CST-245 A Εισαγωγή στις τεχνολογίες Διαδικτύου

Το Μοντέλο Αναφοράς OSI Το μοντέλο αναφοράς OSI (Open System Interconnection – Διασύνδεση Ανοιχτών Συστημάτων) αναπτύχθηκε από τον Διεθνή Οργανισμό Τυποποίηση (ISO – International Standards Organization) και ασχολείται με συνδέσεις ανοιχτών συστημάτων (αυτά τα οποία είναι ανοιχτά για επικοινωνία με άλλα συστήματα). Το μοντέλο OSI έχει 7 επίπεδα τα οποία φαίνονται στο παρακάτω σχήμα: 7. Επίπεδο Εφαρμογής (Application Layer) 6. Επίπεδο Παρουσίασης (Presentation Layer) 5. Επίπεδο Συνόδου (Session Layer) 4. Επίπεδο Μεταφοράς (Transport Layer) 3. Επίπεδο Δικτύου (Network Layer) 2. Επίπεδο Σύνδεσης Δεδομένων (Data Link Layer) 1. Φυσικό Επίπεδο (Physical Layer) Κεφάλαιο 2 - Αρχιτεκτονική Διαδικτύου και Πρωτόκολλα

Το Μοντέλο Αναφοράς OSI Το φυσικό επίπεδο (physical layer) ασχολείται με τη μετάδοση ακατέργαστων bits σε ένα κανάλι επικοινωνίας. Η κύρια αποστολή του επιπέδου σύνδεσης δεδομένων (data link layer) είναι να μετασχηματίσει το ακατέργαστο μέσο μετάδοσης σε μια γραμμή που εμφανίζεται ελεύθερη από σφάλματα μετάδοσης στο επίπεδο δικτύου. Μερικές από τις βασικές λειτουργίες αυτού του επιπέδου είναι η επιβεβαίωση μετάδοσης και λήψης καθώς και η ανίχνευση λαθών. Το επίπεδο δικτύου (network layer) ασχολείται με τον έλεγχο της λειτουργίας του υποδικτύου. Παρέχει σύνδεση και δρομολόγηση (routing) ανάμεσα σε δύο κόμβους ενός δικτύου. Η βασική λειτουργία του επιπέδου μεταφοράς (transport layer) είναι η αποδοχή δεδομένων από το επίπεδο συνόδου, η διάσπαση αυτών σε μικρότερες μονάδες αν χρειαστεί, η μεταφορά τους στο επίπεδο δικτύου και η διασφάλιση ότι όλα τα τμήματα φτάνουν σωστά στην άλλη πλευρά. Κεφάλαιο 2 - Αρχιτεκτονική Διαδικτύου και Πρωτόκολλα

Το Μοντέλο Αναφοράς OSI Το επίπεδο συνόδου (session layer) επιτρέπει στους χρήστες διαφορετικών μηχανημάτων να εγκαθιστούν συνόδους (sessions) μεταξύ τους. Μία σύνοδος επιτρέπει μια συνήθη μεταφορά δεδομένων, όπως και το επίπεδο μεταφοράς, αλλά παρέχει και μερικές πρόσθετες υπηρεσίες που είναι χρήσιμες σε πολλές εφαρμογές. Μια σύνοδος, μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να επιτρέψει τη σύνδεση ενός χρήστη σ’ένα απομακρυσμένο σύστημα καταμερισμού χρόνου (time-sharing) ή να μεταφέρει ένα αρχείο μεταξύ δύο μηχανών. Το επίπεδο παρουσίασης (presentation layer) εκτελεί συγκεκριμένες λειτουργίες οι οποίες ζητούνται αρκετά συχνά από τους χρήστες, για να εξασφαλίζουν την εύρεση μιας γενικής λύσης γι’ αυτούς, ώστε να μην αφήνεται κάθε χρήστης να λύνει τα προβλήματα μόνος του. Συγκεκριμένα, ενώ όλα τα κατώτερα επίπεδα ενδιαφέρονται μόνο για την αξιόπιστη μεταφορά bits από το ένα μέρος στο άλλο, το επίπεδο παρουσίασης ενδιαφέρεται για το συντακτικό και τη σημασιολογία των πληροφοριών που μεταδίδονται. Το επίπεδο εφαρμογής (application layer) χρησιμοποιεί τις υπηρεσίες του επιπέδου παρουσίασης για την εκτέλεση εφαρμογών των χρηστών. Μερικές χαρακτηριστικές λειτουργίες αυτού του επιπέδου είναι η μεταφορά αρχείων, η εισαγωγή εργασιών από απόσταση, η εμφάνιση καταλόγων (directory) αρχείων, το ηλεκτρονικό ταχυδρομείο κλπ. Κεφάλαιο 2 - Αρχιτεκτονική Διαδικτύου και Πρωτόκολλα

