Εισαγωγή στην επιστήμη των υπολογιστών

Παρουσίαση με θέμα: "Εισαγωγή στην επιστήμη των υπολογιστών"— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 Εισαγωγή στην επιστήμη των υπολογιστών
Κεφάλαιο 4ο Δικτύωση και Διαδίκτυο

2 Ένα δίκτυο υπολογιστών (computer network) είναι ένας συνδυασμός υπολογιστικών συστημάτων (μηχανών , κόμβων), τα οποία συνδέονται μεταξύ τους μέσω κάποιου μέσου μετάδοσης (ενσύρματο ή ασύρματο).

3 Ομάδα υπολογιστών σε ένα κτίριο
Κατηγορίες Δικτύων Ως προς τη γεωγραφική κάλυψη Δίκτυα Τοπικά Δίκτυα Local Area Networks Δίκτυα ευρείας περιοχής Wide Area Networks Ομάδα υπολογιστών σε ένα κτίριο ή κτιριακό συγκρότημα Συνδέει υπολογιστές γειτονικών πόλεων, χωρών ημισφαιρίων

4 Βασίζεται σε σχεδιασμούς και τεχνολογίες που είναι δημόσια διαθέσιμοι
Κατηγορίες Δικτύων Ως προς την εκμετάλλευση Δίκτυα Ανοιχτό Κλειστό Ελέγχεται από συγκεκριμένη μονάδα (άτομο ή οργανισμός) Βασίζεται σε σχεδιασμούς και τεχνολογίες που είναι δημόσια διαθέσιμοι π.χ. Internet TCP/IP Novell

5 Κατηγορίες Δικτύων Ως προς την τοπολογία (τρόπος διασύνδεση κόμβων)
Ι. Δίαυλος ΙΙ. Δακτύλιος

6 Κατηγορίες Δικτύων Ως προς την τοπολογία (τρόπος διασύνδεση κόμβων)
ΙΙΙ. Αστέρας ΙV. Άτακτη τοπολογία

7 Διασύνδεση Κόμβων / Δικτύων
Γέφυρα: Διασυνδέει συμβατά δίκτυα Ενσύρματα Διασύνδεση δικτύων Δρομολογητής: Μετατρέπει τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά μεταξύ των δικτύων που διασυνδέει Διασύνδεση κόμβων

8 Διασύνδεση Κόμβων / Δικτύων
Ραδιοκύματα Ασύρματα Μικροκύματα Υπέρυθρη ακτινοβολία

9 Διαδιεργασιακή επικοινωνία
Ο τρόπος με τον οποίο επικοινωνούν μεταξύ τους οι διεργασίες (δραστηριότητες) που βρίσκονται στις μηχανές ενός δικτύου Ι. Μοντέλο πελάτη διακομιστή (Client Server) Oι Πελάτες κάνουν αιτήσεις σε διεργασίες του Διακομιστή και αυτός τις ικανοποιεί πχ. εκτυπωτής που εξυπηρετεί τις ανάγκες ενός γραφείου 9

10 Διαδιεργασιακή επικοινωνία
Ο τρόπος με τον οποίο επικοινωνούν μεταξύ τους οι διεργασίες (δραστηριότητες) που βρίσκονται στις μηχανές ενός δικτύου ΙΙ. Ομότιμο Μοντέλο (peer to peer model) Δυο Διεργασίες επικοινωνούν μεταξύ τους ως ισότιμες πχ. Ανταλλαγή μουσικών κομματιών μέσω Διαδικτύου

11 Πρωτόκολλα δικτύων Κανόνες σύμφωνα με τους οποίους διεξάγεται η
διαδιεργασιακή επικοινωνία Περιγράφουν: τον τρόπο με τον οποίο κωδικοποιούνται οι πληροφορίες μέσα σε ένα μήνυμα πως οι πληροφορίες ενσωματώνονται σε πακέτα και δρομολογούνται τον τρόπο με τον οποίο γίνεται ο χειρισμός της μετάδοσης και της λήψης μηνυμάτων 11

