Η παρουσίαση φορτώνεται. Παρακαλείστε να περιμένετε

Η παρουσίαση φορτώνεται. Παρακαλείστε να περιμένετε

Τεχνολογίες Διαδικτύου National Technical University of Athens.

Παρόμοιες παρουσιάσεις


Παρουσίαση με θέμα: "Τεχνολογίες Διαδικτύου National Technical University of Athens."— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 Τεχνολογίες Διαδικτύου National Technical University of Athens

2 Τεχνολογίες Διαδικτύου Περίληψη Μαθήματος Κεφ 1: Αρχές Διαδικτύου (Internet) Διαστρωμάτωση Πρωτόκολλο IP, διευθυνσιοδότηση Πρωτόκολλα στρώματος μεταφοράς: TCP, UDP Διαδίκτυο επόμενης γενιάς: IPv6 Κεφ 2.1: Πρωτόκολλα Δρομολόγησης IP Κεφ 2.2: Αποφυγή Συμφόρησης στο TCP Κεφ 3: Ασφάλεια στο διαδίκτυο Κεφ 10: Πρωτόκολλα Στρώματος Εφαρμογής HTTP, FTP, , DNS Γλώσσα Σήμανσης Υπερκειμένου (HTML) MPLS

3 Τεχνολογίες Διαδικτύου Κεφάλαιο 1: Αρχές Διαδικτύου

4 National Technical University of AthensΤεχνολογίες Διαδικτύου Σύνοψη 1Αρχές διαδικτύου 1.1 Αναδρομή – εισαγωγή 1.2 Πρωτόκολλα TCP/IP Διαστρωμάτωση Μέσα Μετάδοσης 1.3 Το πρωτόκολλο IP Τάξεις Διευθύνσεων IP Δρομολόγηση IP Το πρωτόκολλο ICMP 1.4 Πρωτόκολλα Στρώματος Μεταφοράς Πρωτόκολλο Ελέγχου Μετάδοσης (Transmission Control Protocol, TCP) Πρωτόκολλο Πακέτων Χρήστη (User Datagram Protocol, UDP) 1.5 Η εξέλιξη της Τεχνολογίας του Διαδικτύου Το Διαδίκτυο Σήμερα Το Διαδίκτυο Επόμενης Γενιάς

5 National Technical University of AthensΤεχνολογίες Διαδικτύου Εισαγωγή Στόχος: Ορολογία και μια πρώτη επαφή Περίληψη: Τι είναι το Internet Τι είναι το πρωτόκολλο Άκρη του δικτύου Πυρήνας του δικτύου Δίκτυο πρόσβασης, φυσικό μέσο Δομή Internet/ISP Απόδοση: απώλεια πακέτων, καθυστέρηση Στρώματα πρωτοκόλλων, μοντέλα υπηρεσιών Μοντελοποίηση δικτύου

6 National Technical University of AthensΤεχνολογίες Διαδικτύου Τι είναι το Διαδίκτυο Εκατομμύρια διασυνδεδεμένοι υπολογιστές: hosts = τερματικά συστήματα Τρέχουν δικτυακές εφαρμογές Ζεύξεις επικοινωνίας Οπτικές ίνες, σύρματα, δορυφόροι, ηλεκτρομαγνητικά κύματα Ρυθμός μετάδοσης = εύρος ζώνης (bandwidth) Δρομολογητές: προωθούν πακέτα local ISP company network regional ISP Σταθμός εργασίας Κινητό local ISP company network regional ISP δρομολογητής εξυπηρετητής

7 National Technical University of AthensΤεχνολογίες Διαδικτύου Τι είναι το Διαδίκτυο local ISP company network regional ISP Σταθμός εργασίας Κινητό local ISP company network regional ISP δρομολογητής εξυπηρετητής Πρωτόκολλα που ελέγχουν μετάδοση και λήψη μηνυμάτων e.g., TCP, IP, HTTP, FTP, PPP Internet: “network of networks” Ελαφρά ιεραρχικό μοντέλο Δημόσιο Internet vs. private intranet Internet standards RFC: Request for comments IETF: Internet Engineering Task Force

8 National Technical University of AthensΤεχνολογίες Διαδικτύου Διαδίκτυο: υπηρεσίες μετάδοσης Η δικτυακή δομή δίνει τη δυνατότητα για την εξάπλωση κατανεμημένων υπηρεσιών : Web, , games, e- commerce, file sharing Υπηρεσίες μετάδοσης που παρέχονται στις εφαρμογές: Χωρίς σύνδεση μη αξιόπιστη Με σύνδεση αξιόπιστη

