6_pocitacove_site.md

Počítačové sítě

Koncepty, principy, architektury. ISO/OSI a TCP/IP model, IP protokol, transportní protokoly (TCP, UDP). Protokoly na síťových vrstvách, funkce IPv4, pokročilé funkce IPv6. Peer-to-peer (P2P) sítě, ad-hoc/senzorové sítě, vysokorychlostní sítě, počítačové sítě a multimédia. Příklady z praxe pro vše výše uvedené. (PA159, PA191)

Koncepty, principy, architektury.

Počítačová síť je skupina počítačů a zařízení, propojená komunikačními kanály, která umožňuje komunikaci uživatelů sítě a sdílení prostředků (informací, souborů, dat, sw, hw).

Ideální síť je transparentní (uživatel si ani nevšimne, že komunikuje skrz síť), s neomezenou propustnostní, bezztrátová, bez latence, zachovávající pořadí paketů. V reálu sítě takovéto problémy a limitace mají.

Zákadní typy sítí

• Connection-oriented (propojované) - pro komunikaci se stanoví/vyhradí kapacita, která není využívaná nikým jiným (e.g. dřívější drátový telefon), snadno se zajišťuje kvalita služeb, v QoS tomu odpovídají integrované služby
• Connection-less (paketové) - kapacita využívána všemi komunikujícími, komunikátoři své zprávy dělí a balí na pakety, těžko se řeší kvalita služeb (e.g. Internet), v QoS tomu odpovídají diferenciované služby

K stanovení jednotných pravidel a způsobu komunikace slouží standardizované protokoly.

Architektury peer-to-peer vs klient-server (klienti komunikují pouze se serveren, service discovery konfigurací klientů, klient iniciuje spojení)

Směrování probíhá pomocí směrovacích tabulek routerů - na základě adresy (a případně typu) paketu se podle tabulky určí další směr, hop-by-hop princip. Další destinace se určuje na základě nejdelšího CIDR prefixu adresy. Směrovací jsou obvykle aktualizovány distribuovanými algoritmy. Na routerech je možné pakety filtrovat (zatoulané, k zajištění QoS) a případně klasifikovat (při modelech pay-as-you-go). Směrovat je možné nejen pomocí nejkratší cesty, ale i s ohledem na aktuální stav/vytíženost sítě.

ISO/OSI, TCP/IP model

ISO/OSI

7 vrstev, každá zodpovědná za určitou funkcionalitu, vrstva komunikuje pouze se svými sousedy, každá vrstva slouží jako abstrakce

• Aplikační - síťová aplikace
• Prezentační - reprezentace dat
• Relační (session) - řešení uživatelsých relací (sessions)
• Transportní - komunikace mezi procesy
• Síťová - logické adresování v rámci sítě, routing
• Datalinková - fyzické adresování (MAC)
• Fyzická - drát, bity, signály...

V praxi se ujal model TCP/IP, který jednotlivé vrstvy ISO/OSI slučuje.

TCP/IP

4 vrstvy

• Aplikační

  • poskytuje služby uživatelům (web, mail...)
  • používají se aplikační protokoly (HTTP, SMTP, DNS, FTP...), které jsou součástí aplikací, každý protokol definuje syntaxi, sémantiku, typy a pravidla výměny zpráv
  • rozlišujeme
    • peer-to-peer vs klient-server
    • pull (datový přenos iniciuje klient) vs push (datový přenos iniciuje server) model

• Transportní - TCP, UDP

  • bere data, transformuje je na segmenty
  • zajištění transportu segmentů do cílové aplikace, komunikace mezi procesy
  • adresování pomocí portu (16 bitové číslo 0-65535)
  • může poskytovat end-to-end spolehlivost, spojení (segmenty jsou číslovány, záleží na pořadí, dodání je potvrzeno)
  • může poskytovat kontrolu spojení, quality of service
  • logický komunikační kanál, iluze přímé komunikace

• Síťová (internet layer)