Κεφάλαιο 2 - Αρχιτεκτονική Διαδικτύου και Πρωτόκολλα TCP/IP protocol suite Τα διάφορα επίπεδα του TCP/IP σε σχέση με το μοντέλο αναφοράς OSI φαίνονται στο παρακάτω σχήμα: http://www.tcpipguide.com Κεφάλαιο 2 - Αρχιτεκτονική Διαδικτύου και Πρωτόκολλα

Κεφάλαιο 2 - Αρχιτεκτονική Διαδικτύου και Πρωτόκολλα TCP/IP protocol suite To επίπεδο εφαρμογής (application or process layer) είναι ένα πρωτόκολλο εφαρμογών, όπως το ηλεκτρονικό ταχυδρομείο. Το επίπεδο μεταφοράς (host-to-host transport layer) παρέχει υπηρεσίες οι οποίες απαιτούνται από διάφορες εφαρμογές. Το επίπεδο Internet παρέχει τη βασική υπηρεσία μεταγωγής αυτοδύναμων πακέτων (datagrams) στον τελικό τους προορισμό. Το επίπεδο δικτύου (network layer) αναλαμβάνει τη διευθυνσιοδότηση (IP addressing) και το Domain Name Service (DNS). Το φυσικό επίπεδο (hardware/physical layer) αναλαμβάνει τη διαχείριση του φυσικού μέσου, όπως μία γραμμή Ethernet. Κεφάλαιο 2 - Αρχιτεκτονική Διαδικτύου και Πρωτόκολλα

Κεφάλαιο 2 - Αρχιτεκτονική Διαδικτύου και Πρωτόκολλα Διευθύνσεις IP Οι IP διευθύνσεις είναι μοναδικοί αριθμοί (32-bit) που δίνονται από το Internet Network Information Center (InterNIC). Αυτές οι μοναδικές διευθύνσεις επιτρέπουν σε IP δίκτυα σε ολόκληρο τον κόσμο να επικοινωνήσουν μεταξύ τους. Οι IP διευθύνσεις αποτελούνται από τέσσερα κομμάτια από δεκαδικούς αριθμούς που παίρνουν τιμές από 0 έως 255 (για παράδειγμα κάποιος υπολογιστής μπορεί να έχει διεύθυνση 150.140.42.10). Οι διευθύνσεις αυτές διαβάζονται από αριστερά προς τα δεξιά, με τα αριστερά κομμάτια να υποδηλώνουν την κατηγορία και τη διεύθυνση του δικτύου, και τα δεξιά κομμάτια να δείχνουν τη διεύθυνση της μηχανής στο συγκεκριμένο δίκτυο. Κεφάλαιο 2 - Αρχιτεκτονική Διαδικτύου και Πρωτόκολλα

