ΗΜΥ 007 – Τεχνολογία Πληροφορίας Διάλεξη 17 TΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΥΠΡΟΥ Το Διαδίκτυο

Περίληψη Τι είναι το διαδίκτυο Εξέλιξη Οργάνωση Τεχνολογίες Εξάπλωση Χρήση Μετάδοση πληροφορίας στο διαδίκτυο Δίκτυο μεταγωγής πακέτων Διευθύνσεις διαδικτύου Βασικά Στοιχεία Router (δρομολογητής) Backbone (κορμός ή ραχοκοκαλιά)

Υλικό Αναφοράς Cyganski, D., Orr, A. O., and Vaz, R. F., Information Technology Inside and Outside, Prentice Hall, 2001 Κεφ. 20, σελίδες Σημειώσεις στην ιστοσελίδα του μαθήματος How Internet Infrastructure Works Λεξικό Ηλ. Υπολογιστών και τεχνολογίας του Διαδικτύου

Δίκτυο ηλεκτρονικών υπολογιστών Ένα σύνολο ανεξάρτητων διασυνδεδεμένων ηλεκτρονικών υπολογιστών και άλλων ηλεκτρονικών συσκευών που είναι ικανές να ανταλλάζουν πληροφορίες. Το δίκτυο του Πανεπιστημίου Κύπρου Έχει χιλιάδες συνδεμένους υπολογιστές Αποτελείται από υπολογιστές που στεγάζονται σε διαφορετικά κτίρια σε διάφορες περιοχές

Κατηγορίες δικτύων Κατηγορίες δικτύων Σύμφωνα με την γεωγραφική κατανομή ΤΤοπικό δίκτυο ( Local Area Network – LAN) ΜΜ ητροπολιτικό δίκτυο (Metropolitan Area Network – MAN) ΔΔ ίκτυο ευρείας περιοχής (Wide Area Network – WAN)

Το Διαδίκτυο (Internet) Παγκόσμιο δίκτυο πολλών δικτύων υπολογιστών Το δίκτυο του Πανεπιστημίου Κύπρου είναι μέρος του διαδικτύου συνδέει εκατομμύρια Η/Υ παγκοσμίως κάθε Η/Υ μπορεί να επικοινωνήσει με ένα άλλο Η/Υ αρκεί να είναι και οι δύο συνδεδεμένοι στο διαδίκτυο κάθε Η/Υ στο διαδίκτυο ονομάζεται κόμβος ή host και είναι ανεξάρτητος Ο χειριστής του Η/Υ αποφασίζει ποιες τοπικές λειτουργίες θα είναι διαθέσιμες στο διαδίκτυο και ποιες λειτουργίες του διαδικτύου μπορεί να χρησιμοποιεί. Το διαδίκτυο είναι σχεδιασμένο έτσι ώστε να μην υπάρχει κεντρικός έλεγχος. Δηλ. δεν υπάρχει κεντρικός υπολογιστής που να ελέγχει το διαδίκτυο.

Η Εξέλιξη του Διαδικτύου Στην δεκαετία του 1960 ιδρύθηκε το δίκτυο ARPANET χρηματοδοτημένο από τον οργανισμό Pentagon Advanced Research Projects Agency (ARPA) στις ΗΠΑ Το ARPANET ήτανε ένα αποκεντρωμένο δίκτυο υπολογιστών ψηλής ταχύτητας για έρευνα και ειδικά προγράμματα κρατικής ασφάλειας ένα δίκτυο μεταγωγής πακέτων ( packet-switching network)

Δίκτυο Μεταγωγής Πακέτων κάθε μήνυμα χωρίζετε σε πακέτα τα πακέτα μεταφέρονται ανεξάρτητα ακολουθώντας ακαθόριστες διαδρομές μέσω διαθέσιμων κόμβων του δικτύου διαφορετικά πακέτα μπορούν να πάρουν διαφορετικές διαδρομές και χρόνο το μήνυμα συναρμολογείτε στον προορισμό του το μήνυμα μπορεί να μην μεταφερθεί με την μεγαλύτερη ταχύτητα αλλά η πιθανότητα ότι θα μεταφερθεί είναι μεγάλη σύγκρινε με την τηλεφωνική επικοινωνία που βασίζεται σε αποκλειστικές γραμμές