  • IP (internet protocol)
  • bere segmenty, transformuje je na pakety (= datagramy)
  • zajišťuje přenos paketů mezi komunikujícími uzly (i napříč různými LAN), čímž de facto vytváří WAN
  • umožňuje adresování každého zařízení na internetu pomocí IP adresy (IPv4 32 bitů, IPv6 128 bitů)
  • zajišťuje směrování paketů - závisí na vytíženosti sítě a její topologii
    • topologie celého internetu se těžko určuje, dynamicky se mění
    • každý router řeší doručení paketu na své nejbližší sousedy ve snaze doručit paket blíže (domnělému) cíli na základě své směrovací tabulky
      • upravována manuálně (vhodné pro malé sítě), nebo automaticky pomocí distribuovaných algoritmů
        • Distance Vector
          • vše co vím řeknu svým sousedům
          • protokol RIP
          • sousedící routery si periodicky/při změně vyměňují směrovací tabulky ve kterých jsou informace o vzdálenostech (hop distance) k různým cílům (distance vector), princip Bellman-Ford algoritmu
          • používaný pro malé sítě, kde není redundance
          • dále se používají IGRP, EIGRP
        • Link State
          • všem řeknu informaci o svých sousedech
          • routery si vyměňují informace o stavu svch sousedů, je uchovávána topologie celkové sítě, každý si dopočítá svou routovací tabulku, pro cesty se používá Dijkstra.
          • protokol OSPF, open shortest path first
          • metrikou (výhou hrany) je cena odvozená od šířky pásma, nižší je lepší
          • robustnější, protože si každý počítá routing tabulky sám
          • používaný pro velké sítě
          • dále se používá IS-IS
        • Path Vector
          • distance vector, ale vyměňují se nejen ceny cest, ale celé jejich popisy
          • protokol BGP (Border Gateway Protocol), umožňuje routing pravidla (policies), používá CIDR na zefektivnění routování
          • používá se pro směrování mezi autonomními systémy
    • je možné použít interní (RIP, OSPF) pro naši doménu (autonomní systém) a externí routing (EGP, BGP-4) pro směrování mezi doménami (autonomními systémy)

• Vrstva síťového rozhraní (network access layer) - často se tato vrstva ještě rozlišuje na

  • datalinkovou
    • bere pakety, transformuje je na framey obsahující mimo jiné adresu odesílatele i příjemce (díky tomu se m.j. zařízení dozví, kdo na médiu komunikuje)
    • poskytuje adresování pomocí fyzických/MAC adres
    • zajišťuje spolehlivost fyzické vrstvy (detekce chyb & případná korekce, možné díky redundanci, e.g. paritní bit, Hammingův kód)
    • flow control
    • řeší koordinaci přístupu více zařízení ke sdílenému médiu (dělením na kanály, na základě rezervací, náhodnosti...) - MAC protokol
    • na této úrovni lze zapojovat sítě do topologií (běžné topologie bus, hvězda, kruh)
  • fyzickou
    • poskytuje rozhraní ve formě frameů bitů
    • poskytuje přístup k přenosovému médiu,
    • interně vrstva transformuje bitu na signály přenosového média, zajišťuje synchronizaci, multiplexing (skloubení více signálů/datových toků do jednoho pro přenos na sdíleném médiu, časový/frekvenční/vlnovědélkový multiplexing), demultiplexing...
    • médiem může být drátový/optický kabel, vzduch (pro bezdrátový přenos, rádiové/infračervené signály...)

IP protokol

• Zajišťuje doručení IP datagramů (data rozřezané na kousky s obálkou) v rámci internetu host-to-host (i přes prostředníky, a.k.a. routery), síť je connection-less, paketová
• Best-effort služba, není garance o doručení.

