Υπηρεσίες δικτύων επικοινωνίας

Παρουσίαση με θέμα: "Υπηρεσίες δικτύων επικοινωνίας"— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 Υπηρεσίες δικτύων επικοινωνίας
Πρωτόκολλα

2 Επικοινωνία σταθμών / κόμβων σε δίκτυο:
Παράδειγμα επικοινωνίας με σήματα καπνού. Πρωτόκολλο επικοινωνίας: Για την επικοινωνία των σταθμών σε ένα δίκτυο, χρησιμοποιείται ένα σύνολο κανόνων, δηλαδή μια κοινή γλώσσα/κώδικας επικοινωνίας, δηλαδή «μιλούν την ίδια γλώσσα». Για να ανταλλάξουν δεδομένα δυο σταθμοί, εκτός από την ύπαρξη διαδρομής μεταξύ τους, είτε απευθείας είτε μέσω δικτύου επικοινωνίας, χρειάζεται να ακολουθήσουν επίσης συγκεκριμένες διαδικασίες. Για παράδειγμα, ο σταθμός -πηγή πρέπει να ενεργοποιήσει μια απευθείας επικοινωνιακή σύνδεση ή να πληροφορήσει το δίκτυο, για το ποιος είναι ο σταθμός με τον οποίο θέλει να επικοινωνήσει, ώστε να αποκατασταθεί η σχετική σύνδεση. Ακόμη πρέπει να ξέρει, πότε ο σταθμός προορισμού είναι έτοιμος να λάβει δεδομένα. Επίσης κάθε σταθμός πρέπει να είναι σε θέση να γνωρίζει, αν τα δεδομένα, που έστειλε, παρελήφθησαν σωστά ή δεν παρελήφθησαν καθόλου.

3 Επικοινωνία Η/Υ με πρωτόκολλα
Οντότητες: Είναι τα προγράμματα εφαρμογών των χρηστών που μπορεί να βρίσκονται σε διαφορετικά απομακρυσμένα συστήματα (τα οποία είναι διαφορετικής αρχιτεκτονικής και χρησιμοποιούν διαφορετικά λειτουργικά). Είναι οτιδήποτε μπορεί να στείλει και να πάρει πληροφορία. Π.χ. οντότητα είναι - η εφαρμογή πλοήγησης internet, π.χ. Firefox - η μεταφορά υπερκειμένου http, – το πρόγραμμα μεταφοράς αρχείων ftp κλπ. Σύστημα: είναι ένα συγκεκριμένο φυσικό αντικείμενο που περιέχει μια ή περισσότερες οντότητες. Για παράδειγμα, οντότητες είναι τα προγράμματα εφαρμογών των χρηστών, τα προγράμματα μεταφοράς αρχείων, τα συστήματα διαχείρισης βάσεων δεδομένων, ο εξοπλισμός για ανταλλαγή . Γενικά, οντότητα είναι ο,τιδήποτε μπορεί να στέλνει ή να λαμβάνει πληροφορία. Συστήματα είναι οι τηλεφωνικές συσκευές, οι υπολογιστές, τα τερματικά, οι απομακρυσμένοι αισθητήρες. Σύστημα είναι ένα συγκεκριμένο φυσικό αντικείμενο που περιέχει μία ή περισσότερες οντότητες. Έτσι, τελικά, οποιαδήποτε επικοινωνία πραγματοποιείται μεταξύ των αρμόδιων οντοτήτων. Για να είναι η επικοινωνία αυτή εφικτή και επιτυχής, οι οντότητες θα πρέπει να «μιλούν την ίδια γλώσσα», δηλαδή το ίδιο πρωτόκολλο.

