# 14 — Adresování a směrování v síti > [!abstract] O tématu > ==**Adresování**== = jak identifikujeme zařízení v síti (IP a MAC adresy). ==**Směrování (routing)**== = výběr nejlepší cesty paketu mezi sítěmi (provádí router). Klíčové: ==**IP, MAC, maska, DHCP, DNS, protokoly**==. > [!info] Maturitní otázka > **a)** HW a SW prostředky sítí · **b)** Klasifikace sítí · **c)** Konfigurace sítě (+ směrování) · **d)** IP, MAC, maska sítě · **e)** DHCP · **f)** DNS · **g)** Síťové protokoly --- ## a) Hardwarové a softwarové prostředky sítí ### Hardware - ==**Router**== — propojuje sítě, ==**směruje pakety**== mezi sítěmi - ==**Switch**== — spojuje zařízení v LAN - ==**Modem**== — propojení s ISP (poskytovatel internetu) - ==**Síťová karta (NIC)**== — Network Interface Card - ==**Access Point**== — Wi-Fi vysílač - ==**Kabeláž**== (UTP, optika) nebo Wi-Fi ### Software - ==**Operační systém**== se síťovou podporou (TCP/IP stack) - ==**Síťové protokoly**== (TCP/IP, HTTP, DNS …) - ==**Aplikační programy**== — prohlížeč, e-mail klient, FTP - ==**Konfigurační/diagnostické nástroje**== — `ipconfig`, `ping`, `tracert`, `route`, `arp` --- ## b) Klasifikace sítí ### Podle rozsahu | Typ | Plný název | Rozsah | |---|---|---| | ==**LAN**== | Local Area Network | místní (kancelář, domácnost) | | ==**MAN**== | Metropolitan Area Network | město | | ==**WAN**== | Wide Area Network | velká vzdálenost (Internet) | ### Podle vlastníka / použití - ==**Veřejné**== (Internet) - ==**Soukromé**== (firemní, domácí) - ==**Virtuální (VPN)**== — soukromá síť přes veřejný Internet --- ## c) Konfigurace sítě Aby PC mohlo komunikovat, potřebuje: - ==**IP adresu**== (vlastní identifikace) - ==**Masku sítě**== (definuje rozsah lokální sítě) - ==**Výchozí bránu (default gateway)**== — IP routeru, kterou jdou pakety mimo LAN - ==**DNS server**== — pro překlad doménových jmen ### Statická vs dynamická konfigurace - ==**Statická**== — administrátor nastaví ručně. Pro servery, tiskárny. - ==**Dynamická (DHCP)**== — server přiděluje automaticky. Pro většinu PC. ### Užitečné příkazy (diagnostika) | Příkaz | Co dělá | |---|---| | ==**`ipconfig`**== | zobrazí IP, masku, bránu (`/all` = podrobně, `/release`, `/renew` pro DHCP) | | ==**`ping`**== | měří odezvu, zjišťuje dostupnost. Přepínače `-n` (počet paketů), `-a` (překlad IP→jméno), `-w` (timeout) | | ==**`tracert`**== (Linux: `traceroute`) | ==**vypíše routery na cestě**== k cíli + odezvu každého | | ==**`route PRINT`**== | vypíše ==**směrovací tabulku**== | | ==**`arp -a`**== | vypíše tabulku překladu ==**IP → MAC**== | | ==**`netstat`**== | aktuální TCP/IP připojení a porty | | **`nslookup`** | dotaz na DNS | > [!warning] Nefunkčnost příkazu ≠ nefunkčnost počítače > `ping` i `tracert` mohou být ==**úmyslně blokovány firewallem**== z bezpečnostních důvodů. --- ## Směrování (routing) ==**Směrování = výběr nejlepší cesty pro paket**== mezi sítěmi. Provádí ho ==**router**== podle ==**směrovací tabulky**==. - Router porovná cílovou IP s tabulkou → vybere ==**rozhraní a další skok (next hop)**== - ==**Výchozí brána (default gateway)**== = router, kam jdou pakety mimo lokální síť - Příkaz ==**`route`**== (pracuje i s IPv6): - `route PRINT` — vypíše tabulku - `route ADD` / `DELETE` / `CHANGE` — úpravy - přepínač `-p` = trasa ==**zachována i po restartu**== - ==**`tracert`**== ukáže reálnou cestu paketu přes jednotlivé routery --- ## d) IP adresa, MAC adresa, maska sítě ### MAC adresa (fyzická adresa) - ==**48 bitů**==, např. `AA:BB:CC:11:22:33` - ==**Unikátní identifikátor přidělený výrobcem**== síťové karty - pracuje na ==**linkové vrstvě**== (ISO/OSI vrstva 2) - používá se pro identifikaci ==**v lokální síti**== - nemění se cestou paketů přes routery - překlad IP → MAC zajišťuje protokol ==**ARP**== (`arp -a` vypíše tabulku) ### IP adresa (logická adresa) ==**Identifikuje zařízení v síti**==. Pracuje na **síťové vrstvě** (vrstva 3). #### IPv4 - ==**32 bitů**==, 4 oktety oddělené tečkou: `192.168.1.10` - celkem ~**4,3 miliardy** adres → ==**došly**== #### IPv6 - ==**128 bitů**==, hexadecimálně: `2001:0db8:85a3::8a2e:0370:7334` - prakticky ==**neomezený počet adres**== ### Privátní vs veřejné IPv4 adresy - ==**Veřejné**== — unikátní na celém Internetu - ==**Privátní**== — používají se v LAN, nejdou ven (přes NAT): - **10.0.0.0/8** - **172.16.0.0/12** - **192.168.0.0/16** ### NAT (Network Address Translation) ==**NAT**== = ==**překlad adres na routeru**== — víc zařízení v LAN sdílí **jednu veřejnou IP**. - Router si v ==**NAT tabulce**== pamatuje, který interní `IP:port` patří ke kterému spojení - Při odchodu: zdrojová privátní IP → ==**nahrazena veřejnou IP routeru**== - Při příchodu: podle čísla portu vrátí paket správnému interiernímu zařízení (==**PAT — Port Address Translation**==) - ==**Hlavní důvod**==: nedostatek IPv4 adres (~4,3 mld nestačí) - IPv6 NAT nepotřebuje (adres je dost) ### Maska sítě (subnet mask) ==**Určuje, která část IP adresy je síť a která zařízení**==. Příklad: `192.168.1.10` s maskou `255.255.255.0` (zkráceně `/24`): - ==**síťová část**== = `192.168.1.0` - ==**adresa zařízení**== = `.10` - v této síti lze adresovat 256 zařízení (z toho 254 použitelných) ### Speciální IPv4 adresy - `127.0.0.1` — ==**loopback (sám sobě)**== - `255.255.255.255` — broadcast - `0.0.0.0` — výchozí nebo neznámá --- ## e) DHCP ==**DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol)**== = ==**automatické přidělování IP konfigurace**== klientům. ### Co DHCP přiděluje - ==**IP adresu**== - ==**masku**== - ==**výchozí bránu**== - ==**DNS servery**== - (volitelně další parametry) ### Jak to funguje 1. Klient se připojí → odešle ==**broadcast**== „DHCP Discover" 2. DHCP server odpoví ==**DHCP Offer**== (nabídka IP) 3. Klient potvrdí ==**DHCP Request**== 4. Server potvrdí ==**DHCP ACK**== 5. IP je přidělená na omezený čas (==**lease time**==), pak se obnovuje > [!info] Kde DHCP běží > Doma na ==**routeru**==. Ve firmách na ==**samostatném DHCP serveru**==. --- ## f) DNS ==**DNS (Domain Name System)**== = ==**překlad doménových jmen na IP adresy**==. Lidé si pamatují `google.com`, počítače pracují s `142.250.184.110`. DNS to převede. ### Hierarchie domén - ==**Root**== (`.`) — kořen - ==**TLD**== (Top-Level Domain) — `.com`, `.cz`, `.org` - ==**Doména 2. řádu**== — `google`, `seznam` - ==**Subdoména**== — `mail.google.com` ### Jak to funguje 1. PC se ptá: jaká je IP `google.com`? 2. Pošle dotaz na ==**DNS resolver**== (typicky u ISP nebo Cloudflare/Google `8.8.8.8`) 3. Resolver postupně dotazuje root → TLD → autoritativní server 4. Vrátí IP adresu, PC se připojí ### Záznamy v DNS - ==**A**== — IPv4 adresa - ==**AAAA**== — IPv6 adresa - ==**MX**== — mail server - ==**CNAME**== — alias - ==**TXT**== — textový záznam (SPF, DKIM) --- ## g) Síťové protokoly | Protokol | Vrstva | Použití | |---|---|---| | ==**HTTP / HTTPS**== | aplikační | web (HTTPS = šifrovaný) | | ==**FTP / SFTP**== | aplikační | přenos souborů | | ==**SMTP / POP3 / IMAP**== | aplikační | e-mail (SMTP = odesílání, POP3/IMAP = příjem) | | ==**DNS**== | aplikační | překlad jmen | | ==**DHCP**== | aplikační | konfigurace IP | | ==**SSH**== | aplikační | bezpečné vzdálené řízení | | ==**TCP**== | transportní | spolehlivý přenos | | ==**UDP**== | transportní | rychlý nespolehlivý | | ==**IP**== | síťová | adresace, směrování | | ==**ICMP**== | síťová | diagnostika (`ping`) | | ==**ARP**== | linková | překlad IP → MAC | --- ## Shrnutí > [!summary] Co si pamatovat > **a) Prostředky:** HW = ==router, switch, modem, NIC, AP==. SW = OS, protokoly, aplikace, diagnostické příkazy. > **b) Klasifikace:** ==**LAN < MAN < WAN**==. > **c) Konfigurace:** ==**IP, maska, brána, DNS**==. Statická vs DHCP. Diagnostika: `ipconfig`, `ping`, `tracert`, `route`, `arp`, `netstat`. > **Směrování:** ==**router vybírá cestu**== podle směrovací tabulky → ==**`route PRINT`**==, `tracert` ukáže reálnou cestu. > **d) Adresy:** ==**MAC (48-bit, vrstva 2, z výroby)** vs **IP (32/128-bit, vrstva 3)**==. IPv4 vs IPv6. Privátní/veřejné. Maska určuje síť/host. NAT = sdílení 1 veřejné IP. > **e) DHCP:** ==**automatické přidělování IP**== (Discover → Offer → Request → ACK), lease time. > **f) DNS:** ==**překlad doménového jména na IP**==. Hierarchie root/TLD/doména. Záznamy A, AAAA, MX, CNAME. > **g) Protokoly:** ==**TCP/IP, HTTP/HTTPS, FTP, SMTP/POP3/IMAP, DNS, DHCP, SSH, ICMP, ARP**==.