Více v sekcích IPv4 a IPv6.

transportní protokoly (TCP, UDP)

UDP (User Datagram Protocol)

• jednoduchý, poskytuje nespojovanou, best-effort službu (spolehlivost si musí případně řešit aplikace)
• klíčová je jednoduchost => minimální režie, rychlost
• používá se pro jednoduchou request-reply komunikaci (DNS), real-time přenosy (livestream), multicast

Hlavička obsahuje

• Zdrojový port
• Cílový port
• Celkovou délku
• Checksum

TCP (Transmission Control Protocol)

• poskytuje spolehlivou spojovanou službu, uchovává pořadí
• pracuje s byte streamy
• komunikace musí být ustanovena 3way handshake (syn, syn&ack, ack)
• komunikace je rozpoznatelná jen end-to-end, routery neřeší, že jde o spojení
• nepodporuje multicast

Hlavička obsahuje

• zdrojový port
• cílový port
• sekvenční číslo (v rámci toku)
• ack číslo - číslo dalšího očekávaného bajtu, potvrzuje přijetí dat
• délka hlavičky
• příznaky (ack, reset spojení, konec spojení...)
• velikost okna (pro flow control)
• checksum
• options

Tcp mění množství poslaných dat v průběhu komunikace, aby nebyl příjemce (Flow Control), nebo síť (Congestion Control) zahlcen/a, slouží k tomu velikost okna.

• Flow Control znamená, že příjemce v rámci ACK zprávy pošle, kolik mu zbývá místa v jeho bufferu (např. 500 bytů), takže sender ví, že víc poslat nemůže. Když má příjemce plný buffer, tak pošle, že jeho window size je 0 a odesílatel čeká, dokud nepřijde nová ACK zpráva od příjemce o tom, že už má volné místo v bufferu.
• Congestion Control funguje tak, že při startu se exponenciálně zvyšuje velikost okna, dokud nedosáhneme učité hranice. Od této hranice lineárně zvyšujeme velikost, dokud nedojde ke ztrátě paketu. V ten moment snížíme velikost na hraniční hodnotu a pokračujeme v lineárním zvyšování rychlosti. Jednotlivé varianty si tuto metodu přizpůsobují, e.g. Tahoe po ztrátě jde na minimální velikost okna (jako na úplném začátku), Reno praktikuje popsaný postup.
• Výsledný strop pro velikost odeslaných dat je dán minimální hodnotou těchto dvou parametrů.

Protokoly na síťových vrstvách

• Aplikační - HTTP, SMTP, DNS, FTP...
• Transportní - TCP UDP
• Síťová IP - IPv4 (spolu s ARP, RARP, ICMP, IGMP), IPv6 (ICMPv6)
  • pro směrování Distance vector: RIP, IGRP, EIGRP, Link state: OSPF, IS-IS
• Vrstva síťového rozhraní - ethernet, 802.11 (Wi-Fi)

funkce IPv4

Protokol umožňující komunikaci host-to-host.

• 32 bitů, 0.0.0.0 - 255.255.255.255
• typy adres
  • unicast - komunikace 1 na 1
  • broadcast - zpráva všem na LAN
  • multicast - zpráva těm, kteří se přihlásili k odběru dat na dané multicast adrese

Hlavička obsahuje

• verzi
• délku hlavičky
• type of service (pro zajištění quality of service)
• celkovou délku datagramu
• identifikaci, flags, offset (používá se při fragmentaci, rozdělení datagramu na vícero, pokud přenosová technologie nezvládá velikost)
• time to live (dekrementován na každém hopu/routeru, při hodnotě 0 je paket zahozen, slouží k eliminaci zatoulaných paketů)
• protokol - specifikace protokolu vyšší úrovně, ICMP, IGMP, TCP, UDP, OSPF...
• checksum hlavičky (ne těla, protože by přepočítávání trvalo déle, děje se na každém hopu kvůli změně TTL)
• adresa odesilatele i příjemce
• options - slouží pro testování, debugging, volitelná část díky poli "délka hlavičky"