4 Πρωτόκολλο επικοινωνίας
Ένα σύνολο κανόνων που χρησιμοποιείται για την επικοινωνία δυο σταθμών σε ένα δίκτυο. Παραδείγματα TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol)‏ Πρωτόκολλο Ελέγχου Μετάδοσης και πρωτόκολλο του Internet HTTP (Hyper Text Transfer Protocol)‏ Πρωτόκολλο Μεταφοράς Υπερκειμένου Torrent Πρωτόκολλο μεταφοράς αρχείων Ένα σύνολο κανόνων που χρησιμοποιείται για την επικοινωνία δυο σταθμών σε ένα δίκτυο. Παραδείγματα TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol)‏ Πρωτόκολλο Ελέγχου Μετάδοσης και πρωτόκολλο του Internet HTTP (Hyper Text Transfer Protocol)‏ Πρωτόκολλο Μεταφοράς Υπερκειμένου Torrent Πρωτόκολλο μεταφοράς αρχείων Έτσι, για την επικοινωνία των σταθμών σε ένα δίκτυο χρησιμοποιείται σύνολο κανόνων, το οποίο αποτελείτο πρωτόκολλο επικοινωνίας (communication protocol) ή απλά πρωτόκολλο (protocol). Για την ακρίβεια, το πρωτόκολλο χρησιμοποιείται για την επικοινωνία μεταξύ οντοτήτων (entities), που βρίσκονται σε διαφορετικά συστήματα. Όσο αφορά τους χρήστες ενός δικτύου επικοινωνίας, αυτό που πρέπει να προσέχουν, αν θέλουν να είναι δυνατόν να επικοινωνούν, είναι να χρησιμοποιούν συστήματα, που υποστηρίζουν τα ίδια πρωτόκολλα επικοινωνίας.

5 Αρχιτεκτονική Δικτύου
Ο ρόλος των διαφόρων τμημάτων του λογισμικού και του υλικού στη διεργασία της επικοινωνίας, η μεταξύ τους σχέση, και τα πρωτόκολλα τα οποία πρέπει να ακολουθούνται, καθορίζονται από την Αρχιτεκτονική Δικτύου (Network Architecture).

6 Στρωματοποιημένη αρχιτεκτονική δικτύου
Ο σχεδιασμός και η υλοποίηση ενός δικτύου γίνεται σε ανεξάρτητα δομικά στοιχεία που ονομάζονται στρώματα (layers) ή επίπεδα (levels)‏ Πλεονεκτήματα: Διαχωρισμός του προβλήματος σε μικρότερα και πιο εύκολα διαχειρίσιμα προβλήματα. Εύκολη προσθήκη ή βελτίωση υπηρεσιών ανά επίπεδο. Η διεργασία της επικοινωνίας μεταξύ οντοτήτων, που βρίσκονται σε διαφορετικά συστήματα, είναι αρκετά περίπλοκη, για να υλοποιείται από ένα συμπαγές πρωτόκολλο. Αντίθετα, χρησιμοποιείται ένα σύνολο πρωτοκόλλων, με ιεραρχική ή στρωματοποιημένη δομή. Με σκοπό να γίνει πιο εύκολη η σχεδίαση και υλοποίηση ενός δικτύου, χρησιμοποιούνται ανεξάρτητα δομικά στοιχεία τα στρώματα (layers) ή επίπεδα (levels). Στην περίπτωση αυτή έχουμε στρωματοποιημένη αρχιτεκτονική δικτύου. Ο αριθμός των επιπέδων, τα ονόματα, το περιεχόμενο και η λειτουργία τους διαφέρουν από αρχιτεκτονική σε αρχιτεκτονική. Όμως, σε κάθε περίπτωση, ο σκοπός του κάθε επιπέδου είναι να προσφέρει συγκεκριμένες υπηρεσίες στα υψηλότερα επίπεδα, με τρόπο διαφανή, απομονώνοντας τα δηλαδή από τις λεπτομέρειες σχετικά με το πώς πραγματικά υλοποιούνται οι παρεχόμενες υπηρεσίες. Μερικές από τις ανεξάρτητες λειτουργίες οι οποίες απαιτούνται στις επικοινωνίες δικτύου και είναι δυνατόν να υλοποιούνται σε διαφορετικά επίπεδα, είναι η μετατροπή των δεδομένων σε ηλεκτρικό σήμα, η ανίχνευση και η διόρθωση λαθών, η προώθηση των δεδομένων στον προορισμό, η κρυπτογράφηση των δεδομένων.

7 Ανεξάρτητες λειτουργίες στις επικοινωνίες
Μερικές από τις ανεξάρτητες λειτουργίες οι οποίες απαιτούνται στις επικοινωνίες δικτύου και είναι δυνατόν να υλοποιούνται σε διαφορετικά επίπεδα, είναι η μετατροπή των δεδομένων σε ηλεκτρικό σήμα, η ανίχνευση και η διόρθωση λαθών, η προώθηση των δεδομένων στον προορισμό η κρυπτογράφηση των δεδομένων.

