
• Co označuje zkratka HTML?
  • Hypertext Markup Language – hypertextový značkovací jazyk
• povaha HTTP protokolu
  • port 80 (HTTPS 443), typicky TCP
  • formát – úvodní řádek, doplňující hlavičky, tělo dokumentu
  • odpovědí na jeden požadavek je obvykle jeden dokument
  • po jednom spojení může jít více požadavků
  • požadavky jsou nezávislé, komunikace je bezestavová, stav je nutno přenášet jako dodatečná data (cookies)
• cookies
  • data, která vygeneruje server na základě informací od uživatele a pošle je klientovi při odpovědi ve formě hlaviček Set-Cookie
  • prohlížeč si data uloží a posílá je posléze ve formě hlavičky Cookie při každém dalším požadavku na stejný server
  • cookies umožňují sledování uživatelů napříč weby (při používání reklamních systémů apod.)
• Jakým způsobem klient obvykle předává serveru data vyplněná uživatelem do ovládacích prvků dialogu?
  • v těle POST požadavku nebo v URL při GET požadavku
• metody HTTP protokolu
  • GET, HEAD, POST, PUT, DELETE, CONNECT
• jak může být web dynamický
  • na klientovi – pomocí JavaScriptu (a dalších frontendových technologií)
  • na serveru – pomocí PHP nebo jiných server-side jazyků
• dynamické webové stránky
  • na klientovi – pomocí JavaScriptu (a dalších frontendových technologií)
  • na serveru – pomocí PHP nebo jiných server-side jazyků
• problematika vzdáleného přihlášení pomocí protokolů Telnet a SSH
  • Telnet
    • telecommunication network
    • uživatel má k dispozici síťový virtuální terminál (NVT), protokol přenáší oběma směry znaky a příkazy pro řízení NVT
    • slabiny: nerozlišuje příkaz a odpověď, otevřený přenos dat
  • SSH
    • secure shell
    • slouží ke vzdálenému přihlášení a přenosům souborů, je zabezpečený
• bezpečnost přístupu přes SSH
  • klient ověřuje server – na základě kontroly klíče nebo certifikátu
  • server ověřuje uživatele – pomocí hesla / pomocí výzev a odpovědí (OTP) / pomocí veřejného klíče
  • strategie používání klíčů
    • důkladně ověřovat klíč serveru, dát pozor při změně
    • na méně důležité cíle je možné i bez hesla, ale rozhodně nikoliv recipročně (A→B i B→A)
• Co označuje pojem VoIP (Voice over IP)?
  • technologie pro přenos hlasu po IP
  • H.323, SIP, Skype, …
• Co označuje pojem SIP (Session Initiation Protocol)?
  • VoIP protokol zajišťující pouze signalizaci související s telefonováním
• DHCP
  • Dynamic Host Configuration Protocol
  • automaticky přiřadí klientovi jeho IP adresu (a zašle další informace o síti)
  • umožňuje statickou i dynamickou alokaci adres
  • časově omezený pronájem adresy
  • v síti může pracovat více serverů
  • funguje přes UDP
• synchronizace hodin na počítačích v síti
  • Network Time Protocol
  • klient kontaktuje NTP servery uvedené v konfiguraci
  • obvykle je v lokální síti jeden nebo více NTP serverů – ty se synchronizují proti NTP serveru, který poskytuje ISP
• Proč se synchronizují hodiny na počítačích v síti?
