Copyright © 2008 Pearson Education, Inc. Publishing as Pearson Addison-Wesley Κεφάλαιο 4: Δικτύωση και Διαδίκτυο Η Επιστήμη των Υπολογιστών: Μια Ολοκληρωμένη.

Παρουσίαση με θέμα: "Copyright © 2008 Pearson Education, Inc. Publishing as Pearson Addison-Wesley Κεφάλαιο 4: Δικτύωση και Διαδίκτυο Η Επιστήμη των Υπολογιστών: Μια Ολοκληρωμένη."— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 Copyright © 2008 Pearson Education, Inc. Publishing as Pearson Addison-Wesley Κεφάλαιο 4: Δικτύωση και Διαδίκτυο Η Επιστήμη των Υπολογιστών: Μια Ολοκληρωμένη Παρουσίαση (δέκατη αμερικανική έκδοση) J. Glenn Brookshear

2 Copyright © 2008 Pearson Education, Inc. Publishing as Pearson Addison-Wesley 4-2 Κεφάλαιο 4: Δικτύωση και Διαδίκτυο Δικτύωση –Μελετά τον τρόπο που συνδέονται οι υπολογιστές για να μοιράζονται πληροφορίες και πόρους Σχετικά θέματα –Κατασκευή και λειτουργία δικτύων –Εφαρμογές δικτύων –Ασφάλεια –Διαδίκτυο

3 Copyright © 2008 Pearson Education, Inc. Publishing as Pearson Addison-Wesley Εισαγωγή Ανάγκη για κοινή χρήση πληροφοριών και πόρων => οδήγησε σε υπολογιστικά συστήματα – δίκτυα για σύνδεση υπολογιστών και μεταφορά δεδομένων Μέσω των δικτύων οι χρήστες μοιράζονται πόρους, όπως –Εκτυπωτές, πακέτα λογισμικού, μέσα αποθήκευσης Υποκείμενο λογισμικό –Από απλό πακέτο λογισμικού σ’ ένα εκτεταμένο σύστημα δικτυακού λογισμικού -> δικτυακό λειτουργικό σύστημα 4-3

4 Copyright © 2008 Pearson Education, Inc. Publishing as Pearson Addison-Wesley 4-4 Κατηγορίες Δικτύων Ανάλογα με την Εμβέλεια –Τοπικά δίκτυα (LAN) –Μητροπολιτικά δίκτυα (MAN) –Δίκτυα ευρείας περιοχής (WAN) Ανάλογα με την Ιδιοκτησία –Ανοιχτά, π.χ. το Διαδίκτυο (βασίζεται σε TCP/IP) –Κλειστά (ή δίκτυα αποκλειστικής εκμετάλλευσης) Ανάλογα με την Τοπολογία(διευθέτηση των κόμβων) –Διαύλου (Ethernet) –Αστέρα (Ασύρματα δίκτυα με κεντρικό σημείο πρόσβασης)

5 Copyright © 2008 Pearson Education, Inc. Publishing as Pearson Addison-Wesley Τοπολογία Διαύλου (Bus topology) Όλες οι μηχανές συνδέονται σε μια κοινή γραμμή επικοινωνίας που ονομάζεται δίαυλος (bus) Έγινε δημοφιλής το 1990 όταν υλοποιήθηκε με βάση ένα σύνολο προτύπων γνωστό ως Ethernet (ένα από τα δημοφιλέστερα συστήματα δικτύωσης) 4-5

6 Copyright © 2008 Pearson Education, Inc. Publishing as Pearson Addison-Wesley Τοπολογία Διαύλου (Bus topology) 4-6

7 Copyright © 2008 Pearson Education, Inc. Publishing as Pearson Addison-Wesley Τοπολογία Αστέρα Εξέλιξη του παραδείγματος ενός μεγάλου υπολογιστή με πολλούς χρήστες –Καθώς τα απλά τερματικά εξελίχθηκαν σε μικρούς υπολογιστές, προέκυψε το δίκτυο αστέρα Σήμερα η τοπολογία είναι δημοφιλής στα ασύρματα δίκτυα –Επικοινωνία μέσω εκπομπής ραδιοφωνικών κυμάτων –Μιά κεντρική μηχανή, το σημείο πρόσβασης (access point),είναι το σημείο εστίασης γύρω από το οποίο συντονίζεται η επικοινωνία 4-7

8 Copyright © 2008 Pearson Education, Inc. Publishing as Pearson Addison-Wesley 4-8 Τοπολογία Αστέρα

9 Copyright © 2008 Pearson Education, Inc. Publishing as Pearson Addison-Wesley Διαφορές μεταξύ Δικτύου Διαύλου (Δ.Δ.) και Δικτύου Αστέρα (Δ.Α.) Όχι προφανείς από τη φυσική διευθέτηση του εξοπλισμού –Ένα Δ.Δ. μπορεί να έχει ένα μικρό δίαυλο με μεγάλες συνδέσεις προς τις μηχανές και να μοιάζει με αστέρα. Μπορεί να δημιουργείται με έναν διανομέα (hub) που παίζει το ρόλο ενός μικρού διαύλου, προς τον οποίον συνδέονται οι διάφορες μηχανές Ο διανομέας το μόνο που κάνει είναι η αναμετάδοση οποιουδήποτε σήματος λαμβάνει (ίσως ενισχυμένο) προς όλες τις μηχανές Έγκειται στο αν οι μηχανές επικοινωνούν απ’ ευθείας ή έμμεσα μέσω κεντρικής μηχανής 4-9