Η Εξέλιξη του Διαδικτύου Η χρήση του ARPANET άλλαξε γρήγορα Δεν περιορίστηκε στην έρευνα Ανταλλαγή ειδήσεων και προσωπικών μηνυμάτων Μεγάλη ανάπτυξη κόμβων Οι κόμβοι χωρίστηκαν σε τομείς ( Domains) που δηλώνονται στο όνομα του κάθε Η/Υ Μερικοί κόμβοι ονομάστηκαν ανάλογα με την γεωγραφική τους τοποθεσία χρησιμοποιούνται 2 γράμματα για να δηλώσουν την χώρα στην οποία ανήκει ο υπολογιστής π.χ. gr – Greece cy – Cyprus Στις ΗΠΑ χρησιμοποιούνται 3 γράμματα και δηλώνουν: gov -government (κυβέρνηση) mil - military (στρατός) edu -educational institutions (εκπαιδεύτηκα ιδρύματα) com - commercial institutions (εμπορικά ιδρύματα) net - πύλες μεταξύ υπολογιστές

Η Εξέλιξη του Διαδικτύου Το ARPANET έλιξε επίσημα το 1989 αλλά οι λειτουργίες του συνέχισαν με το Διαδίκτυο με τεράστια ανάπτυξη Το Διαδίκτυο έχει εκατομμύρια κόμβους και συνέχεια αυξάνονται Αριθμός χρηστών στο διαδίκτυο τον Σεπτέμβριο 2002 Παγκόσμια: εκ. Αφρική: 6.31 εκ. Ασία: εκ. Ευρώπη: εκ. Μέση Ανατολή: 5.12 εκ. Καναδάς & ΗΠΑ: εκ. Λατινική Αμερική: εκ. Οι αριθμοί αυτοί υπολογίζονται με διάφορες δημοσκοπήσεις από το Nua Internet Surveys – πηγή δημογραφικής πληροφόρησης στο διαδίκτυο ( Το Διαδίκτυο θεωρείται το πιο σημαντικό επιστημονικό όργανο στο τέλος του 20ου αιώνα

Η εξάπλωση του Διαδικτύου Host = υπολογιστής με εγγεγραμμένη διεύθυνση στο Διαδίκτυο

Χαρτογράφηση Διαδικτύου

Διαδίκτυο

Διαδίκτυο στην Ελλάδα

Διαδίκτυο στην Κύπρο

Διαδίκτυο στην Κύπρο “Η Κύπρος πρωτοεισήχθηκε στον Κυβερνοχώρο το Η εμπορικοποίηση όμως του Διαδικτύου στην Κύπρο άρχισε το 1995, όταν ξεκίνησαν τη λειτουργία τους οι πρώτοι Παροχείς Υπηρεσιών Διαδικτύου ( Internet Service Providers ). Σήμερα υπάρχουν πέντε Παροχείς Υπηρεσιών Διαδικτύου οι οποίοι μαζί με το Πανεπιστήμιο Κύπρου παρέχουν πρόσβαση στο Διαδίκτυο σε περίπου χρήστες.” Κέντρο Παραγωγικότητας Κύπρου

Χρήση του Διαδικτύου Επικοινωνία Ερευνητές παγκοσμίως συνεργάζονται ανταλλάσσοντας δεδομένα, άρθρα, πληροφορίες , chatrooms, video conferencing, κτλ. Πληροφόρηση Αναζήτηση υλικού και πληροφοριών Ηλεκτρονικά βιβλία και περιοδικά Εκτέλεση εργασιών με υπολογιστή από απόσταση (η αρχική ιδέα του ARPANET) εξ αποστάσεως εγχείρηση και χρήση μικροσκοπίου Εξ αποστάσεως εκπαίδευση και ιατρική γνωμάτευση Εμπορική χρήση Διαφήμιση και αγοραπωλησία Αναψυχή Μουσική, εικόνες, παιγνίδια, κτλ.