12 Ethernet Σύνολο προτύπων για τη δημιουργία τοπικών δικτύων με τοπολογία διαύλου Πήρε το όνομά του από το ομοαξονικό καλώδιο το οποίο διασυνδέει τους κόμβους που ονομαζόταν «αιθέρας» Τυποποιήθηκε από τον ΙΕΕΕ ως μέρος της οικογένειας προτύπων IEEE 802 Υπάρχουν πολλές διαθέσιμες εκδόσεις του

13 Διαδίκτυο / Internet Μια συλλογή από περιοχές (domains) κάθε μια από τις οποίες κάθε μια από τις οποίες αποτελεί ένα δίκτυο ή ένα σχετικά μικρό διαδίκτυο Κάθε περιοχή είναι ένα αυτόνομο σύστημα το οποίο μπορεί να διευθυνσιοδοτηθεί όπως επιθυμεί η τοπική αρχή Κάθε περιοχή μπορεί να προσαρτηθεί στο Διαδίκτυο μέσω ενός δρομολογητή που ονομάζεται Πύλη (Gateway)

14 Διευθυνσιοδότηση στο Internet
Σε κάθε μηχανή αντιστοιχίζεται μια μοναδική διεύθυνση που ονομάζεται IP διεύθυνση. Είναι ένα σχήμα bit 32 ψηφίων

15 Διευθυνσιοδότηση στο Internet
Κάθε περιοχή διαθέτει μια και μοναδική μνημονική διεύθυνση πχ. Μια μηχανή του εκδοτικού οίκου Addison-Wesley μπορεί να έχει IP διεύθυνση την Τα 3 πρώτα byte ( ) αποτελούν το αναγνωριστικό του δικτύου που προσδιορίζει την περιοχή του οίκου Addison-Wesley (aw.com) To 4o byte αποτελεί τη διεύθυνση της συγκεκριμένης μηχανής μέσα στην περιοχή του εκδοτικού οίκου Addison-Wesley. ???? Τι είναι η κατάληξη com ...Είναι μια περιοχή ανώτατου Επιπέδου....

16 Περιοχή ανώτατου επιπέδου
Αντικατοπτρίζει τον χαρακτηρισμό μιας περιοχής com: Εμπορική περιοχή edu: Περιοχή για εκπαιδευτικά ιδρύματα gov: Περιοχή για κυβερνητικούς σκοπούς org: Περιοχή για μη κερδοσκοπικούς οργανισμούς au, ca, gr: Διγράμματες περιοχές για συγκεκριμένες χώρες Ελλάδα Καναδάς Αυστραλία

17 Υπηρεσίες Διαδικτύου Ηλεκτρονική Αλληλογραφία
Σύστημα μεταφοράς μηνυμάτων μεταξύ των χρηστών του Διαδικτύου Μια συγκεκριμένη μηχανή (Διακομιστής Αλληλογραφίας – Mail Server) αναλαμβάνει τον χειρισμό των δραστηριοτήτων που αφορούν την Ηλεκτρονική Αλληλογραφία. πχ Εμπορική Περιοχή Όνομα περιοχής Όνομα Διακομιστή Αλληλογραφίας Άτομο που προσδιορίζεται με το όνομα Shakespear

18 Υπηρεσίες Διαδικτύου Πρωτόκολλο μεταφοράς αρχείων
Το τυπικό πρωτόκολλο για τη μεταφορά αρχείων από ένα μηχάνημα σε κάποιο άλλο στο Internet είναι το Πρωτόκολλο Μεταφοράς Αρχείων (File Transfer Protocoll, ή FTP)

19 Υπηρεσίες Διαδικτύου Προσπέλαση σε μηχανές από μεγάλη απόσταση Το TELNET (TErminal NETwork) είναι ένα πρόγραμμα πελάτη-διακομιστή γενικής χρήσης που επιτρέπει απομακρυσμένη σύνδεση στο Internet

20 Παγκόσμιος Ιστός Όταν τα τμήματα διαφόρων υπερμεσικών εγγράφων συνδέονται με άλλα σχετικά έγγραφα, τα οποία μπορεί και να βρίσκονται σε διαφορετικούς υπολογιστές, τότε δημιουργείται ένας Παγκόσμιος διαδικτυακός Ιστός. Τα υπερμεσικά έγγραφα ονομάζονται Ιστοσελίδες (Web pages) Μια συλλογή στενά συνδεδεμένων Ιστοσελίδων ονομάζεται Τοποθεσία Ιστού (Web site)