10 Copyright © 2008 Pearson Education, Inc. Publishing as Pearson Addison-Wesley Πρωτόκολλα Τι είναι Κανόνες που συντονίζουν τις διάφορες δραστηριότητες ενός δικτύου –Βοηθά στη δημιουργία συμβατών προϊόντων για δικτυακές εφαρμογές Απαραίτητα στην ανάπτυξη δικτυακών τεχνολογιών 4-10

11 Copyright © 2008 Pearson Education, Inc. Publishing as Pearson Addison-Wesley Πρωτόκολλα Χρήση τους στο συντονισμό μετάδοσης μηνυμάτων Χωρίς κανόνες μετάδοσης όλοι οι υπολογιστές θα μπορούσαν να αρχίσουν να μεταδίδουν οποιαδήποτε στιγμή Παραδείγματα πρωτοκόλλων –CSMA/CD – Πολλαπλή προσπέλαση με ανίχνευση φέροντος σήματος και ανίχνευση σύγκρουσης Χρησιμοποιείται σε Ethernet δίκτυα διαύλου –CSMA/CA– Πολλαπλή προσπέλαση με ανίχνευση φέροντος σήματος και αποφυγή σύγκρουσης Χρησιμοποιείται στο WiFi 4-11

12 Copyright © 2008 Pearson Education, Inc. Publishing as Pearson Addison-Wesley 4-12 CSMA/CD: Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection (1/2) Πολλαπλή προσπέλαση με ανίχνευση φέροντος σήματος και ανίχνευση σύγκρουσης Κάθε μήνυμα εκπέμπεται προς όλες τις μηχανές του διαύλου Κάθε μηχανή ανιχνεύει όλα τα μηνύματα και κρατάει μόνο αυτά που απευθύνονται σε αυτή Για μετάδοση μηνύματος, περιμένει να ελευθερωθεί ο δίαυλος αλλά συνεχίζει να ανιχνεύει το δίαυλο Αν κάποια άλλη μηχανή ξεκινήσει μετάδοση την ίδια στιγμή, και οι δύο ανιχνεύουν τη σύγκρουση και σταματούν για τυχαίο χρονικό διάστημα πριν επαναλάβουν τη μετάδοση Αποτέλεσμα παρόμοιο με συζητήσεις ανθρώπων

13 Copyright © 2008 Pearson Education, Inc. Publishing as Pearson Addison-Wesley 4-13 CSMA/CD: Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection (2/2) Δεν είναι συμβατό με ασύρματα δίκτυα αστέρα –Όλες οι μηχανές επικοινωνούν μέσω ενός κεντρικού σημείου πρόσβασης –Μια μηχανή μπορεί να μην ανιχνεύει ότι οι μεταδόσεις της συγκρούονται με εκείνες άλλης μηχανής γιατί το δικό της σήμα καλύπτει εκείνο της άλλης μηχανής Τα σήματα από διαφορετικές μηχανές εμποδίζονται από αντικείμενα ή μεγάλες αποστάσεις (πρόβλημα κρυμμένου τερματικού) Τα ασύρματα δίκτυα προσπαθούν να αποφεύγουν τις συγκρούσεις, όχι να τις ανιχνεύουν.

14 Copyright © 2008 Pearson Education, Inc. Publishing as Pearson Addison-Wesley 4-14 CSMA/CΑ: Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance (1/2) Πολλαπλή προσπέλαση με ανίχνευση φέροντος σήματος και αποφυγή σύγκρουσης Τέτοιες πολιτικές έχουν τυποποιηθεί από το ΙΕΕΕ μέσω του πρότυπου ΙΕΕΕ 802.11 και αναφέρονται συνήθως ως WiFi Tα πρωτόκολλα αυτά είναι σχεδιασμένα να αποφεύγουν τις συγκρούσεις αλλά μπορεί να μη τις εξαλείφουν τελείως. Όταν παρουσιάζονται συγκρούσεις, τα μηνύματα πρέπει να αναμεταδίδονται

15 Copyright © 2008 Pearson Education, Inc. Publishing as Pearson Addison-Wesley 4-15 CSMA/CΑ: Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance (2/2) Συνήθης προσέγγιση αποφυγής σύγκρουσης: παραχώρηση προτεραιότητας σε μηχανές που ήδη περιμένουν –Παρόμοιο πρωτόκολλο με το CSMA/CD του Ethernet –Διαφορά: όταν μια μηχανή θέλει να μεταδώσει ένα μήνυμα και βρίσκε το κανάλι κενό, δεν αρχίζει αμέσως τη μετάδοση. Περιμένει ένα μικρό διάστημα και ξεκινάει αν το κανάλι εξακολουθεί να είναι σιωπηλό. Διαφορετικά περιμένει και την επόμενη φορά που θα βρει σιωπηλό, ξεκινάει αμέσως τη μετάδοση –Έτσι αποφεύγονται συγκρούσεις μεταξύ νέων αφίξεων και μηχανών που βρίσκονται σε αναμονή Δεν λύνει το πρόβλημα του κρυμμένου τερματικού –Οποιοδήποτε πρωτόκολλο βασίζεται στη διάκριση μεταξύ σιωπηλών και απασχολημένων καναλιών, προϋποθέτει ότι κάθε σταθμός ακούει τους άλλους