  • aby si časové značky (timestamps) souborů v síti odpovídaly
  • aby se daly porovnat časy událostí (co se stalo dřív)
• povaha FTP protokolu
  • File Transfer Protocol – jeden z nejstarších protokolů
  • umožňuje přenos souborů pomocí aktivního (problematické z bezpečnostního hlediska) nebo pasivního spojení
  • porty 21 (příkazy) a 20 (přenos dat), je nešifrovaný
• bezpečnostní problémy FTP
  • otevřený přenos hesla i dalších dat
  • aktivní datové spojení navazuje server – to může představovat jisté riziko
• TCP
  • Transmission Control Protocol
  • používá se pro spojované služby
  • klient naváže spojení, data tečou ve formě proudu (streamu)
  • spojení (relaci) řídí a zabezpečuje TCP, nikoliv aplikace
  • TCP je komplikované, má velkou režii
  • doručování může být méně pravidelné, ale je bezeztrátové
• Jaké postupy používá TCP, aby zajistilo spolehlivost přenosu?
  • potvrzuje doručení packetů – v případě selhání odesílá znova
• Který parametr datového přenosu určuje, jaký rozsah dat může stanice poslat, aniž musí čekat na potvrzení protistrany?
  • velikost okna (TCP hlavička window)
• Co usoudíme z následujícího popisu paketu v programu tcpdump?
  • viz strana 149 (slide 121)
• Co usoudíme z (kompletního) výpisu programu netstat -an?
  • zjistíme, jaká spojení jsou momentálně na našem počítači otevřená
• Jakou informaci obvykle volí dynamicky klient, jenž se chystá navázat spojení na server?
  • Sequence number (někdy případně číslo portu)
• Jakou informaci najdeme v záhlaví TCP i UDP?
  • Source Port, Destination Port, Checksum
• TCP, UDP
  • Transmission Control Protocol
    • používá se pro spojované služby
    • klient naváže spojení, data tečou ve formě proudu (streamu)
    • spojení (relaci) řídí a zabezpečuje TCP, nikoliv aplikace
    • TCP je komplikované, má velkou režii
    • doručování může být méně pravidelné, ale je bezeztrátové
  • User Datagram Protocol
    • používá se pro nespojované služby
    • neexistuje spojení, data se posílají jako nezávislé zprávy
    • UDP je jednoduché, relaci musí řídit aplikace
    • pravidelný tok (za cenu vyšší ztrátovosti)
• Pokud TCP pakety dorazí v nesprávném pořadí, co se stane?
  • záleží na nastavení TCP softwaru – typické je, že se pošle ACK pro poslední packet, který přišel ve správném pořadí, což způsobí opětovné zaslání chybných packetů (nebo je taky možné packety seřadit podle sequence number)
• Pokud UDP pakety nedorazí ve správném pořadí, co se stane?
  • případný problém musí řešit aplikace samotná (respektive její programátor)
• Pokud www prohlížeč pošle dotaz na www server na standardním portu, jaký port může obsahovat odpověď jako zdrojový?
  • 80, případně 443
• Pokud FTP klient pošle příkaz na FTP server na standardním portu, jaký port může obsahovat odpověď jako zdrojový?
  • 21, případně 20
• Co se odehrává během three-way handshake?
  • připojování klienta na server pomocí TCP
  • synchronizace Sequence number
  • klient – – – – – – – – – – – – – – – – – server
    • SYN ~ Seq# c ~ Ack# 0 ⇒
    • ⇐ SYN, ACK ~ Seq# s ~ Ack# c+1
    • ACK ~ Seq# c+1 ~ Ack# s+1 ⇒
• Co se stane, když jeden z partnerů pošle TCP paket s FIN příznakem?
  • dojde k uzavření spojení – druhá strana odpoví ACK a následně také pošle FIN (na něj opět dostane odpověď ACK)
• Se kterou vrstvou TCP/IP je svázán pojem port?
  • s transportní vrstvou (OSI 4)
• K čemu se používají porty v OSI 4?
  • k rozlišení komunikačních kanálů – každá aplikace používá jiný port (i když na serveru používá stejnou službu)
• funkce síťové vrstvy
  • přenos dat předaných transportní vrstvou od zdroje k cíli
  • adresace – protokol síťové vrstvy definuje tvar adres
  • routing (směrování) – vyhledání nejvhodnější cesty k cílovému počítači
  • forwarding (přeposílání) – předání dat ze vstupního síťového rozhraní na výstupní
  • encapsulation (zapouzdření) – zabalení dat k odeslání, předání linkové vrstvě
  • decapsulation – vybalení dat a předání transportní vrstvě
• Jaká informace se přidává do paketu během zapouzdření na síťové vrstvě?