9 National Technical University of AthensΤεχνολογίες Διαδικτύου Ορολογία κόμβοςμια μονάδα που υλοποιεί το πρωτόκολλο TCP/IP δρομολογητήςένας κόμβος που προωθεί πακέτα IP που δεν προορίζονται ρητά για τον ίδιο, συνδέει διαφορετικά είδους δίκτυα hostοποιοσδήποτε άλλος κόμβος που δεν είναι δρομολογητής ζεύξημέσο πάνω από το οποίο οι κόμβοι μπορούν να επικοινωνούν στο επίπεδο ζεύξης δεδομένων γείτονεςκόμβοι συνδεδεμένοι στην ίδια ζεύξη σημείο η προσαρμογή ενός κόμβου στη ζεύξη προσαρμογής διεύθυνσηένα αναγνωριστικό επιπέδου IP για ένα σημείο προσαρμογής ή ένα σύνολο σημείων προσαρμογής

10 National Technical University of AthensΤεχνολογίες Διαδικτύου Τι είναι το πρωτόκολλο Πρωτόκολλα Όλη η επικοινωνία στο Διαδίκτυο ελέγχεται από τα πρωτόκολλα Τα πρωτόκολλα ορίζουν τη δομή των μηνυμάτων, τη σειρά που τα μηνύματα στέλνονται και λαμβάνονται από τις δικτυακές οντότητες, και τις ενέργειες που γίνονται κατά τη λήψη. αποστολή των μηνυμάτων TCP connection request TCP connection response time Get

11 National Technical University of AthensΤεχνολογίες Διαδικτύου Δομή του Διαδικτύου Σημείο πρόσβασης: εφαρμογές και τερματικά Πυρήνας του δικτύου: δρομολογητές δίκτυα Δίκτυο πρόσβασης, φυσικό μέσο Ζεύξεις επικοινωνίας

12 Η άκρη του δικτύου Τελικά συστήματα (hosts): Τρέχουν εφαρμογές e.g. Web, Στην «άκρη του δικτύου» client/server peer-peer Μοντέλο πελάτη/εξυπηρετητή Πελάτης κάνει αιτήσεις και λαμβάνει απαντήσεις/υπηρεσίες από τον εξυπηρετητή e.g. Web browser/server; client/server Μοντέλο peer-peer: Ελάχιστη χρήση αφοσιωμένων εξυπηρετητών e.g. Gnutella, KaZaA

13 National Technical University of AthensΤεχνολογίες Διαδικτύου Υπηρεσία βασισμένη στη σύνδεση Στόχος: μετάδοση δεδομένων μεταξύ τελικών συστημάτων handshaking: εγκατάσταση σύνδεσης για μετάδοση δεδομένων TCP - Transmission Control Protocol Υπηρεσία TCP [RFC 793] αξιόπιστη, μετάδοση δεδομένων με συγκεκριμένη σειρά Απώλεια πακέτων: βεβαίωση λήψης, επανάληψη μετάδοσης Έλεγχος ροής: Αποστολέας δεν θα κατακλύσει τον παραλήπτη Έλεγχος συμφόρησης: Αποστολέας θα χαμηλώσει το ρυθμό όταν στο δίκτυο υπάρχει συμφόρηση

14 National Technical University of AthensΤεχνολογίες Διαδικτύου Υπηρεσία χωρίς σύνδεση Στόχος: μετάδοση δεδομένων μεταξύ τελικών συστημάτων UDP - User Datagram Protocol [RFC 768]: Χωρίς σύνδεση Μη αξιόπιστη μεταφορά δεδομένων Όχι έλεγχος ροής Όχι έλεγχος συμφόρησης Εφαρμογές που χρησιμοποιούν το TCP: HTTP (Web), FTP (file transfer), Telnet (remote login), SMTP ( ) Εφαρμογές που χρησιμοποιούν το UDP: streaming media, teleconferencing, DNS, Internet telephony

15 National Technical University of AthensΤεχνολογίες Διαδικτύου Πυρήνας του δικτύου Διασυνδεδεμένοι δρομολογητές Η βασική ερώτηση: πως μεταφέρονται τα δεδομένα στο Διαδίκτυο; Μεταγωγή κυκλώματος: ένα κύκλωμα δεσμεύεται ανά κλήση: τηλεφωνικό δίκτυο Μεταγωγή πακέτου: τα δεδομένα στέλνονται στο δίκτυο σε πακέτα