IPv4 obecně

• spolupracuje s protokoly
  • ICMP - poskytuje informace o stavu sítě (e.g. echo request/reply), poskytuje odesilateli inforace o chybě doručení (e.g. příjemce nedosažitelný, TTL šlo na nulu)
  • IGMP - správa skupin pro multicast, (od)registrace do skupin
  • ARP, RARP - překlad IP na MAC a obRáceně
• umožňuje multicast

Původně se IP adresy dělily pouze do tříd

kvůli nedostatku se začala používat i maska sítě (CIDR)

127.0.0.1 je loopback

pokročilé funkce IPv6

• řeší problém nedostatku IPv4 adres 128 bitovou délkou
• 0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000 - FFFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF
• možnost zkráceného zápisu:
  • vynecháním prefixových nul
    • 1050:0000:0000:0000:0005:0600:300c:326b lze přepsat na
    • 1050:0:0:0:5:600:300c:326b
  • dále vynecháním nejvýše jedné sekvence nul:
    • 1050::5:600:300c:326b
• oproti IPv4
  • IPSec je povinnou součástí
  • delší adresa => možnost více zařízení v síti
  • jednodušší hlavička (chybí checksum (úplně odstraněn), options, fragmentation) s možností extension headers
  • podpora označování toků a jejich priorit
  • podpora bezpečnosti, šifrování, autentizace, integrity dat
  • podpora mobility - každé zařízení je někde doma, kde má svého Home Agenta. Pokud je zařízení mimo domov, posílá informace o své cizí adrese Home Agentovi, který se stará o případné přeposílání zpráv, nebo spolupracuje pro ustanovení přímého tunelu
  • podpora autokonfigurace zařízení
  • má i anycast - jako multicast, ale stačí, aby se data doručily jen jednomu členu skupiny
  • odebrána fragmentace při doručování, toto si musí ohlídat odesílatel. Pokud je datagram moc velký, je zahozen a vygeneruje se ICMP zpráva obsahující zprávu o maximální velikosti na daném linku (procesu určení správné velikosti se říká Path MTU Discovery - pošli datagram, když se nevejde, fragmentuj na hodnotu dle ICMP zprávy, opakuj proces. MTU = maximum transmission unit)
  • odebrání checksumu (řeší se na nižší, nebo vyšší vrstvě)
  • broadcast nahrazen specifickými multicastovými skupinami (e.g. skupina routerů na LAN)

Hlavička (40B) obsahuje

• Verzi protokolu
• prioritu (obsahuje i pole, které může indikovat, zda byla po cestě zaznamenáno zpoždění)
• label toku (pakety jednoho toku musí být zpracovány stejným způsobem, volbu směrování lze kešovat)
• délka dat
• další hlavička - může být rozšiřující hlavička (auth, options...), nebo třeba TCP hlavička dat
• hop limit
• adresy

Podpůrný ICMPv6 rozšiřuje funkcionalitu i o to co dělal IGMP a ARP.

• původní ARP nahrazuje Neighbour Discovery Protocol, který řeší
  • autokonfiguraci IPv6 adresy (možnost i bez DHCP serveru) na základě síťového prefixu (info od routerů), MAC adresy/lokálně unikátního ID
  • detekci kolizí adres IPv6 (odešle zprávu na svou adresu, pokud někdo jiný odpoví, máme duplikát)
  • určení MAC adres uzlů na stejném linku, sledování změn
  • určení sousedů, kteří mohou přeposílat pakety dál
  • sledování dostupnosti sousedů
  • funguje díky komunikaci přes multicast skupiny

(Pod)síť definována pomocí CIDR notace (všichni v síti sdílí stejný prefix)

Přechod z IPv4 na IPv6

• nutnost úpravy legacy systémů
• složitější zpracovávání IPv6 adresy
• ideální je dnes dělat aplikaci fungující s obojím, alternativně je potřeba použít enkapsulaci (tunelování) IPv6 do IPv4 paketů, nebo překládání (NAT)

Peer-to-peer (P2P) sítě

Systém je tvořen vícero identickými (a na stejné úrovni) moduly, peery, které vzájemně komunikují. Každý peer funguje jako klient (posílá požadavky) i server (odpovídá na požadavky) současně. U P2P není potřeba znát topologii celé sítě.