  • IP adresa zdroje a cíle, číslo protokolu transportní vrstvy
• Jaký protokol poskytuje na síťové vrstvě službu spolehlivého přenosu dat?
  • žádný
• Jaký protokol poskytuje na síťové vrstvě službu nespolehlivého přenosu dat?
  • IP
• přidělování IP adres
  • centrální: IANA (Internet Assigned Numbers Authority) – řízená organizací ICANN
  • regiony: RIR (regional Internet registry) – je jich pět, v našem regionu je to RIPE NCC
  • dále ISP různých úrovní, v lokální síti adrey přiděluje lokální správa sítě
• jak počítač může zjistit IP adresu, kterou smí používat
  • BOOTP, DHCP, link local adresy, administrátorem přidělena manuálně
• autonomních systém (AS)
  • blok sítí se společnou routovací politikou
  • zjednodušují routování na globální úrovni
  • uvnitř se používají interní routovací protokoly (IGP)
  • mezi AS se routuje pomocí externích routovacích protokolů (EGP) – nejznámějším z nich je Border Gateway Protocol (BGP)
• Kolik bitů má IPv6 adresa?
  • 16 bytů, tedy 128 bitů
• protokoly pracující s IP adresami
  • IP, ARP, DNS, FTP, …
• Která vrstva OSI pracuje s IP adresami?
  • síťová (OSI 3)
• Jak odesilatel zprávy zjistí, jaká část cílové IP adresy přísluší síti a jaká počítači?
  • podle masky (číslo za lomítkem určuje zleva počet bitů, které přísluší síti)
• Jaká IPv4 adresa má v části pro počítač samé jedničky?
  • network broadcast – určený všem počítačům v dané síti
• typy IP adres
  • speciální IPv4 adresy
    • this host 0.0.0.0/8 – dokud počítači není přiřazená adresa
    • loopback 127.0.0.1/8 – adresa lokálního počítače
    • adresa sítě = adresa sítě + samé nuly
    • network broadcast = adresa sítě + samé jedničky
    • limited broadcast 255.255.255.255 – všem v této síti, nesmí opustit síť
    • privátní adresy – pro provoz v lokální síti, přiděluje správce, nesmí opustit síť
    • link-local adresy – pouze pro spojení v rámci segmentu sítě, uzel si ji sám volí
  • druhy IPv6 adres
    • unicastová
      • adresa jednoho uzlu
      • zvláštní adresy – loopback, link-scope (obdoba link-local), unique-local (obdoba privátních adres)
    • multicastová – adresa skupiny uzlů (rozhraní)
    • anycastová – unicastová adresa přidělená více uzlům
    • chybějí broadcastové adresy
• klasifikace IP adres pomocí implicitních síťových masek
  • třída ~ začátek 1. bytu ~ číselná hodnota 1. bytu
  • A ~ 0 ~ 1–126
  • B ~ 10 ~ 128–191
  • C ~ 110 ~ 192–223
  • D ~ 1110 ~ 224–239
  • E ~ 1111 ~ 240–255
• Kolik a jak rozsáhlých podsítí je třeba na pokrytí sítě s následujícími požadavky na počty připojených počítačů za použití VLSM (Variable Length Subnet Mask)?
