Το Internet KESHAV An Engineering Approach to Computer Networking

Η ανάπτυξη του Internet  To Internet διπλασιάζεται σε μέγεθος κάθε χρόνο από το1969  Το 1996, 10 εκατομμύρια υπολογιστές μπήκαν στο Internet  Σύντομα όποιος έχει τηλέφωνο είναι πιθανόν να έχει και πρόσβαση στο Internet

Πώς είναι;  Το Internet αποτελείται από ένα σύνολο δικτύων οργανωμένων σε μια πολυ-επίπεδη ιεραρχία  υπολογιστές συνδεδεμένοι σε ένα hub ή router  Οι ISPs (Internet Service Providers) παρέχουν επίσης απευθίας τηλεφωνική (dialup) πρόσβαση  Πολλές συνδέσεις είναι ασύρματες  Δεκάδες routers σε department backbone  Δεκάδες department backbones συνδεδεμένοι στο campus backbone  Δεκάδες campus backbones συνδεδεμένοι με regional service providers  Εκατοντάδες regional service providers συνδεδεμένοι στον εθνικό κορμό  Δεκάδες εθνικοί κορμοί συνδεδεμένοι σε διεθνείς άξονες κορμών (international trunks)

Παράδειγμα δρομολόγησης (routing) # traceroute henna.iitd.ernet.in traceroute to henna.iitd.ernet.in ( ), 30 hops max, 40 byte packets 1 UPSON2-NP.CIT.CORNELL.EDU ( ) 1 ms 1 ms 1 ms 1 UPSON2-NP.CIT.CORNELL.EDU ( ) 1 ms 1 ms 1 ms 2 HOL1-MSS.CIT.CORNELL.EDU ( ) 2 ms 3 ms 2 ms 2 HOL1-MSS.CIT.CORNELL.EDU ( ) 2 ms 3 ms 2 ms 3 CORE1-MSS.CIT.CORNELL.EDU ( ) 2 ms 2 ms 2 ms 3 CORE1-MSS.CIT.CORNELL.EDU ( ) 2 ms 2 ms 2 ms 4 CORNELLNET1.CIT.CORNELL.EDU ( ) 4 ms 3 ms 4 ms 4 CORNELLNET1.CIT.CORNELL.EDU ( ) 4 ms 3 ms 4 ms 5 ny-ith-1-H1/0-T3.nysernet.net ( ) 5 ms 5 ms 4 ms 5 ny-ith-1-H1/0-T3.nysernet.net ( ) 5 ms 5 ms 4 ms 6 ny-ith-2-F0/0.nysernet.net ( ) 4 ms 4 ms 3 ms 6 ny-ith-2-F0/0.nysernet.net ( ) 4 ms 4 ms 3 ms 7 ny-pen-1-H3/0-T3.nysernet.net ( ) 21 ms 19 ms 16 ms 7 ny-pen-1-H3/0-T3.nysernet.net ( ) 21 ms 19 ms 16 ms 8 sl-pen-21-F6/0/0.sprintlink.net ( ) 16 ms 40 ms 36 ms 8 sl-pen-21-F6/0/0.sprintlink.net ( ) 16 ms 40 ms 36 ms 9 core4-hssi5-0.WestOrange.mci.net ( ) 20 ms 20 ms 24 ms 9 core4-hssi5-0.WestOrange.mci.net ( ) 20 ms 20 ms 24 ms 10 core2.WestOrange.mci.net ( ) 21 ms 34 ms 26 ms 11 border7-fddi-0.WestOrange.mci.net ( ) 21 ms 21 ms 21 ms 12 vsnl-poone-512k.WestOrange.mci.net ( ) 623 ms 639 ms 621 ms ( ) 628 ms 629 ms 628 ms ( ) 1375 ms 1349 ms 1343 ms 15 henna.iitd.ernet.in ( ) 1380 ms 1405 ms 1368 ms

Πώς λειτουργεί το Internet;  Διευθυνσιοδότηση (Addressing)  Πώς να αναφέρεται ένας υπολογιστής στο Internet  Δρομολόγηση (Routing)  Πώς να μεταβιβάζεται ένα μήνυμα εκεί  Πρωτόκολλο του Internet (IP)  Πώς να υλοποιείται η μεταφορά αυτή

Ποιοι μηχανισμοί λειτουργούν από πίσω;  Δυο κομβικοί τεχνολογικοί νεωτερισμοί  Πακέτα  Αποθήκευση και προώθηση (store and forward)