16 Copyright © 2008 Pearson Education, Inc. Publishing as Pearson Addison-Wesley 4-16 Το πρόβλημα του κρυμμένου τερματικού (1/2)

17 Copyright © 2008 Pearson Education, Inc. Publishing as Pearson Addison-Wesley Το πρόβλημα του κρυμμένου τερματικού (2/2) Για την επίλυσή του, ορισμένα δίκτυα WiFiαπαιτούν από κάθε μηχανή να στέλνει «αίτηση» στο σημείο πρόσβασης, το οποίο –Αν είναι απασχολημένο θα αγνοήσει την αίτηση. Διαφορετικά –θα επιβεβαιώσει την αίτηση Η επιβεβαίωση από το σημείο πρόσβασης στέλνεται σε όλα τα μηχανήματα κι έτσι όλοι ξέρουν αν το σημείο πρόσβασης είναι απασχολημένο εκείνη τη στιγμή 4-17

18 Copyright © 2008 Pearson Education, Inc. Publishing as Pearson Addison-Wesley Συνδυασμός δικτύων (1/2) Συμβάλλει στο σχηματισμό εκτεταμένου συστήματος επικοινωνιών Μπορούμε να συνδέσουμε δύο ή περισσότερα συμβατά δίκτυα ή και ασύμβατα δίκτυα μέσω συσκευών γνωστών ως: επαναλήπτες, γέφυρες, μεταγωγείς 4-18

19 Copyright © 2008 Pearson Education, Inc. Publishing as Pearson Addison-Wesley 4-19 Συνδυασμός δικτύων (2/2) Επαναλήπτης (repeater) –Συνδέει δύο διαύλους Γέφυρα (bridge) –Συνδέει δύο διαύλους αλλά δεν μεταβιβάζει όλα τα μηνύματα μέσω της διασύνδεσης Μεταγωγέας (switch) –Συνδέει πολλούς διαύλους Δρομολογητής (router) –Συνδέει δύο ασύμβατα δίκτυα, δημιουργώντας ένα δίκτυο δικτύων που ονομάζεται διαδίκτυο

20 Copyright © 2008 Pearson Education, Inc. Publishing as Pearson Addison-Wesley Επαναλήπτης Συνδέει δύο διαύλους Μεταβιβάζει τα σήματα μεταξύ των δύο αρχικών διαύλων (συνήθως με κάποια μορφή ενίσχυσης) χωρίς να ασχολείται με τη σημασία τους Γι αυτό χρησιμοποιείται για επέκταση ενός δικτύου διαύλου 4-20

21 Copyright © 2008 Pearson Education, Inc. Publishing as Pearson Addison-Wesley Γέφυρα Παρόμοια με επαναλήπτη αλλά πιο περίπλοκη Συνδέει δύο διαύλους Συνδέει δύο διαύλους αλλά δεν μεταβιβάζει όλα τα σήματα μεταξύ των δύο αρχικών διαύλων –Εξετάζει τη διεύθυνση προορισμού κάθε μηνύματος και προωθεί το μήνυμα μέσω της σύνδεσης μόνο αν προορίζεται για έναν υπολογιστή που βρίσκεται στην άλλη πλευρά –Η επικοινωνία μεταξύ των μηχανών στη μια πλευρά δεν επηρεάζεται από την επικοινωνία μηχανών στην άλλη πλευρά Δημιουργεί πιο αποδοτικά συστήματα απ ότι ο επαναλήπτης 4-21

22 Copyright © 2008 Pearson Education, Inc. Publishing as Pearson Addison-Wesley Μεταγωγέας Γέφυρα με πολλαπλές συνδέσεις που συνδέει πάνω από δύο διαύλους Δημιουργεί δίκτυα από διαύλους που επεκτείνονται από τον μεταγωγέα όπως οι ακτίνες ενός τροχού Κάθε μήνυμα που προωθείται, αναμεταδίδεται μόνο στην κατάλληλη ακτίνα, ελαχιστοποιώντας έτσι την κυκλοφορία κάθε ακτίνας 4-22

23 Copyright © 2008 Pearson Education, Inc. Publishing as Pearson Addison-Wesley 4-23 Κατασκευή ενός μεγάλου Δικτύου διαύλου από μικρότερα (1/2)

24 Copyright © 2008 Pearson Education, Inc. Publishing as Pearson Addison-Wesley Κατασκευή ενός μεγάλου Δικτύου διαύλου από μικρότερα (2/2) Κατά τη σύνδεση δικτύων μέσω επαναληπτών, γεφυρών και μεταγωγέων το αποτέλεσμα είναι ένα μοναδικό μεγάλο δίκτυο Ολόκληρο το σύστημα λειτουργεί με τον ίδιο τρόπο που λειτουργεί κάθε ένα από τα αρχικά δίκτυα (με χρήση ίδιων πρωτοκόλλων) 4-24