  • záleží na konkrétním zadání
  • maska 28 bitů: maximálně 14 počítačů
  • maska 27 bitů: maximálně 30 počítačů
  • maska 26 bitů: víc než 30 počítačů (maximálně 62)
  • síť můžu pomocí masky 27 bitů rozdělit na 6 subnetů (každá „podsíť“ o kapacitě 30 počítačů) – pokud mi to někde nestačí, můžu rozložení změnit na 27, 27, 27, 26, 26, 28 (nebo i jinak, ale musí to početně vycházet)
• Která z následujících kombinací představuje minimální síť pokrývající tyto unicastové adresy: 10.1.1.106, 10.1.1.111, 10.1.1.119?
  • viz příklad výše (s VLSM)
• Která následujících adres představuje korektní adresu počítače?
  • těžko říct, asi by to neměla být žádná „speciální adresa“
• Defaultní router pro nějakou síť má adresu 172.31.219.33/27. Které z následujících nastavení může být v této síti správnou adresou počítače?
  • neměla by to být speciální adresa a měla by odpovídat masce 27 bitů
• Který záznam může být platným záznamem ve směrovací tabulce routeru B z následujícího obrázku?
  • to snad vyplyne z obrázku
  • default záznam ukazuje směrem ven (typicky na router blíž WAN)
  • ostatní záznamy ukazují vždy na next-hop router (gateway), přes který se dá dostat do konkrétní sítě
• Který záznam může být platným záznamem ve směrovací tabulce routeru A z následujícího obrázku?
  • to snad vyplyne z obrázku
  • default záznam ukazuje směrem ven (typicky na router blíž WAN)
  • ostatní záznamy ukazují vždy na next-hop router (gateway), přes který se dá dostat do konkrétní sítě
• směrování
  • síťový software hledá pro cestu packetu další směrovač (next-hop router)
  • používá přitom směrovací tabulku, jejíž obsah má pod kontrolou operační systém
  • ve směrovací tabulce jsou uloženy dvojice destination – gateway, přičemž destination obsahuje IP adresu sítě (i s maskou) a gateway adresu next-hop routeru
• princip směrovacího algoritmu
  • ve směrovací tabulce se vyhledají všechny záznamy, které se shodují s cílem packetu
  • pokud nebyl žádný záznam nalezen (z čehož vyplývá, že tabulka neobsahuje default), je packet zahozen
  • jinak se vybere ten nejspeciálnější (ten s nejširší maskou)
  • default se použije pouze v případě, kdy tabulka neobsahuje jiný vhodný záznam
• Jaké kroky musí udělat klientský počítač, aby správně odeslal paket v případě, že cílový server není ve stejné síti?
  • ve směrovací tabulce se vyhledají všechny záznamy, které se shodují s cílem packetu
  • pokud nebyl žádný záznam nalezen (z čehož vyplývá, že tabulka neobsahuje default), je packet zahozen
  • jinak se vybere ten nejspeciálnější (ten s nejširší maskou)
  • default se použije pouze v případě, kdy tabulka neobsahuje jiný vhodný záznam
• činnost routeru
  • router je uzel propojující různé sítě, je vstupním bodem do celé sítě a je připojen k jinému routeru na straně ISP
  • router přeposílá packety směrem k jejich cíli
• metody řízení směrovacích tabulek
  • statické řízení – cesty se nastavují při startu podle konfigurace
    • nevýhody: nepružné při změnách, problémy se subnettingem, nesnadné zálohování spojení
    • výhody: méně citlivé na problémy v síti, dostupné i ve zcela heterogenním prostředí
    • vhodné pro jednodušší, stabilní sítě
    • směrovací tabulky lze upravovat ze strany routeru pomocí ICMP Redirect (ale má to své nevýhody)
  • dynamické řízení – routery si navzájem vyměňují informace o síti pomocí routovacího protokolu, stanice se jím mohou řídit také, ale v režimu read-only
    • výhody: jednoduché změny konfigurace, síť se dokáže sama „opravovat“, směrovací tabulky se udržují automaticky
    • nevýhody: citlivější na problémy a útoky, na počítači musí běžet program obsluhující protokol (routed, gated, BIRD; pro lokální sítě RIP, OSPF)
• distance-vector routovací protokoly
  • uzel má u záznamů ve směrovací tabulce i „vzdálenosti“
  • svou tabulku periodicky posílá sousedům, ti si upraví svoji tabulku a v dalším taktu ji posílají dál
  • výhody: jednoduché, snadno implementovatelné
  • nevýhody: pomalá reakce na chyby, metrika špatně zohledňuje vlastnosti linek (rychlost, spolehlivost, cenu), omezený rozsah sítě, chyba u jednoho routeru ovlivní celou síť
  • příklad: RIP (Routing Information Protocol)
• link-state routovací protokoly
  • každý router zná „mapu“ celé sítě, routery si navzájem sdělují stav svých linek a podle toho si každý modifikuje svoji mapu sítě
  • výhody: pružná reakce na změny, chyba neovlivní ostatní, síť je možné rozdělit, výměna dat pouze při změnách
  • nevýhody: náročnější výpočet, při startu a na nestabilních sítích může být výměna dat zátěží
  • příklad: OSPF (Open Shortest Path First)
• Jakou informaci z paketu používá každý směrovač pro určení cesty?