Εξ Αποστάσεως Εγχείρηση Η πρώτη υπερατλαντική εγχείρηση μέσω του διαδικτύου από γιατρούς στις Η.Π.Α. σε ασθενή στην Γαλλία. Σεπτέμβριος 2001

Ο Ασθενής στην Γαλλία

Τεχνολογίες Διαδικτύου ηλεκτρονικό ταχυδρομείο ( )Το ηλεκτρονικό ταχυδρομείο ( ) επιτρέπει στους χρήστες να στέλνουν μηνύματα. telnetΤο telnet: επιτρέπει στους χρήστες να συνδέονται στον υπολογιστή ενός άλλου χρήστη. ftpΤο ftp (file transfer protocol) επιτρέπει στους χρήστες να συνδέονται σε έναν άλλο υπολογιστή με μόνο σκοπό την μεταφορά αρχείων. παγκόσμιος ιστόςΟ παγκόσμιος ιστός (world wide web) ενοποιεί τις παραπάνω τεχνολογίες και επιτρέπει με φιλικό στον χρήστη τρόπο πρόσβαση σε μεγάλη ποσότητα και ποικιλία πληροφορίας.

Ιεραρχική Πρόσβαση στο Διαδίκτυο Οι Τοπικοί Παροχείς Υπηρεσιών Διαδικτύου είναι οργανισμοί / εταιρίες που παρέχουν σαν υπηρεσία την πρόσβαση στο δίκτυο (Local Internet Service Providers - ISPs) Οι ISPs περιοχής (regional ISPs) παρέχουν πρόσβαση στο διαδίκτυο για μια ευρύτερη γεωγραφική περιοχή. Οι National Backbone providers (NBP) είναι εθνικές και διεθνείς συνδέσεις με οπτικές ίνες

Σύνδεση στο Διαδίκτυο Τo κάθε ISP έχει τόπο πρόσβασης για τους τοπικούς χρήστες στο Point of Presence (POP) Μέσω τηλεφωνικής γραμμής και modem ή με DSL κτλ Το Network Access Point (NAP) ενώνει μεγάλα δίκτυα και NBPs. Μέσω των NAP όλοι οι Η/Υ στα διάφορα δίκτυα μπορούν να επικοινωνούν μεταξύ τους στο διαδικτύου.

Σύνδεση στο Διαδίκτυο Δίκτυα διαφόρων τοπολογιών και τεχνολογιών συνδέονται στο Διαδίκτυο μέσω ψηφιακών τηλεφωνικών γραμμών T1 (DS1 1,544 Mbps) και T3 (DS3 44,736 Mbps) οπτικών ινών (OC-12, OC-48) των Routers

Σύνδεση των δικτύων Τα Routers συνδέουν LANs σε WANs ή WANs με WANs Τα Routers είναι εξειδικευμένοι Η/Υ στέλλουν τα μηνύματα των χρηστών του Διαδικτύου στον προορισμό τους μέσω χιλιάδων διαδρομών δεν επιτρέπουν σε μηνύματα να πάνε κάπου που δεν χρειάζεται Μερικά από τα μεγαλύτερα routers κατασκευάζονται από την Cisco Systems, Inc., Το Gigabit Switch Router series της Cisco χρησιμοποιείται στην ραχοκοκαλιά (backbone) του διαδικτύου. Μερικά routers μεταφέρουν Μbits / second ή μέχρι και 60 εκ. πακέτα δεδομένων ανά δευτερόλεπτο. Fujitsu GeoStream R980 industrial strength router

Επικοινωνία Η/Υ στο Διαδίκτυο Κάθε υπολογιστής που είναι στο διαδίκτυο έχει ένα μοναδικό νούμερο (αναπαριστάται με 4-bytes), που λέγεται Internet Protocol (IP) διεύθυνση. Όταν τα δεδομένα στέλνονται στο δίκτυο είναι κομμένα σε πακέτα. Κάθε πακέτο μεταφέρει εκτός άλλων και την IP διεύθυνση του προορισμού του. Όταν ένα πακέτο στέλνεται στο δίκτυο περνά από το τοπικό δίκτυο στον πρώτο router, ο οποίος εξετάζει την διεύθυνση προορισμού και αποφασίζει σε ποιόν από τους router που είναι συνδεδεμένος θα το στείλει.