Κεφάλαιο 2 - Αρχιτεκτονική Διαδικτύου και Πρωτόκολλα Διευθύνσεις IP Υπάρχουν τρεις μεγάλες κατηγορίες IP δικτύων: η A, η B και η C. Τα δίκτυα της κατηγορίας A ορίζονται από το πρώτο αριστερό κομμάτι της διεύθυνσης Τα δίκτυα της κατηγορίας B ορίζονται από τα δύο αριστερά κομμάτια της διεύθυνσης Και τα δίκτυα της κατηγορίας C απαιτούν όλα τα κομμάτια εκτός από το πρώτο δεξιό κομμάτι της διεύθυνσης. Αν θέλει κάποιος να φτιάξει ένα IP δίκτυο αυτό θα είναι κατηγορίας B ή C διότι όλα τα δίκτυα κατηγορίας A έχουν ήδη είτε δοθεί, ή κρατηθεί από την Internet Assigned Numbers Authority (IANA). Ένα σημείο κλειδί που θα πρέπει να προσέξει κάποιος ο οποίος θέλει να συνδέσει ένα IP δίκτυο στο Internet, είναι ότι θα πρέπει να πάρει IP διεύθυνση και domain name από την IANA. Κεφάλαιο 2 - Αρχιτεκτονική Διαδικτύου και Πρωτόκολλα

Κεφάλαιο 2 - Αρχιτεκτονική Διαδικτύου και Πρωτόκολλα Διευθύνσεις IP Υπάρχουν τρία είδη διευθύνσεων στο internet: unicast (προορισμένες για μοναδικούς υπολογιστές στο internet - αναφέρονται μόνο σε ένα συγκεκριμένο host) broadcast (προορισμένες για όλους τους υπολογιστές που ανήκουν σ’ ένα δεδομένο δίκτυο) multicast (προορισμένες για ένα σύνολο από υπολογιστές που ανήκουν στην ίδια ομάδα multicast). Κεφάλαιο 2 - Αρχιτεκτονική Διαδικτύου και Πρωτόκολλα

Κεφάλαιο 2 - Αρχιτεκτονική Διαδικτύου και Πρωτόκολλα IP classes Οι διευθύνσεις στο internet χωρίζονται σε πέντε κλάσεις (classes) όπως φαίνεται και στο παρακάτω σχήμα: 16Μ hosts 64k hosts 256 hosts Κεφάλαιο 2 - Αρχιτεκτονική Διαδικτύου και Πρωτόκολλα

IP classes – Εύρος διευθύνσεων Κλάση Εύρος διευθύνσεων A 0.0.0.0 ως 127.255.255.255 Β 128.0.0.0 ως 191.255.255.255 C 192.0.0.0 ως 223.255.255.255 D 224.0.0.0 ως 239.255.255.255 E 240.0.0.0 ως 255.255.255.255 Κεφάλαιο 2 - Αρχιτεκτονική Διαδικτύου και Πρωτόκολλα

Κεφάλαιο 2 - Αρχιτεκτονική Διαδικτύου και Πρωτόκολλα Subnet masks Κάθε δίκτυο έχει ένα δικό του Network ID (net-id) Στα πλαίσια αυτού του net-id μπορούν να καθοριστούν ένας αριθμός από hosts (host-id) τα οποία θα ανήκουν όλα στο δίκτυο ή θα χωριστούν σε υποδίκτυα (subnets) Ο διαχωρισμός σε υποδίκτυα γίνεται με τη χρήση των subnet masks. To subnet mask είναι ένας 32-bit αριθμός που περιέχει το ψηφίο "1" για το network ID και το subnet ID ,και το ψηφίο "0" για το host ID. Κεφάλαιο 2 - Αρχιτεκτονική Διαδικτύου και Πρωτόκολλα

Κεφάλαιο 2 - Αρχιτεκτονική Διαδικτύου και Πρωτόκολλα Subnet masks Κάθε class έχει δικό του default subnet mask το οποίο καθορίζει ποια bits καθορίζουν το net-id και ποια τα host-ids. Αυτό φυσικά μπορεί να αλλάξει για να χωριστεί το δίχτυο σε subnets. Κεφάλαιο 2 - Αρχιτεκτονική Διαδικτύου και Πρωτόκολλα