  • IP adresu cíle
• Jaké pole IP záhlaví za normálních okolností mění router?
  • TTL (tudíž v IPv4 i kontrolní součet hlavičky)
• sloupce routovací tabulky
  • v prezentaci: Destination, Mask, Gateway
  • ve Windows: Network Destination, Netmask, Gateway, Interface, Metric
• Jakým příkazem můžeme vypsat obsah routovací tabulky?
  • příkazem „netstat -r“ nebo „route print“
• Které pole IP záhlaví brání vzniku nekonečné smyčky při doručování?
  • TTL (Time To Live)
• účel/použití pole IP záhlaví označovaného jako TTL (Time To Live)
  • brání vzniku nekonečné smyčky při doručování
  • neurčuje čas, ale počet hopů, který packet ještě smí učinit
  • při dosažení nuly se původnímu odesílateli vrátí ICMP Time Exceeded
  • využívá ho příkaz traceroute k odhalení chybného směrování
• Pokud má počítač špatně nastaven defaultní router, co nebude moci?
  • nebude moci posílat packety jinam než na místa, která má ve směrovací tabulce
• Jaký účel plní default gateway?
  • pokud cíl není nalezen v routovací tabulce, tak se použije default gateway
• Co se stane, pokud cíl není nalezen v routovací tabulce?
  • použije se default gateway (pokud není nastavená, tak se packet zahodí)
• IP filtrování
  • router na perimetru (intranet/internet) má v konfiguraci uvedeno, jaký provoz je povolen a za jakých podmínek
  • jde o filtrování na transportní vrstvě
  • přísná konfigurace: ven vybrané, dovnitř nic
  • obvyklá konfigurace: ven cokoliv, dovnitř nic
  • pro webové servery apod. se často používá oddělený segment sítě (demilitarizovaná zóna – DMZ)
• překlad adres (NAT)
  • obecný princip, kdy lokální síť používá privátní adresy a ven se představuje veřejnými adresami (nebo jinými privátními)
  • router přiřadí privátní adrese svůj port a následně komunikuje ven pomocí své veřejné adresy a tohoto portu
  • router packety v průběhu přenosu zachytává a překládá u nich veřejné adresy na soukromé a naopak
• proxy server
  • transparentní varianta – není třeba konfigurovat na klientovi
    • router zachytí spojení, uloží požadavek a svým jménem ho odešle na server
    • odpověď přijde zpět na router, ten ji uloží (pro další klienty) a odešle původnímu žadateli
  • netransparentní varianta – je třeba nakonfigurovat, aby se požadavky posílaly proxy-serveru
  • proxy server umožňuje správě sítě kontrolovat činnost klientů a omezit objem provozu
• Které zařízení/prostředek implementuje bezpečnostní politiku lokální sítě vůči internetu?