Μετάδοση μηνυμάτων στο Διαδίκτυο Γίνεται με τρόπο παρόμοιο όπως η μετάδοση ταχυδρομικών επιστολών τοποθέτηση σε ταχυδρομικό γραμματοκιβώτιο και μετά σε ταχυδρομικό σάκο, μεταφορά σε κεντρικό ταχυδρομείο, μεταφορά στην συγκεκριμένη διεύθυνση, τοποθέτηση στο γραμματοκιβώτιο του παραλαβόντα ο Η/Υ του αποστολέα στέλλει το σε συγκεκριμένο router αφού προσθέσει στο μήνυμα την διεύθυνση του router ο οποίος το στέλλει σε άλλο router κοκ μέχρι μεταφορά του στο κατάλληλο Η/Υ και χρήστη router

Διευθύνσεις Η/Υ στο Διαδίκτυο Κάθε host στο διαδίκτυο έχει μια διεύθυνση που λέγεται IP address. Αυτή η διεύθυνση είναι στην μορφή xxx.xxx.xxx.xxx (π.χ ) όπου xxx είναι ένας αριθμός από το Αυτές οι διευθύνσεις διαφοροποιούν μοναδικά το κάθε host έτσι ώστε τα πακέτα να μπορούν να φτάσουν στον προορισμό τους. Αν η σύνδεση στο δίκτυο είναι μέσω modem (dial-up) τότε ο Internet Service Provider αντιστοιχεί μια IP διεύθυνση στον υπολογιστή Οι host Η/Υ έχουν εκτός από IP διευθύνσεις και ονόματα. Το όνομα είναι μια σειρά από γράμματα που διαχωρίζονται από τελείες. Το τελευταίο μέρος του ονόματος καθορίζει το domain Η αντιστοιχία του ονόματος και της IP διεύθυνσης γίνεται αυτόματα από το Domain Name System (DNS)

Διευθύνσεις Η/Υ Κάθε Η/Υ στο Ethernet έχει λίστα με τα IP addresses των υπόλοιπων Η/Υ και τις αντίστοιχες Ethernet διευθύνσεις των Η/Υ Αυτή η αντιστοιχία γίνεται με το Ethernet Address Resolution Protocol (ARP) Πρωτόκολλο που χρησιμοποιείται από κάθε Η/Υ για να μάθει την Ethernet διεύθυνση που αντιστοιχεί με την IP διεύθυνση στο διαδίκτυο με την οποία θέλει να επικοινωνήσει

Διαδρομή στο Διαδίκτυο 15 routers μεταξύ 2 Η/Υ στις ΗΠΑ Χρόνος τριών roundtrips από τον ένα router στον άλλο IP διεύθυνση αρχικού Η/Υ

Διαδρομή στο Διαδίκτυο 16 routers μεταξύ Η/Υ στις ΗΠΑ και Η/Υ στο ΗΒ Χρόνος τριών roundtrips από τον ένα router στον άλλο

Επικοινωνία Η/Υ στο Διαδίκτυο To TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) είναι το πρωτόκολλο που χρησιμοποιείται για την σύνδεση των hosts στο Διαδίκτυο και για την μετάδοση πληροφορίας στο Διαδίκτυο. Με το TCP/IP οι Η/Υ έχουν ένα κοινό τρόπο να «μιλούν» την ίδια γλώσσα. Τα πρωτόκολλα ορίζουν την φόρμα, και την σειρά με την οποία τα μηνύματα στέλνονται και λαμβάνονται από τις συσκευές του δικτύου καθώς και τις πράξεις που πρέπει να γίνουν όταν ένα μήνυμα μεταδίδεται και λαμβάνεται.

Πρωτόκολλο TCP/IP Μία εφαρμογή στέλνει ένα μήνυμα To TCP προσθέτει ένα πλαίσιο με πληροφορία όπως με ποια σειρά θα ενωθεί το πακέτο όταν φτάσει, ένα νούμερο που βοηθά στην εξακρίβωση αν το πακέτο αλλοιώθηκε στην μεταφορά κ.α. Το IP βάζει το πακέτο σε ένα «φάκελο» που περιέχει πληροφορία για την διεύθυνση προορισμού. Το πλαίσιο αυτό περιέχει πληροφορία όπως η διεύθυνση του αποστολέα, του παραλήπτη, πόσο χρόνο πρέπει να μείνει το πακέτο πριν «πεταχτεί» κ.α. Οι routers αποφασίζουν για τον πιο αποδοτικό τρόπο για να σταλεί το πακέτο. Τα πακέτα μπορεί να σταλούν από διαφορετικούς δρόμους. Όταν φτάσουν όλα τα πακέτα το TCP ελέγχει αν έχουν αλλοιωθεί όπου ζητά αναμετάδοση, και ξαναφτιάχνει το μήνυμα TCP πλαίσιο TCP IP πλαίσιο TCP

Στην συνέχεια … Ασφάλεια Πληροφοριών στο Διαδίκτυο