8 Διεπαφή (interface) Καθορίζει
τις βασικές λειτουργίες και υπηρεσίες που προσφέρει κάθε επίπεδο στο ανώτερό του και τα μηνύματα που ανταλλάσσουν δυο γειτονικά επίπεδα Καθορίζει τις βασικές λειτουργίες και υπηρεσίες που προσφέρει κάθε επίπεδο στο ανώτερό του και τα μηνύματα που ανταλλάσσουν δυο γειτονικά επίπεδα Οι σχεδιαστές, αφού αποφασίσουν τον αριθμό των επιπέδων, που θα συμπεριλάβουν σε ένα δίκτυο, το ρόλο του καθενός και τα πρωτοκολλά τους, σχεδιάζουν και τη διεπαφή (interface) ανάμεσα στα γειτονικά επίπεδα. Η διεπαφή καθορίζει τις βασικές λειτουργίες και υπηρεσίες, που προσφέρει κάθε επίπεδο στο ανώτερο του και τα μηνύματα, που ανταλλάσσονται μεταξύ των δύο γειτονικών επιπέδων. Ο σαφής και ξεκάθαρος καθορισμός των διεπαφών είναι παράγοντας ιδιαίτερα κρίσιμος για την εύκολη και ανεξάρτητη βελτίωση και αναβάθμίση του κάθε επιπέδου και συμβάλλει στην εύκολη αντικατάσταση υλοποίησης ενός επιπέδου με άλλη εντελώς διαφορετική υλοποίηση.

9 Αρχιτεκτονική Δικτύου σε επίπεδα
Το σύνολο των επιπέδων, των πρωτοκόλλων και των διεπαφών μεταξύ των επιπέδων, αποτελούν την αρχιτεκτονική δικτύου Λόγω της σπουδαιότητας της αρχιτεκτονικής δικτύου, διάφοροι οργανισμοί και κατασκευαστές υπολογιστών έχουν ασχοληθεί με τη τυποποίηση και ανάπτυξη αρχιτεκτονικών. Από τις πιο σημαντικές είναι η Αρχιτεκτονική Συστήματος Δικτύου (System Network Architecture, SNA) της IBM, η αρχιτεκτονική OSI (το μοντέλο αναφοράς OSI) του ISO, και η αρχιτεκτονική TCP/IP, που χρησιμοποιείται στο Διαδίκτυο.

10 Παράδειγμα επικοινωνίας επιχειρηματιών σε επίπεδα
Έστω 2 επιχειρηματίες, ένας Κινέζος και ένας Έλληνας που βρίσκονται ο καθένας στην χώρα του και θέλουν να επικοινωνήσουν τηλεφωνικά για να συνεργαστούν. Οι επιχειρηματίες αποτελούν το 3οο επίπεδο επικοινωνίας (επίπεδο επιχειρηματιών). Και οι δύο χρησιμοποιούν μεταφραστές (2ο επίπεδο) οι οποίοι συμφωνούν να επικοινωνήσουν στα αγγλικά. Οι μεταφραστές χρησιμοποιούν γραμματείς (1ο επίπεδο) οι οποίοι συμφωνούν να στέλνουν τα έγγραφα μέσω fax.

11 Πρωτόκολλα και Αρχιτεκτονικές Δικτύων
Πρωτόκολλο (Protocol): Ένα σύνολο κανόνων που διέπουν την επικοινωνία μεταξύ οντοτήτων σε διαφορετικά συστήματα. Η επικοινωνία γίνεται με την ανταλλαγή PDU (Protocol Data Unit). Οντότητα: Οτιδήποτε λαμβάνει ή μεταδίδει πληροφορίες, π.χ. ένα πρόγραμμα. Σύστημα: Φυσικό αντικείμενο που περιλαμβάνει πολλές οντότητες, π.χ. ένας υπολογιστής. Αρχιτεκτονική: Ο ρόλος λογισμικού και υλικού στην διαδικασία της επικοινωνίας, η μεταξύ τους σχέση και τα πρωτόκολλα.

12 Στρωματοποιημένες Αρχιτεκτονικές Δικτύων
Για την υλοποίηση του δικτύου χρησιμοποιούνται ανεξάρτητα δομικά στοιχεία, τα layers ή levels. Κάθε layer δέχεται τις υπηρεσίες του κατωτέρου του και προσφέρει τις υπηρεσίες του στο ανώτερο Δεδομένα ανώτερου επιπέδου, μαζί με τα δεδομένα ελέγχου του layer (PDU ,Protocol Data Unit) Διαχωρισμός προβλήματος επικοινωνίας σε μικρότερα και πιο εύκολα διαχειρίσιμα προβλήματα Εύκολη προσθήκη, διόρθωση ή βελτίωση υπηρεσιών Παράδειγμα στρωματοποιημένων αρχιτεκτονικών: OSI και TCP/IP

13 Επισημάνσεις