16 National Technical University of AthensΤεχνολογίες Διαδικτύου Πυρήνας του δικτύου: Μεταγωγή κυκλώματος Πόροι δεσμεύονται από άκρο ως άκρο για την κλήση Εύρος ζώνης ζεύξης Δεσμευμένοι πόροι: όχι κατανομή (sharing) Χρειάζεται εγκατάσταση κλήσης Δικτυακοί πόροι διαιρούνται σε «κομμάτια» Τα κομμάτια ανατίθενται στις κλήσεις Τα κομμάτια θεωρούνται idle εάν δεν χρησιμοποιούνται από την ίδια κλήση (no sharing)

17 National Technical University of AthensΤεχνολογίες Διαδικτύου Διαίρεση του Εύρους Ζώνης σε «κομμάτια Dedicated allocation Resource reservation Πυρήνας του δικτύου: Μεταγωγή πακέτου Κάθε ροή δεδομένων αποτελείται από πακέτα Τα πακέτα των χρηστών A, B μοιράζονται τους δικτυακούς πόρους Κάθε πακέτο χρησιμοποιεί ολόκληρο το εύρος ζώνης Οι πόροι χρησιμοποιούνται όταν χρειάζονται Ανταγωνισμός για εύρος ζώνης: Η συναθροισμένη ζήτηση εύρους ζώνης μπορεί να ξεπεράσει το διαθέσιμο συμφόρηση: τα πακέτα σχηματίζουν ουρές, περιμένουν για χρήση εύρους ζώνης Αποθήκευση και προώθηση: τα πακέτα προωθούνται ένα βήμα (hop) κάθε φορά Ο κόμβος λαμβάνει ολόκληρο το πακέτο πριν το προωθήσει

18 National Technical University of AthensΤεχνολογίες Διαδικτύου Πυρήνας του δικτύου: Μεταγωγή πακέτου Η σειρά πακέτων του Α&Β δεν έχει συγκεκριμένο pattern  στατιστική πολυπλεξία A B C 10 Mb/s Ethernet 1.5 Mb/s D E Στατιστική πολυπλεξία Ουρά πακέτων που περιμένουν προς μετάδοση

19 National Technical University of AthensΤεχνολογίες Διαδικτύου Μεταγωγή πακέτου: αποθήκευση και προώθηση Χρειάζονται L/R seconds για τη μετάδοση πακέτου L bits στη ζεύξη των R bps Ολόκληρο το πακέτο πρέπει να φτάσει πριν μεταδοθεί στην επόμενη ζεύξη: store and forward καθυστέρηση = 3L/R Παράδειγμα: L = 7.5 Mbits R = 1.5 Mbps delay = 15 sec R R R L

20 Μεταγωγή πακέτου vs Μεταγωγή κυκλώματος Ζεύξη 1 Mb/s Κάθε χρήστης 100 kb/s όταν είναι ‘ενεργός’ Ενεργός στο 10% του χρόνου Μεταγωγή κυκλώματος: 10 χρήστες Μεταγωγή πακέτου: Με 35 users, η πιθανότητα να έχουμε >10 ενεργούς χρήστες την ίδια στιγμή είναι λιγότερη από Η μεταγωγή πακέτου επιτρέπει σε περισσότερους χρήστες να χρησιμοποιούν το δίκτυο! N users 1 Mbps link

21 Μεταγωγή πακέτου Τέλεια για ‘bursty’ δεδομένα Μοιράζονται οι πόροι Απλούστερο, όχι εγκατάσταση κλήσης συμφόρηση: καθυστερήσεις και απώλεια πακέτων Χρειάζονται πρωτόκολλα για αξιόπιστη μετάδοση και έλεγχο συμφόρησης Μεταγωγή πακέτου vs Μεταγωγή κυκλώματος

22 National Technical University of AthensΤεχνολογίες Διαδικτύου Δίκτυο πρόσβασης και φυσικό μέσο Q: Πως συνδέονται τα τελικά συστήματα στους δρομολογητές ακμής?? residential access nets Dialup via modem ADSL: asymmetric digital subscriber line institutional access networks (school, company) company/university local area network (LAN) connects end system to edge router Ethernet: shared or dedicated link connects end system and router 10 Mbps, 100Mbps, Gigabit Ethernet mobile access networks wireless LANs: b,g (Wi-Fi) wider-area wireless access 3G ~ 384 kbps