25 Copyright © 2008 Pearson Education, Inc. Publishing as Pearson Addison-Wesley Κατασκευή ενός μεγάλου Δικτύου από μικρότερα διαφορετικά (1/3) Οι δρομολογητές –Είναι ειδικοί υπολογιστές που δημιουργούν διαδίκτυα όπου τα αρχικά δίκτυα λειτουργούν αυτόνομα, δηλ. διατηρούν τα ιδιαίτερα εσωτερικά χαρακτηριστικά τους –Προωθούν μηνύματα μεταξύ διαφορετικών δικτύων 4-25

26 Copyright © 2008 Pearson Education, Inc. Publishing as Pearson Addison-Wesley 4-26 Κατασκευή ενός μεγάλου Δικτύου από μικρότερα διαφορετικά (2/3)

27 Copyright © 2008 Pearson Education, Inc. Publishing as Pearson Addison-Wesley 4-27 Κατασκευή ενός μεγάλου Δικτύου από μικρότερα διαφορετικά (3/3)

28 Copyright © 2008 Pearson Education, Inc. Publishing as Pearson Addison-Wesley Προώθηση μηνυμάτων σ’ ένα διαδίκτυο Δρομολογητές: προωθούν τα μηνύματα στις κατάλληλες διευθύνσεις Η προώθηση βασίζεται σ’ ένα σύστημα διευθυνσιοδότησης που αποδίδει μοναδικές διευθύνσεις σε όλες τις συσκευές ενός διαδικτύου και στους δρομολογητές –Κάθε μηχανή σε κάποιο επι μέρους δίκτυο έχει δύο διευθύνσεις: την τοπική και τη διαδικτυακή Κάθε μήνυμα έχει –τη διαδικτυακή διεύθυνση του παραλήπτη –προωθείται στον τοπικό δρομολογητή κι από εκεί στην κατάλληλη διεύθυνση [κάθε δρομολογητής διατηρεί έναν πίνακα προώθησης για το που θα σταλούν τα μηνύματα ανάλογα με τη διεύθυνση προορισμού τους] 4-28

29 Copyright © 2008 Pearson Education, Inc. Publishing as Pearson Addison-Wesley Πύλη (gateway) To «σημείο» όπου ένα δίκτυο συνδέεται μ’ένα διαδίκτυο, γιατί είναι δίοδος μεταξύ του δικτύου και του έξω κόσμου Πολλές μορφές πυλών => αόριστη χρήση του όρου Π.χ. η Πύλη ενός δικτύου μπορεί να είναι ο Δρομολογητής ή, σ’ ένα οικιακό ασύρματο δίκτυο μπορεί να είναι το Access Point και ο Δρομολογητής, γιατί αυτά τα δύο είναι σε μία μονάδα 4-29

30 Copyright © 2008 Pearson Education, Inc. Publishing as Pearson Addison-Wesley 4-30 Διαδιεργασιακή Επικοινωνία (1/2) Μοντέλο Πελάτη-Διακομιστή Πελάτη-Διακομιστή –Ένας διακομιστής, πολλοί πελάτες –Ο διακομιστής πρέπει να εκτελείται συνεχώς –Ο πελάτης ξεκινά την επικοινωνία Παραδείγματα –Διακομιστής αρχείων –Διακομιστής εκτύπωσης

31 Copyright © 2008 Pearson Education, Inc. Publishing as Pearson Addison-Wesley 4-31 Διαδιεργασιακή Επικοινωνία (2/2) Μοντέλο ομότιμου προς ομότιμο (peer to peer – P2P) Διεργασίες που επικοινωνούν ως ίσες Μπορεί να έχουν μικρό χρόνο ζωής –Παραδείγματα: άμεση ανταλλαγή μηνυμάτων, διανομή αρχείων Πλεονεκτήματα –Δεν υπάρχει single point of failure –Καλύτερη κλιμάκωση και απόδοση

32 Copyright © 2008 Pearson Education, Inc. Publishing as Pearson Addison-Wesley 4-32 Το μοντέλο πελάτη/διακομιστή συγκρινόμενο με το ομότιμο μοντέλο

33 Copyright © 2008 Pearson Education, Inc. Publishing as Pearson Addison-Wesley Ομότιμο δίκτυο ή Ομότιμο μοντέλο; Ο όρος ομότιμο δίκτυο είναι λανθασμένος Γιατί; 4-33

34 Copyright © 2008 Pearson Education, Inc. Publishing as Pearson Addison-Wesley 4-34 Κατανεμημένα Συστήματα Συστήματα με τμήματα που εκτελούνται σε διαφορετικούς υπολογιστές –Υποστηρίζονται από συγκεκριμένη κοινή υποδομή που παρέχει επικοινωνία και ασφάλεια –Τυποποιημέναεργαλεία ανάπτυξης εφαρμογων με έτοιμη υποδομή Παραδείματα: Enterprise Java Beans από τη Sun Microsystems, Πλαίσιο εφαρμογών.NET από τη Microsoft Ο προγραμματιστής ασχολείται μόνο με τη δημιουργία κώδικα που αφορά τη συγκεκριμένη εφαρμογή