  • router (směrovač)
• ARP
  • konverze MAC (např. Ethernet) a síťových (např. IP) adres
  • neznámé adresy se zjišťují broadcastovou výzvou
  • výsledky se ukládají do ARP cache
  • unicastová odpověď, nelze ověřit její správnost
  • linková vrstva (OSI 2)
• Počítač na obrázku poslal HTTP request, který dorazil na server. Jaké tvrzení o obsahu ARP tabulek na notebooku, switchi, routeru a serveru je pravdivé?
  • notebook musí mít v ARP tabulce adresu switche, switch adresu routeru a router adresu serveru (a naopak)
• Jaké funkce plní ICMP (Internet Control Message Protocol)?
  • posílání řídících informací pro IP – testování dosažitelnosti, nedostupnost, vypršení TTL, vyhledávání routerů, výzva ke změně záznamu v routovací tabulce, …
• vztah linkové a fyzické vrstvy v OSI a TCP/IP
  • TCP/IP se jimi nezabývá (respektive označuje je jako síťové rozhraní)
  • v OSI se fyzická vrstva stará o doručení framů, tedy packetů obalených informacemi z linkové vrstvy (MAC adresy, číslo protokolu síťové vrstvy, FCS)
• Co označuje termín LLC (Logical Link Control)?
  • je to horní podvrstva linkové vrstvy, která zajišťuje multiplexing (různé protokoly síťové vrstvy mají přístup ke stejnému médiu)
• Co označuje termín MAC (Media Access Control)?
  • je to spodní podvrstva linkové vrstvy, která má na starosti adresaci a řízení přístupu jednotlivých uzlů k fyzickému médiu
• deterministický a nedeterministický přístup k médiu
  • deterministický přístup – je určeno, kdo v dané chvíli smí vysílat (určuje to zvláštní uzel nebo třeba token)
  • nedeterministické řízení – nikdo neomezuje uzly ve vysílání
• topologie sítě
  • multipoint – sběrnice, hvězda, kruh
  • point-to-point – kabelem, přes modemy, bezdrátově
• Ethernet
  • technologie pro lokální sítě
  • dokáže pružně reagovat na vývoj HW, přizpůsobí se širokému spektru přenosových médií
  • řízení přístupu metodou CSMA/CD – při detekci kolize uzel vysílá „jam signal“, exponenciální čekání končí po 16 pokusech chybou
  • adresy – 3 byty prefix, 3 byty adresa; dříve „vypálená“ v kartě, dnes nastavitelná
• WiFi
  • bezdrátová síť, WLAN (wireless LAN)
  • mnoho různých variant pod souhrným označením IEEE 802.11
  • SSID – identifikátor sítě
  • kolize řeší pomocí CSMA/CA (vyhýbá se kolizím čekáním)
• Co je základní funkcí CSMA/CD?
  • během vysílání uzel současně detekuje případnou kolizi
  • při kolizi stanice zastaví vysílání, upozorní ostatní, počká určitou (náhodnou!) dobu a pokus opakuje, obvykle se postupně prodlužuje interval čekání (exponenciální čekání)
  • podmínka: doba vysílání rámce > doba šíření po segmentu (kolizní okénko); limituje max. délku segmentu a min. velikost rámce
• Jak lze charakterizovat repeater, hub, bridge a switch?
  • repeater
    • spojuje segmenty na fyzické vrstvě
    • řeší: větší dosah (překonává útlum kabelu)
    • neřeší: propustnost (problém kolizí naopak zhoršuje)
    • ve strukturované kabeláži se nazývá hub, rozbočovač
  • bridge
    • spojuje segmenty na linkové vrstvě
    • řeší: větší propustnost (rozděluje kolizní doménu)
    • ve strukturované kabeláži se nazývá switch, přepínač
• S jakými adresami pracuje hub, přepínač resp. směrovač?