23 Σχεδόν ιεραρχικό μοντέλο Στο κέντρο: “tier-1” ISPs: προσφέρουν εθνική/διεθνή κάλυψη Tier 1 ISP Δομή Διαδικτύου: δίκτυο από δίκτυα

24 “Tier-2” ISPs : μικρότεροι, συνήθως τοπικοί ISPs : Συνδέονται σε ένα οι περισσότερους tier-1 ISPs, πιθανόν και σε άλλους tier-2 ISPs Tier 1 ISP Tier-2 ISP Δομή Διαδικτύου: δίκτυο από δίκτυα

25 “Tier-3” ISPs και τοπικοί ISPs last hop (“access”) network (κοντά στα τελικά συστήματα) Tier 1 ISP Tier-2 ISP local ISP local ISP local ISP local ISP local ISP Tier 3 ISP local ISP local ISP local ISP Δομή Διαδικτύου: δίκτυο από δίκτυα

26 Ένα πακέτο διέρχεται μέσα από πολλά δίκτυα!! Tier 1 ISP Tier-2 ISP local ISP local ISP local ISP local ISP local ISP Tier 3 ISP local ISP local ISP local ISP

27 National Technical University of AthensΤεχνολογίες Διαδικτύου Γιατί έχουμε καθυστέρηση και απώλειες? Τα πακέτα σχηματίζουν ουρές στους ενταμιευτές των δρομολογητών Ο ρυθμός αύξησης των πακέτων στη ζεύξη υπερβαίνει τη χωρητικότητα της ζεύξης εξόδου Τα πακέτα κάνουν ουρά και περιμένουν τη σειρά τους A B packet being transmitted (delay) packets queuing (delay) free (available) buffers: arriving packets dropped (loss) if no free buffers

28 National Technical University of AthensΤεχνολογίες Διαδικτύου Πηγές καθυστέρησης 1. Επεξεργασία από κόμβο: Έλεγχος λαθών Καθορισμός ζεύξης εξόδου A B propagation μετάδοση επεξεργασία από κόμβο αναμονή στην ουρά 2. Αναμονή στην ουρά Χρόνος αναμονής στην ουρά για μετάδοση Εξαρτάται από το επίπεδο συμφόρησης του δρομολογητή 3. Καθυστέρηση μετάδοσης: R=link bandwidth (bps) L=packet length (bits) Χρόνος μετάδοσης στη ζεύξη = L/R 4. Καθυστέρηση διάδοσης: d = μήκος φυσικής ζεύξης s = ταχύτητα διάδοσης στο μέσο (~2x10 8 m/sec) Καθυστέρηση διάδοσης = d/s

29 National Technical University of AthensΤεχνολογίες Διαδικτύου Συνολική καθυστέρηση dproc = καθυστέρηση επεξεργασίας typically a few microseconds or less dqueue = καθυστέρηση αναμονής στην ουρά Εξαρτάται από την συμφόρηση dtrans = καθυστέρηση μετάδοσης = L/R, significant for low-speed links dprop = καθυστέρηση διάδοσης a few microseconds to hundreds of microseconds

30 National Technical University of AthensΤεχνολογίες Διαδικτύου Καθυστέρηση αναμονής στην ουρά R=link bandwidth (bps) L=packet length (bits) a=μέσος ρυθμός άφιξης πακέτων Ένταση κυκλοφορίας = La/R La/R ~ 0: μέση καθυστέρηση στην ουρά μικρή La/R -> 1: η καθυστέρηση αυξάνεται La/R > 1: περισσότερα πακέτα φτάνουν από ότι μπορούν να εξυπηρετηθούν, η μέση καθυστέρηση τείνει στο άπειρο!

31 National Technical University of AthensΤεχνολογίες Διαδικτύου Απώλεια πακέτων Η ουρά του ενταμιευτή έχει συγκεκριμένη χωρητικότητα Όταν ένα πακέτο φτάνει σε γεμάτη ουρά, τότε το πακέτο απορρίπτεται Το χαμένο πακέτο μπορεί να αναμεταδοθεί ή όχι


Κατέβασμα ppt "Τεχνολογίες Διαδικτύου National Technical University of Athens."

Παρόμοιες παρουσιάσεις


Διαφημίσεις Google