35 Copyright © 2008 Pearson Education, Inc. Publishing as Pearson Addison-Wesley 4-35 Το Διαδίκτυο Ένα διαδίκτυο που εκτείνεται σε όλο τον κόσμο –Προήλθε από ερευν. Προγράμματα της δεκατετίας του 1960 με αρχικό στόχο τη σύνδεση δικτύων υπολογιστών που δεν θα επηρεαζόταν από τοπικές καταστροφές. –Χρηματοδοτήθηκε αρχικά από την Αμερικάνικη Κυβέρνηση –Σήμερα έχει μετατραπεί από ακαδημαϊκό ερευνητικό έργο σε εμπορική προσπάθεια για σύνδεση πολλών LAN, MAN, και WAN ανά τον κόσμο, με εκατομμύρια υπολογιστές

36 Copyright © 2008 Pearson Education, Inc. Publishing as Pearson Addison-Wesley 4-36 Αρχιτεκτονική του Διαδικτύου Τα επί μέρους δίκτυα κατασκευάζονται και συντηρούνται από οργανισμούς που ονομάζονται παροχείς υπηρεσιών δικτύου (Internet Service Providers, ISP) –O όρος ISP χρησιμοποιείται και για το δίκτυο που παρέχει ο ISP To σύστημα δικτύων που χρησιμοποιείται απο τους ISP ταξινομείται σε μια ιεραρχία ανάλογα με το ρόλο που έχουν οι ISP στη γενική δομή του Διαδικτύου

37 Copyright © 2008 Pearson Education, Inc. Publishing as Pearson Addison-Wesley 4-37 Αρχιτεκτονική του Διαδικτύου Παροχέας Υπηρεσιών Διαδικτύου (ISP) –Επιπέδου 1 Δημιουργούν τη σπονδυλική στήλη του Διαδικτύου. Δηλ. παρέχουν δίκτυα υψηλής ταχύτητας και μεγάλης χωρητικότητας διεθνή WAN. Συνήθως παρέχονται από μεγάλες τηλεπικοινωνιακές εταιρείες. Αποτελούν το σημείο σύνδεσης για τα ISP Επιπέδου 2 –Επιπέδου 2 Παρέχουν δίκτυα συνήθως τοπικής εμβέλειας και με περιορισμένες δυνατότητες. Κι αυτά παρέχονται από τηλεπ. εταιρείες. –Υποκειμενική διάκριση σε Επίπεδο 1 και 2 Τα ISP Επιπέδου 1 και 2 –Αποτελούν δίκτυα δρομολογητών –Παρέχουν συλλογικά την επικοινωνιακή υποδομή του Διαδικτύου

38 Copyright © 2008 Pearson Education, Inc. Publishing as Pearson Addison-Wesley 4-38 Αρχιτεκτονική του Διαδικτύου ISP πρόσβασης: –Παρέχουν Ανεξάρτητο Διαδίκτυο ή Ενδοδίκτυο (intranet) –Υπάγεται σε μια μοναδική αρχή που αναλαμβάνει την παροχή διαδικτυακής πρόσβασης σε μεμονωμένους χρήστες –Παρέχει συνδεσιμότητα στον πυρήνα του Διαδικτύου που δημιουργείται από τους ISP Επιπέδου 1 και 2 –Παραδείγματα ISP πρόσβασης: AOL, Microsoft, τοπικές καλωδιακές ή τηλεπικοινωνιακές εταιρείες, πανεπιστήμια, οργανισμοί κλπ

39 Copyright © 2008 Pearson Education, Inc. Publishing as Pearson Addison-Wesley 4-39 Σύνθεση του Διαδικτύου

40 Copyright © 2008 Pearson Education, Inc. Publishing as Pearson Addison-Wesley 4-40 Πως συνδέονται οι μεμονωμένοι χρήστες στο Διαδίκτυο Μέσω των συσκευών (που λέγονται end systems or hosts) συνδέονται στους ISP Πρόσβασης –Τα end systems μπορεί να είναι διάφορες συσκευές: υπολογιστές, τηλέφωνα, βιντεοκάμερες, αυτοκίνητα κλπ. Πρακτικά οποιαδήποτε συσκευή ωφελείται από την επικοινωνία με άλλες συσκευές μπορεί να είναι end system Τεχνολογίες σύνδεσης τερματικών συσκευών με ISPs πρόσβασης: –Hot spots: ονομάζεται η περιοχή εμβέλειας του σημείου πρόσβασης στον ISP, το οποίο επιτρέπει ασύρματη σύνδεση άλλων συσκευών μαζί του και κατ επέκταση στο διαδίκτυο –Καλωδιακές ή δορυφορικές συνδέσεις –Παραδοσιακή τηλεφωνία (σύνδεση μέσω τηλεφώνου) Για απ ευθείας σύνδεση ενός end system ή για σύνδεση δρομολογητή ενός πελάτη στον οποίο είναι συνδεδεμένα πολλά end systems Χρειάζονται modem για τη μετατροπή των ψηφιακών δεδομένων προς μεταφορά σε μια μορφή συμβατή με το μέσο μετάδοσης. Π.χ. DSL ή dial-up