21 Υλοποίηση Ιστού Η πρόσβαση στα έγγραφα υπερκειμένου μιας μηχανής γίνεται μέσω ενός λογισμικού που ονομάζεται Φυλλομετρητής Ιστού (Web Browser) πχ Internet Explorer Η μεταφορά των εγγράφων υπερκειμένου από έναν διακομιστή σε έναν πελάτη γίνεται μέσω του Πρωτόκολλου Μεταφοράς Υπερκειμένου (Hypertext Transfer Protocol, ή HTTP) O εντοπισμός και η ανάκτηση ενός εγγράφου υπερκειμένου γίνεται μέσω ενός ειδικού τύπου διευθυνσιοδότησης που ονομάζεται Ενιαίος Εντοπιστής Πόρων ή URL

22 Υλοποίηση Ιστού Ένα τυπικό URL: To πρωτόκολλο που απαιτείται για την προσπέλαση του εγγράφου. Σε αυτήν την περίπτωση χρησιμοποιείται το πρωτόκολλο μεταφοράς υπερκειμένου (http) Μνημονικό όνομα του υπολογιστή που φιλοξενεί το έγγραφο Όνομα εγγράφου Διαδρομή καταλόγων που προσδιορίζει τη θέση του εγγράφου

23 HTML Στον παγκόσμιο ιστό χρησιμοποιείται η γλώσσα σήμανσης ή μορφοποίησης HTML. Ένα έγγραφο υπερκειμένου μοιάζει με τα κανονικά έγγραφα με την διαφορά ότι περιέχει επιπλέον ειδικά σύμβολα, που ονομάζονται ετικέτες, και περιγράφουν πως θα εμφανιστεί το έγγραφο στην οθόνη.

24 Μια απλή Ιστοσελίδα Η σελίδα κωδικοποιημένη σε HTML <html>
<head> <title>σελίδα επίδειξης </title> </head> <body> <h1>H ιστοσελίδα μου</h1> <p>Πατήστε εδώ για άλλη σελίδα.</p> </body> </html>

25 Πατήστε εδώ για άλλη σελίδα
Μια απλή Ιστοσελίδα Η σελίδα όπως θα εμφανιζόταν στην οθόνη του υπολογιστή Η Ιστοσελίδα μου Πατήστε εδώ για άλλη σελίδα

26 Έλεγχος προνομίων μετάδοσης
Συντονίζουν τα δικαιώματα μετάδοσης μηνυμάτων Ι. Πρωτόκολλο Δακτυλίου με σκυτάλη (token ring protocol) Χρησιμοποιείται σε συνδυασμό με την τοπολογία Δακτυλίου.

27 Έλεγχος προνομίων μετάδοσης
Συντονίζουν τα δικαιώματα μετάδοσης μηνυμάτων Ι. Πρωτόκολλο δακτυλίου με σκυτάλη (token ring protocol) Για να αποκτήσει μια μηχανή το προνόμιο μετάδοσης μηνυμάτων περιμένει να έρθει στην κατοχή της ένα μοναδικό σχήμα bit που ονομάζεται Σκυτάλη. Στην περίπτωση αυτή για όσο χρόνο έχει την σκυτάλη μεταβιβάζει τα μηνύματα που θέλει στο δίκτυο Όταν φτάσει ένα μήνυμα στην μηχανή προορισμού, αυτή κρατάει ένα αντίγραφο και προωθεί το μήνυμα στην επόμενη μηχανή, μέχρι να φτάσει πάλι στην μηχανή προέλευσης, η οποία και το αποσύρει από τον δακτύλιο

28 Έλεγχος προνομίων μετάδοσης
Συντονίζουν τα δικαιώματα μετάδοσης μηνυμάτων ΙΙ. Πρωτόκολλο CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) Χρησιμοποιείται σε συνδυασμό με την τοπολογία Διαύλου. Κάθε μήνυμα που μεταδίδεται από οποιαδήποτε μηχανή εκπέμπεται σε όλες τις μηχανές του διαύλου