Oproti Server-Client:

• lepší škálovatelnost (ale u C-S lze poměrně solidně obstát s load balancingem)- s počtem klientů roste i výpočetní kapacita
• decentralizace - fajn z pohledu dostupnosti (pád 1 peera neznamená pád celého systému)
  • může být problém z pohledu konzistence dat
• větší proměnlivost topologie
• sdílení výpočetní kapacity
• sebeorganizace
• C-S je jednodušší a zavedenější na vývoj, snadněji se spravuje
• v C-S je server jasnou autoritou, která zajišťuje bezpečnost a autenticitu dat, u P2P je to složitější zajistit

E.g.

• distribuované výpočty Folding@Home
• filesharing BitTorrent
• Apache Cassandra (db)
• blockchain (veřejný - kryptoměny, privátní - e.g. Hyperledger)

Vrstvy:

• Aplikace
• Middleware
  • abstrakce nad overlay, poskytuje přístup ke službám/zdrojům peerů, kontroluje přístup ke službám/zdrojům, hledání a udržování zdrojů (skupin peerů) distribuovaných služeb
• Base overlay
  • vrstva nad fyzickou sítí (obvykle TCP/UDP), kde se peery berou jako hopy (fyzicky vzdálení mohou být v p2p síti sousedi a naopak)
  • peer discovery, přeposílání zpráv, udržování (části) sítě

Peer discovery

• Static/Manuální - peer má předkonfigurovaný seznam informací o ostatních možných peerech (ip, port), na ty se zkouší připojovat. Nevhodné pro dynamické systémy, u větších systémů lze omezit seznam na pár dlouhodobě běžících stabilnějších peerů.
• Centralizovaný registr peerů - udržuje seznam aktivních peerů, používá se pro discovery, následně probíhá komunikace napřímo. Registr je de fakto server, single point of failure. Registr provádí healthcheck (peer může znenadání spadnout, takže odhlašování při ukončení peera nestačí)

Service discovery lze pomocí záplavy sítě dotazy (nestrukturované sítě, každý peer zodpovídá za svá data/služby, zpráva má TTL pro prevenci zahlcení, je možné použít DFS/BFS/IDS/heuristiky/náhodné procházky... na základě most promising), nebo je nějaký registr (strukturované sítě, regitr je centrální, a/nebo data jsou v distribuované tabulce, skip listu...), případně jako registr slouží vybraní peerové (hybridní sítě).

Topologie overlay (jak jsou mezi sebou peerové vzájemně provázání) určuje celkovou výkonost p2p sítě. Snažíme se vyhnout lineárním formacím, splitům.

• Random mesh - po discovery peerů se k několika z nich připojím (vybírám podle latence, díky tomu je větší šance výběru fyzicky blízkých peerů).
• Vrstvy - peeři se organizují do vrstev dle poskytovaných služeb/připojení, na nejvyšší úrovni jsou ti nejspolehlivější s kapacitou přeposílání zpráv, na každé vrstvě je peer spojen s několika peery nižších vrstev a přeposílá zprávy na vyšší/nižší vrstvy. Struktura je tree-like, ale je třeba zajistit, aby výpadek jednoho nezpůsobil rozdělení sítě. Fajn třeba pro video streaming - peer může zprávu jdoucí dolů zduplikovat a šetřit tak bandwidth na vyšších vrstvách.
• Mřížka/Grid - peeři jsou propojeni do mřížky (může být vícedimenzionální, i okrajoví mohou být vzájemně propojení). Problém může být přidávání/odebírání peerů, řádky/sloupce nemusí mít konzistentní počet členů. Koordináty peerů mohou být použity k adresování poskytovaných služeb

ad-hoc/senzorové sítě

Ideálně začít popisem ad-hoc a senzorových sítí.