41 Copyright © 2008 Pearson Education, Inc. Publishing as Pearson Addison-Wesley 4-41 Διευθυνσιοδότηση στο Διαδίκτυο Διεύθυνση IP (Internet Protocol): σχήματα των 32 ή 128 μπιτ που συχνά αναπαριστάνονται σε δεκαδικό συμβολισμό με τελείες, π.χ. 192.207.177.33 Μνημονικές διευθύνσεις: –Ονόματα περιοχών (domain): περιοχή του διαδικτύου που υπάγεται σε κάποια μοναδική αρχή, π.χ. Uoa. Κάθε περιοχή καταχωρείται στο ICANN –Περιοχές ανωτάτου επιπέδου (π.χ. uoa.gr) –Δημιουργία υπο-περιοχών προς τα αριστερά π.χ. s3lab.di.uoa.gr Σύστημα ονομάτων περιοχών (DNS) –Διακομιστές ονομάτων (name servers): κατάλογοι που παρέχουν στους πελάτες τους υπηρεσίας μετάφρασης μνημονικών διευθύνσεων σε διευθύνσεις IP –Σύστημα Ονομάτων Περιοχών (Domain Name System): Ένα σύστημα καταλόγου με εύρος όλο το Διαδίκτυο που απαρτίζεται συλλογικά από όλους τους name servers –Αναζήτηση DNS (DNS lookup): διαδικασία χρήσης του DNS για την εκτέλεση μιάς μετάφρασης

42 Copyright © 2008 Pearson Education, Inc. Publishing as Pearson Addison-Wesley 4-42 Διαδικτυακός Οργανισμός για την Εκχώρηση Ονομάτων και Αριθμών (Internet Cooperation for Assigned Names and Numbers - ICANN) Εκχωρεί διευθύνσεις IP στους ISP, οι οποίοι τις εκχωρούν σε μηχανές της δικαιοδοσίας τους. Επιβλέπει την καταχώριση περιοχών και ονομάτων περιοχών.

43 Copyright © 2008 Pearson Education, Inc. Publishing as Pearson Addison-Wesley 4-43 Παραδοσιακές Διαδικτυακές Εφαρμογές E-mail Διακομιστής αλληλογραφίας (mail server): συγκ. μηχανή σε περιοχή της δικαιοδοσία του ISP συλλέγει την εισερχόμενη αλληλογραφία μεταδίδει την εξερχόμενη αλληλογραφία στον mail server προορισμού –Εκεί αποθηκεύεται μέχρι να τη ζητήσει ο παραλήπτη –Ο διακομιστής αλληλογραφίας παραδίδει την εισερχόμενη αλληλογραφία στους πελάτες μέσω των πρωτοκόλλων POP3 ή IMAP Πρωτόκολλο Μεταφοράς Αρχείων (FTP) Telnet και SSH

44 Copyright © 2008 Pearson Education, Inc. Publishing as Pearson Addison-Wesley 4-44 Παραδοσιακές Διαδικτυακές Εφαρμογές E-mail Διακομιστής αλληλογραφίας (mail server): συγκ. μηχανή σε περιοχή της δικαιοδοσία του ISP συλλέγει την εισερχόμενη αλληλογραφία μεταδίδει την εξερχόμενη αλληλογραφία στον mail server προορισμού –Εκεί αποθηκεύεται μέχρι να τη ζητήσει ο παραλήπτης SMTP (Simple Mail Transfer Protocol): για επικοινωνία μεταξύ διακομιστών αλληλογραφίας και για αποστολή νέου μηνύματος από τον αποστολέα στον mail server. Μεταφορά μηνυμάτων κειμένου με κωδικοποίηση ASCII MIME (Multi-purpose Internet Mail Extension): για μετατροπή δεδομένων που δεν είναι ASCII σε μορφή συμβατή με SMTP Ο χρήστης μπορεί να αποθηκεύει και να διαχειρίζεται μηνύματα που έχουν φτάσει γι αυτόν στον mail server –Τοπικά (με το Post Office Protocol v. 3 POP3) ή –Στην ίδια μηχανή με τον mail server (με το Internet Mail Access Protocol – IMAP) Δ/νση η-αλληλογραφίας: όνομα_χρήστη@περιοχή του διακομιστή αλληλογραφίας, π.χ. atsalga@di.uoa.gr

45 Copyright © 2008 Pearson Education, Inc. Publishing as Pearson Addison-Wesley 45 Παραδοσιακές Διαδικτυακές Εφαρμογές Telnet και Secure Shell (SSH) Το TELNET (TErminal NETwork) είναι ένα πρόγραμμα πελάτη-διακομιστή γενικής χρήσης του Internet που επιτρέπει απομακρυσμένη σύνδεση ενός τοπικού συστήματος με ένα μακρινό –Έτσι ο χρήστης μπορεί να εκτελεί ένα πρόγραμμα σε έναν μακρυνό υπολογιστή σαν να είχε τοπική πρόσβαση (κάνοντας απομακρυσμένο login) –Δεν παρέχει ασφάλεια SSH: αντικαθιστά το Telnet γιατί παρέχει δυνατότητα κρυπτογράφησης δεδομένων προς μεταφορά και πιστοποίηση ταυτότητας και των δύο μερών