  • repeater nepracuje s adresami, bridge pracuje s MAC adresami, router pracuje s MAC i IP adresami
• Jak lze charakterizovat Spanning Tree Protocol resp. Spanning Tree Algorithm?
  • algoritmus najde kostru v grafu sítě – zablokuje některé porty switche a pouze monitoruje, jestli nedošlo k výpadku druhého switche
  • v STP figurují určité timeouty, aby systém fungoval
• VLAN
  • prostředek, jak po jedné fyzické síti provozovat více nezávislých lokálních sítí
  • sítě jsou označeny 12bitovým identifikátorem (VLANID)
  • ethernetový rámec se prodlouží o 32 bitů dlouhý tag
  • tagovat může koncová stanice nebo switch (transparentně)
  • síťová zařízení musí být schopná zpracovávat rámce výsledné velikosti (po přidání identifikátoru)
• Co označuje termín CRC?
  • cyklický kontrolní součet (cyclic redundancy check) – hashovací funkce používaná pro kontrolu konzistence dat (např. FCS)
• Jaký hlavní smysl má zápatí (trailer) linkového rámce?
  • obsahuje FCS (frame check sequence)
• Kolikrát proběhne výpočet CRC (pro Frame Check Sequence) během přenosu zprávy mezi koncovými zařízeními na obrázku?
  • podle počtu počítačů/routerů na cestě (bridge ani repeatery se nepočítají)
• Kolikrát proběhne výpočet CRC (pro Frame Check Sequence) během přenosu zprávy mezi koncovými zařízeními na obrázku?
  • podle počtu počítačů/routerů na cestě (bridge ani repeatery se nepočítají)
• Do hubu jsou zapojeny stanice A, B, C a D. Stanice A je právě uprostřed vysílání rámce stanici D, když stanice B potřebuje vysílat data stanici C. Co musí stanice B udělat?
  • počkat (nebo vysílat a vyřešit kolizi pomocí CSMA/CD – což je pravděpodobně způsob, jak by to Ethernet řešil)
• Do switche jsou zapojeny stanice A, B, C a D. Stanice A je právě uprostřed vysílání rámce stanici D, když stanice B potřebuje vysílat data stanici C. Co musí stanice B udělat?
  • může rovnou vysílat
• typy médií na fyzické vrstvě
  • metalické (elektrické pulzy), optické (světelné pulzy), bezdrátové (modulace vln)
• Kolik vodičů obsahuje kabel označovaný jako nestíněná kroucená dvoulinka (UTP)?
  • obsahuje 8 měděných vodičů (4 páry navzájem zakroucené)
• kabely pro propojení dvou uzlů ethernetové sítě
  • obvykle pomocí nestíněné kroucené dvoulinky (UTP)
  • je potřeba zohlednit povahu zařízení – dva počítače pomocí kříženého (crossover) kabelu, počítač a síťový prvek pomocí přímého kabelu (ale dnes je již obvyklá autodetekce MDI/MDIX)
• Jaký je rozdíl mezi jednovidovým (SM) a mnohovidovým (MM) optickým kabelem?
  • jednovidové (singlemode) vlákno – svítí se laserem, jeden paprsek, větší dosah a šířka pásma, vyšší cena
  • mnohovidové vlákno – svítí se i LED, nižší dosah a šířka pásma, nižší cena
• Jaký typ adres se používá na linkové vrstvě?
  • MAC
• Jaký typ adres se používá na fyzické vrstvě?
  • žádné
• MAC adresy (ve fungující síti)
  • MAC je „fyzická“ adresa zařízení, dříve byla vypálená na síťové kartě (dnes nastavitelná)
  • v jedné síti nemohou mít dvě zařízení stejnou MAC adresu
• V jakém případě není nutná adresace cílového počítače?
  • pokud použijeme broadcast/multicast adresu
• Se kterou vrstvou OSI je svázán pojem Ethernet?
  • s linkovou vrstvou (OSI 2)