Τα βασικά χαρακτηριστικά του Internet  Διευθυνσιοδότηση (Addressing)  Δρομολόγηση (Routing)  Έλεγχος τελικού σημείου (Endpoint control)

Διευθυνσιοδότηση (Addressing)  Οι διευθύνσεις του Internet ονομάζονται ‘διευθύνσεις IP’  Σε κάθε host, που είναι συνδεδεμένος στο Internet με μια κάρτα (host-interface card), αντιστοιχεί μια και μοναδική διεύθυνση IP  Οι διευθύνσεις αποτελούνται από μια διμερή ιεραρχία  Αριθμός δικτύου  Αριθμός interface ή Αριθμός host

Ένα ενδιαφέρον πρόβλημα  Πόσα bits της διεύθυνσης IP πρέπει να αντιστοιχούν στον αριθμό δικτύου και πόσα στον αριθμό host;  Αν το Internet αποτελείται από πολλά δίκτυα, το καθένα με μόνο λίγους host, τότε καλύτερα είναι τα περισσότερα bits να πήγαιναν στον αριθμό δικτύου  Αλλά κι αντιστρόφως  Όμως το μέλλον (του Internet) δεν μπορεί να προβλεφθεί!  Διεύθυνση ΙΡ = 32 bits  2 32 = 4,293,687,296 hosts  Τρια σύνολα τάξεων (classes) των bits (για ΙΡ διευθύνσεις αποτελούμενες από 32 bits – IP version 4)  class A: 8 bits για το δίκτυο, 24 bits για τον host  class B: 16 bits το καθένα  class C: 24 bits για το δίκτυο, 8 bits για τον host

Διευθυνσιοδότηση (συνέχεια)  Διάκριση μεταξύ τάξεων (classes)  Από το αρχικό bit  Πρώτο bit = 0 => class A  Δυο πρώτα bits 10 => class B  Τρία πρώτα bits 110 => class C  (Σε ποιά class αντιστοιχεί η διεύθυνση ;)  Πρόβλημα  Αν υπάρχουν περισσότεροι από 256 hosts σ’ ένα δίκτυο, αρκούν οι διευθύνσεις της class B, που επιτρέπουν 64K hosts => μεγάλη σπατάλη διευθύνσεων  Λύση  Κάθε διεύθυνση αντιστοιχεί σε μια mask που δείχνει τον διαμερισμό  Διευθύνσεις CIDR

Δρομολόγηση (Routing)  Πώς πάμε σ’ ένα προορισμό δοθείσης της διεύθυνσής του IP;  Πρέπει να ξέρουμε τον επόμενο κόμβο για να φθάσουμε στη συγκεκριμένη διεύθυνση  Αυτό γίνεται με τον πίνακα δρομολόγησης (routing table)  Ο υπολογισμός των routing tables δεν είναι τετριμμένος..  Ένα απλοποιημένο παράδειγμα

Προκαθορισμένοι δρόμοι (Default routes)  Κάθε πίνακας δρομολόγησης πρέπει να περιέχει τον επόμενο κόμβο για κάθε αριθμό δικτύου στο Internet  Υπάρχουν > 80,000 δίκτυα => δεν είναι πρακτικό  Διαφορετικά, να κρατιούνται λεπτομερείς διαδρομές μόνο για τοπικές γειτονιές  Για άγνωστους προορισμούς, χρησιμοποιείται μια προκαθορισμένη (default) διαδρομή  Ελάττωση του μεγέθους των πινάκων δρομολόγησης με κόστος την αύξηση των μη-βέλτιστων διαδρομών

Έλεγχος τελικού σημείου (Endpoint control)  Βασική ιδέα σχεδιασμού  Να γίνουν όσο το δυνατό περισσότερα στο τελικό σημείο  Οπότε το δίκτυο γίνεται αδρανές (dumb)  Ακριβώς το αντίθετο από ότι γίνεται στα τηλεφωνικά δίκτυα  Το στρώμα της μεταφοράς τακτοποιεί τα προβλήματα  Transmission Control Protocol (TCP)  Τρέχει πάνω από οποιαδήποτε αξιόπιστη τεχνολογία ζεύξης  Αλλά χωρίς ποιότητα υπηρεσιών  Τροποποίηση του TCP απαιτεί αλλάγές σε κάθε τελικό σημείο