46 Copyright © 2008 Pearson Education, Inc. Publishing as Pearson Addison-Wesley 46 Παραδοσιακές Διαδικτυακές Εφαρμογές Πρωτόκολλο Μεταφοράς Αρχείων (FTP) Τυπικό πρωτόκολλο πελάτη-διακομιστή για τη μεταφορά αρχείων από ένα μηχάνημα σε κάποιο άλλο στο Internet Αφού ο πελάτης συνδεθεί με τον διακομιστή, μπορεί να μεταφέρει αρχεία προς τις δύο κατευθύνσεις Μπορούν να χρησιμοποιηθούν κωδικοί πρόσβασης Αnonymous FTP: τοποθεσίες FTΡ που παρέχουν απεριόριστη πρόσβαση στα αρχεία τους Λύνει προβλήματα διαφορετικής κωδικοποίησης μεταξύ μηχανημάτων (π.χ. ASCII, UNICODE) και διαφορετικών μορφών αρχείων Σύνδεση ελέγχου: ενεργή καθ όλη τη συνεδρία FTP Σύνδεση δεδομένων: μόνο όταν υπάρχουν δεδομένα προς μεταφορά

47 Copyright © 2008 Pearson Education, Inc. Publishing as Pearson Addison-Wesley 4-47 Πιο Πρόσφατες Εφαρμογές Πρωτόκολλο Διαδικτυακής Φωνητικής Επικοινωνίας (VoIP) Διαδικτυακό ραδιόφωνο –Μονοεκπομπή-N –Πολυεκπομπή

48 Copyright © 2008 Pearson Education, Inc. Publishing as Pearson Addison-Wesley 4-48 Πρόσφατες Διαδικτυακές Εφαρμογές Πρωτόκολλο Διαδικτυακής Φωνητικής Επικοινωνίας (VoIP) –Αποτελείται από δύο διεργασίες σε διαφορετικές μηχανές που ανταλλάσσουν δεδομένα ήχου μέσω του ομότιμου μοντέλου, π.χ. Skype Διαδικτυακό Ραδιόφωνο: –Διαδικασία που ονομάζεται webcasting (vs. broadcasting) γιατί τα σήματα μεταφέρονται μέσω του Διαδικτύου –Τεχνικές: Μονοεκπομπή – Ν (N-unicast): μοναδικός αποστολέας με πολλές μονο- εκπομπές (1-1) => προσθέτει φόρτο στον διακομιστή του σταθμού και στους άμεσους διαδικτυακούς γείτονές τους Πολυεκπομπή (Multicast): το πρόβλημα διανομής μεταφέρεται στους Δρομολογητές του Διαδικτύου

49 Copyright © 2008 Pearson Education, Inc. Publishing as Pearson Addison-Wesley 4-49 Παγκόσμιος Ιστός Διαδικτυακή Εφαρμογή Επιτρέπει τη μετάδοση πληροφοριών πολυμέσων μέσω του Διαδικτύου Βασίζεται στην έννοιες του υπερ-συνδέσμου, υπερκείμενου και στα πρωτόκολλo HTTP για μεταφορά εγγράφων HTML Καθώς τμήματα διαφόρων εγγράφων συνδέονται με άλλα έγγραφα μέσα στο Διαδίκτυο, συνυφαίνεται ένας ιστός σχετιζόμενων πληροφοριών που καλύπτει ολόκληρο τον κόσμο και γι αυτό ονομάζεται Παγκόσμιος Ιστός Βασίζεται στη δουλειά του Tim Berners-Lee που συνειδητοποίησε τις προοπτικές της έννοιας των συνδεδεμένων εγγράφων με τη διαδικτυακή τεχνολογία => 1990: το πρώτο λογισμικό για την υλοποίηση του WWW Ο φυλλομετρητής παίρνει τα έγγραφα από το διακομιστή Ιστού Τα έγγραφα προσδιορίζονται με διευθύνσεις URL

50 Copyright © 2008 Pearson Education, Inc. Publishing as Pearson Addison-Wesley 4-50 Ένα τυπικό URL

51 Copyright © 2008 Pearson Education, Inc. Publishing as Pearson Addison-Wesley 4-51 Μορφή εγγράφου υπερκειμένου Κωδικοποιείται ως έγγραφο κειμένου Περιέχει ετικέτες επικοινωνίας με το φυλλομετρητή –Εμφάνιση για ξεκίνημα επικεφαλίδας επιπέδου 1 για ξεκίνημα νέας παραγράφου –Σύνδεση με άλλα έγγραφα και περιεχόμενο –Εισαγωγή εικόνων