Rádiové sítě obecně

• distribuované řízení ke sdílenému médiu
• možná nutnost řešení problému odposlechů
• možná velká chybovost, kolize... => používají se spojované protokoly, které mohou mít rezervační, nebo plánovací mechanismy pro zajištění QoS.
• pro signalizaci přenosu (aby byla zajištěna prevence kolizí) je nutné použít separátní kanál, nebo tato signalizace musí proběhnout před samotným přenosem
• absence interference u odesílatele neznamená nutně absenci interference u přijímajícího

Ad-hoc

• Sítě fungující bez předešlé existující infrastruktury, využívající síťových schopností jednotlivců => distribuované
• Každý účastník funguje zároveň jako host
• Na rozdíl od P2P sítí
  • je mnohem větší dynamicita topologie, mobilita účastníků
  • účastníci jsou sami zodpovědni za přístup k přenosovému médiu (často je to vzduch -> možná vysoká chybovost, interference) => nutnost specializovaných protokolů

Příklady

• komunikace mezi autonomními automobily
• vytvoření komunikační infrastruktury při nouzových/záchranných situacích
• za mini-ad-hoc síť by se daly považovat sledovací tagy, které využívají síťových schopností mobilních telefonů

Směrování může být

• adresové - každý účastník musí mít přiřazenou unikátní adresu, problém je najít ho v síti. Výhodou je podpora uni/multi/broadcastu
• data-centrické - zprávy na sobě nemají cílovou adresu, ale identifikátor dat. Příjemci v síti avizují, o jaká data mají zájem -> ta jsou jim přeposílána, není nutnost řešit unikátní adresy

Další dělení směrování

• proaktivní (pravidelná výměna informací o stavu sítě, udržuje se info o topologii) vs reaktivní (nutnost flooding), záleží na kýžené rychlosti a vytížnosti sítě, energetických nárocích..
• směrování hop-by-hop vs znalost celé topologie
• flat vs hierarchické (nadřízení mohou mít přidané zodpovědnosti, používají specializované algoritmy...)

Senzorové sítě

Koncová zařízení jsou obvykle zařízení obsahující

• procesor a paměť
• komunikační modul (rádio)
• baterii (může být i s hw pro sběr energie, e.g. solární panel)
• samotný senzor (světlo, pohyb...)

Specifikem senzorových sítí je

• důraz na energickou efektivitu, protože baterka může být malá, přísun energie omezený.. (toto mohou mít společné s ad-hoc sítěmi)
• omezenou výpočetní/paměťovou kapacitu
• omezenou šířku pásma
• možnou nespolehlivost
• nutnost řešit unikátní adresování (obvykle to v sobě tato zařízení nemají pořešené)
• možný důraz na sebeorganizaci, multi-hop v rámci sítě
• pro šetření energie se může používat dočasné uspávání zařízení v případě neaktivity v síti

Příklady

• sledování přírodních jevů, chování/přesunů (ohrožených) zvířat
• detekce požárů, zemětřesení, vln
• automatizace zemědělství, detekce sucha, škůdců...
• řízení dopravy
• automatizace řízení teploty v budovách
• měření kvality vzduchu
• zabezpečení objektů

počítačové sítě a multimédia

Multimédia data složená z různých typů médií (text, zvuk, video, obrázky...) integrovaných dohromady. E.g. videokonference (video + zvuk), televize/stream (video + zvuk + (text, titulky)). Některé média mohou být analogové, pro přenos je nutná konverze. Je kýžená komprese pro snížení objemu přenášených dat, ale komprese může znamenat overhead navíc, což nemusí být přijatelné u realtime přenosů. Dle aplikace nám může (ne)vadit chybovost.