Subnetting – Διαχωρισμός διχτύου σε subnets Για παράδειγμα ένα class B δίκτυο μπορεί να περιέχει 216-2* (65534) host-ids (Class B default subnet mask 255.255.000.000): 16bit net-id host-id To ίδιο δίκτυο όμως μπορεί να χωριστεί σε 28-2 (254) subnets, που να έχουν 28-2 (254) host-ids το καθένα (subnet mask 255.255.255.000): 16bit 8bit net-id subnet-id host-id * Αφαιρούμε 2 γιατί κάποιες διευθύνσεις είναι κρατημένες (π.χ. broadcast) Κεφάλαιο 2 - Αρχιτεκτονική Διαδικτύου και Πρωτόκολλα

Κεφάλαιο 2 - Αρχιτεκτονική Διαδικτύου και Πρωτόκολλα Subnetting - Examples Κεφάλαιο 2 - Αρχιτεκτονική Διαδικτύου και Πρωτόκολλα

Κεφάλαιο 2 - Αρχιτεκτονική Διαδικτύου και Πρωτόκολλα Subnetting - Examples Κεφάλαιο 2 - Αρχιτεκτονική Διαδικτύου και Πρωτόκολλα

Σημασία των subnet masks Ένας υπολογιστής όταν γνωρίζει την διεύθυνσή του (IP) και το subnet mask μπορεί να καθορίσει αν κάποια πληροφορία προορίζεται για: έναν υπολογιστή στο δικό του υποδίκτυο έναν υπολογιστή σε διαφορετικό υποδίκτυο άλλα στο δικό του δίκτυο έναν υπολογιστή σε διαφορετικό δίκτυο. Γνωρίζοντας ένας υπολογιστής την IP του ξέρει σε πια κλάση ανήκει ( Α, Β, ή C) απο τα περισσότερο σημαντικά ψηφία της διεύθυνσης(slide 14), το οποίο σημαίνει ότι γνωρίζει πού είναι το όριο μεταξύ του network ID και του subnet ID, ενώ γνωρίζοντας το subnet mask μπορεί να καταλάβει πού είναι το όριο μεταξύ του subnet ID και του host ID. Κεφάλαιο 2 - Αρχιτεκτονική Διαδικτύου και Πρωτόκολλα

Σημασία των subnet masks Παράδειγμα: Ας υποθέσουμε πως η διεύθυνση μας είναι 140.252.1.1 και ότι το subnet mask είναι 255.255.255.0 Που βρίσκονται οι ακόλουθοι υπολογιστές: IP 140.252.4.5 IP 140.252.1.22 IP 192.43.235.6 Κεφάλαιο 2 - Αρχιτεκτονική Διαδικτύου και Πρωτόκολλα

Σημασία των subnet masks IP: 140.252.1.1 Subnet mask: 255.255.255.0 Class B Network ID Subnet mask IP 140.252.4.5 – Στο ίδιο δίκτυο, σε άλλο subnet IP 140.252.1.22 - Στο ίδιο δίκτυο, στο ίδιο subnet IP 192.43.235.6 – Σε άλλο δίκτυο, σε άλλο subnet Κεφάλαιο 2 - Αρχιτεκτονική Διαδικτύου και Πρωτόκολλα

DNS – Domain Name System All Top Level Domains and Country Codes can be found at IANA: http://www.iana.org/domains/root/db/ Some samples: TLD COUNTRY CODES .com commercial .cy Cyprus .edu Educational .gr Greece .ac Academic .eu European Union .org Organization .uk United Kingdom .aero Air-transport .us United States .mil Military .de Germany .gov Government .it Italy .info Information .es Spain .net Network .ru Russia Κεφάλαιο 2 - Αρχιτεκτονική Διαδικτύου και Πρωτόκολλα