52 Copyright © 2008 Pearson Education, Inc. Publishing as Pearson Addison-Wesley 4-52 Σχήμα 4.9Μια απλή ιστοσελίδα

53 Copyright © 2008 Pearson Education, Inc. Publishing as Pearson Addison-Wesley 4-53 Σχήμα 4.9Μια απλή ιστοσελίδα (συνέχεια)

54 Copyright © 2008 Pearson Education, Inc. Publishing as Pearson Addison-Wesley 4-54 Σχήμα 4.10Μια βελτιωμένη ιστοσελίδα

55 Copyright © 2008 Pearson Education, Inc. Publishing as Pearson Addison-Wesley 4-55 Σχήμα 4.10Μια βελτιωμένη ιστοσελίδα (συνέχεια)

56 Copyright © 2008 Pearson Education, Inc. Publishing as Pearson Addison-Wesley 4-56 Επεκτάσιμη Γλώσσα Σήμανσης (XML) XML: Μια γλώσσα για κατασκευή γλωσσών σήμανσης όπως η HTML –Απόγονος της SGML –Ανοίγει το δρόμο για τον Παγκόσμιο Σημασιολογικό Ιστό

57 Copyright © 2008 Pearson Education, Inc. Publishing as Pearson Addison-Wesley 4-57 Χρήση της XML C minor 2/4 egth egth G, egth G, egth G hlf E

58 Copyright © 2008 Pearson Education, Inc. Publishing as Pearson Addison-Wesley 4-58 Σχήμα 4.11Τα πρώτα δύο μέτρα από την Πέμπτη Συμφωνία του Μπετόβεν

59 Copyright © 2008 Pearson Education, Inc. Publishing as Pearson Addison-Wesley 4-59 Δραστηριότητες Πελάτη και Δραστηριότητες Διακομιστή Δραστηριότητες πελάτη –Παραδείγματα: μικροεφαρμογές java, javascript, Macromedia Flash Δραστηριότητες διακομιστή –Διασύνδεση Κοινής Πύλης (CGI) –Μικροεφαρμογές διακομιστή –PHP

60 Copyright © 2008 Pearson Education, Inc. Publishing as Pearson Addison-Wesley 4-60 Σχήμα 4.12Παράδειγμα ταχυδρόμησης πακέτου

61 Copyright © 2008 Pearson Education, Inc. Publishing as Pearson Addison-Wesley 4-61 Επίπεδα Λογισμικού Διαδικτύου Εφαρμογής:Κατασκευάζει ένα μήνυμα με διεύθυνση Μεταφοράς:Τεμαχίζει το μήνυμα σε πακέτα Δικτύου:Χειρίζεται τη δρομολόγηση μέσω του Διαδικτύου Συνδέσμου:Χειρίζεται την πραγματική μετάδοση των πακέτων

62 Copyright © 2008 Pearson Education, Inc. Publishing as Pearson Addison-Wesley 4-62 Σχήμα 4.13Τα επίπεδα λογισμικού του Διαδικτύου

63 Copyright © 2008 Pearson Education, Inc. Publishing as Pearson Addison-Wesley 4-63 Σχήμα 4.14Παρακολούθηση της πορείας ενός μηνύματος στο Διαδίκτυο

64 Copyright © 2008 Pearson Education, Inc. Publishing as Pearson Addison-Wesley 4-64 Πακέτο Πρωτοκόλλων TCP/IP Επίπεδο μεταφοράς –TCP –UDP Επίπεδο δικτύου –IP (IPv4 και IPv6)

65 Copyright © 2008 Pearson Education, Inc. Publishing as Pearson Addison-Wesley 4-65 Σχήμα 4.15Επιλογή μεταξύ TCP και UDP

66 Copyright © 2008 Pearson Education, Inc. Publishing as Pearson Addison-Wesley 4-66 Ασφάλεια Επιθέσεις –Κακόβουλο λογισμικό (ιοί, σκουλήκια, Δούρειοι ίπποι, λογισμικό υποκλοπής, λογισμικό ψαρέματος) –Άρνηση υπηρεσιών –Ενοχλητική ηλεκτρονική αλληλογραφία Προστασία –Τείχη προστασίας (Firewalls) –Φίλτρα ενοχλητικής αλληλογραφίας –Διακομιστές μεσολάβησης (proxy servers) –Λογισμικό προστασίας από ιούς

67 Copyright © 2008 Pearson Education, Inc. Publishing as Pearson Addison-Wesley 4-67 Κρυπτογράφηση Ασφαλείς εκδόσεις των πρωτοκόλλων FTP-FTPS, HTTP-HTTPS, SSL Κρυπτογραφία δημόσιου κλειδιού –Δημόσιο κλειδί: χρησιμοποιείται για κρυπτογράφηση μηνυμάτων –Ιδιωτικό κλειδί: Χρησιμοποιείται για αποκρυπτογράφηση μηνυμάτων Πιστοποιητικά και ψηφιακές υπογραφές Περισσότερα για την κρυπογράφηση θα βρείτε στο κεφάλαιο Ασφάλεια

68 Copyright © 2008 Pearson Education, Inc. Publishing as Pearson Addison-Wesley 4-68 Κρυπτογραφία δημόσιου κλειδιού