29 Έλεγχος προνομίων μετάδοσης
Συντονίζουν τα δικαιώματα μετάδοσης μηνυμάτων ΙΙ. Πρωτόκολλο CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) Για να μεταδώσει μια μηχανή ελέγχει το δίαυλο και αν τον βρει ελεύθερο τότε μεταδίδει. Υπάρχει περίπτωση δυο ή περισσότερες μηχανές να βρουν ταυτόχρονα το δίαυλο ελεύθερο, οπότε αρχίζουν ταυτόχρονα να μεταδίδουν. Αυτό προκαλεί σύγκρουση, οπότε σταματούν όλοι για τυχαίο χρονικό διάστημα και επαναλαμβάνουν την μετάδοση

30 Επίπεδα λογισμικού του Διαδικτύου
Εφαρμογής Μεταφοράς Δικτύου Συνδέσμου

31 Επίπεδο Εφαρμογής Φιλοξενεί τα προγράμματα μέσω των οποίων επικοινωνούν και διεκπεραιώνουν οι χρήστες του Διαδικτύου Χρησιμοποιεί το επίπεδο μεταφοράς για να στείλει και να λάβει μηνύματα από το Διαδίκτυο

32 Επίπεδο Μεταφοράς Αποδέχεται μηνύματα από το επίπεδο Εφαρμογής και εξασφαλίζει ότι είναι κατάλληλα για τη μετάδοσή τους μέσω Διαδικτύου. Αυτό γίνεται μέσω της διάσπασης των μηνυμάτων σε μικρότερα τμήματα που ονομάζονται Πακέτα. Προσθέτει στα πακέτα σειριακούς αριθμούς έτσι ώστε να μπορούν να ανασυναρμολογηθούν στον προορισμό τους Περιέχει τα πρωτόκολλα: TCP: αξιόπιστη μεταφορά πακέτων αλλά πιο αργό UDP: λιγότερο αξιόπιστο άλλα πολύ πιο γρήγορο

33 Επίπεδο Δικτύου Είναι υπεύθυνο για να εξασφαλίζει ότι τα πακέτα που λαμβάνει προωθούνται από το ένα δίκτυο του Διαδικτύου στο άλλο μέχρι να φτάσουν στον τελικό προορισμό τους. Γνωρίζει την τοπολογία του Διαδικτύου μέσω της οποίας προωθεί τα πακέτα Προσδιορίζει τις ενδιάμεσες διευθύνσεις μέσω των οποίων θα περάσουν τα πακέτα

34 Επίπεδο Συνδέσμου Μεταφέρει τα πακέτα μεταξύ των ενδιάμεσων διευθύνσεων όπως αυτές προσδιορίζονται από το επίπεδο δικτύου Ασχολείται με τον έλεγχο των προνομίων της μετάδοσης Σκυτάλη CSMA/CD

35 Ασφάλεια Προστασία δεδομένων από μη εξουσιοδοτημένη πρόσβαση με την κρυπτογράφηση τους. Δύο προσεγγίσεις για την κρυπτογράφηση δεδομένων. Κρυπτογραφία κρυφού κλειδιού. Κρυπτογραφία δημόσιου κλειδιού.

36 Συνηθισμένες απειλές στην ασφάλεια
Ιός (virus) Πρόκειται για προγράμματα που «μολύνουν» άλλα προγράμματα ενσωματώνοντας σ’ αυτά αντίγραφα του εαυτού τους. Σκουλήκι (worm) Αυτόνομο πρόγραμμα το οποίο μεταφέρει τον εαυτό του μέσω κάποιου δικτύου, βρίσκοντας «στέγη» στις μηχανές και προωθώντας αντίγραφα του εαυτού του στο δίκτυο.

37 Αντιμετώπιση Χρησιμοποιούμε ειδικό λογισμικό αντιμετώπισης ιών (antivirus) Τείχος προστασίας (firewall) Φιλτράρει την κυκλοφορία που εισέρχεται ή διέρχεται από μία μηχανή.