Delay - doba přenosu ze zdroje k cíli (člověk si všimne latence > 100-200 ms)

• Processing delay - časový overhead u odesílatele/příjemce, záleží na rychlosti/vytíženosti komunikujícího systému
• Transmission delay - doba, jakou trvá nacpat všechny bity do přenosového média (záleží na velikosti)
• Propagation delay - doba přenosu přes samotné přenosové médium, záleží na technologii a vzdálenosti
• Routing/queuing delay - záleží na vytíženosti sítě, rychlosti směrování Jitter - rozdílná doba přenosu mezi jednotlivými pakety

Pro minimalizaci overheadu a zajištění maximální rychlosti (i za cenu chyb, výpadků...) se pro realtime aplikace používá UDP, příjemce může používat techniky jako odhadování chybějících dat, případně odesílatel může použít techniky pro detekci/korekci chyb pomocí redundance (nebo opětovaného zaslání).

Je možné použít interleaving - e.g. u videa přeskládáme sousedící snímky tak, aby nesousedily. Pokud vypadne paket, tak bude ovlivněno sice více částí, ale každá jen trochu, namísto znatelného výpadku jedné části. Toto ale zvyšuje latenci.

Pro realtime přenosy se používá multicast, namísto spousty unicastů (síť není zahlcená tolik). Pokud multicast síť nepodporuje, můžeme na ní nasadit reflektor - odesílatel posílá jeden datový tok, reflektor přijímá a replikuje příjemcům, každému unicastem.

Média se mohou přenášet diskretizovaně (soubor, zpráva), nebo kontinuálně (stream).

Text - e.g. HTTP, SMTP, FTP, vyžaduje relativně málo bandwidth, delay a nároky na chybovost závisí na aplikaci. Komprese e.g. pomocí huffman, nebo shannon-fano kódování (více v otázka 5 - databáze), na webu se používá gzip (obsahuje huffmana), drobné chyby dělají problémy Audio - v základu analog, digitalizace pomocí vzorkování (hodnota v čase) signálu a kvantitatizace (mapování e.g. na celá čísla). Požadavky na šířku pásma záleží na požadované kvalitě a případné komprimaci, jsme ochotni tolerovat drobné chyby Grafika - obvykle nejsou požadavky na rychlost (pokud není tragická) Video - obvykle náročné na šířku pásma, jinak se specifiky podobá audiu

Notes

Protokol je sada syntaktických (jak mají jednotlivé zprávy vypadat) a sémantických (jaký je význam jednotlivých zpráv) pravidel pro komunikaci nebo výměnu dat mezi systémy/zařízeními/komunikačními partnery

CIDR - kromě IP adresy uchováváme i masku sítě (e.g. 147.209.5.0/24 říká, že relevantních je jen prvních 24 bitů). Umožňuje subneting a efektivnější směrování - pokud máme v tabulkce adresy se stejným prefixem a stejnou cestou, můžeme říct, že naší cestou mají chodit pakety pro celý prefix

Piggybacking - Pokud chceme odesilateli poslat nějaká data a zároveň potvrdit příjem dat, můžeme tyto informace spojit do jednoho paketu

NAT Překlad adres na rozhraní sítě. E.g. pro naši síť máme 1 veřejnou IP adresu. Aby se zajistilo správné směrování všem v síti, musí se na rozhraní překládat veřejná adresa na interní adresu.

SSL, TLS - Kryptografické protokoly (SSL nahrazen TLS) používané mezi transportní a aplikační vrstvou, zajišťují autenticitu a šifrování dat komunikujících stran. Nejprve se účastníci dohodnou na podporovaných algoritmech, pak proběhne výměna klíčů (pro symetrické šifrování) založená na asymetrickém šifrování (certifikát serveru, může požadovat i certifikát klienta). Pak probíhá komunikace pomocí symetrického šifrování.

Pro zefetkivnění směrování je možné použít Multiprotocol Label Switching - pro předpokládané/známé toky definujeme cesty, každému toku dáme label a směrujeme jen podle labelů (rychlejší, je možné nastavit i více cest, třeba jako backup, nebo pro distribuci pro load balancing).

Flow control se řeší pro příjemce, congestion control se řeší pro síť

Autenticita - data jsou od správného odesilatele

Integrita - data nebyla cestou změněna

Šifrování - data nejsou čitelná/srozumitelná třetím stranám