Μανώλης Κοσμίδης Dipl. Electrical & Computer Engineering, MEng E-commerce & Computer Systems, MEdu Management and Leadership
Δίκτυα και Διαδίκτυο
Βασικές έννοιες δικτύων
1
Τι είναι δίκτυο Ένα δίκτυο υπολογιστών αποτελείται από δύο ή περισσότερους υπολογιστές, οι οποίοι είναι «συνδεδεμένοι» μεταξύ τους, παρέχοντας τη δυνατότητα επικοινωνίας ανάμεσα τους. Οι υπολογιστές αυτοί για να επικοινωνήσουν μεταξύ τους θα πρέπει να διαθέτουν μία κοινή γλώσσα (πρωτόκολλο) και μία κοινή διεπαφή (interface)
Βασικές έννοιες δικτύων
σελ 2
Τι προσφέρει το δίκτυο; Πρόσβαση σε κοινά περιφερειακά (π.χ. Εκτυπωτές) Πρόσβαση σε λογισμικό/εφαρμογές/υπολογιστές Ηλεκτρονικό ταχυδρομείο, μεταφορά αρχείων και γενικότερα πληροφορίας
Πρόσβαση σε βάσεις πληροφοριών, ιστοσελίδες Δυνατότητα παροχής υπηρεσιών όπως τηλεδιάσκεψη, online συναλλαγές, απομακρυσμένη πρόσβαση, τηλεφωνία (παραδοσιακή και VoIP) Εφεδρικές συσκευές και καταμερισμός εργασίας Βασικές έννοιες δικτύων
σελ 3
Τι προσφέρει το δίκτυο; Ταχύτητα (κοινόχρηστα αρχεία, μεταφορά αρχείων) Κόστος (μία άδεια για μία δικτυακή εφαρμογή μπορεί να είναι φθηνότερη από τις άδειες που θα απαιτούνταν για την εγκατάσταση της εφαρμογής σε κάθε υπολογιστή ξεχωριστά) Διαχείριση (είναι κεντρική) Ασφάλεια (ειδικά permissions - δικαιώματα σε χρήστες και πόρους, χρήση συνθηματικών)
Βασικές έννοιες δικτύων
σελ 4
Η αρχή του δικτύου • Σύνδεση υπολογιστών – Κάρτα δικτύου – Μέσο διασύνδεσης • Καλώδιο • οπτική ίνα • ραδιοκύματα (ασύρματη)
Βασικές έννοιες δικτύων
5
Η αρχή του δικτύου • Σύνδεση υπολογιστών – Κάρτα δικτύου – Μέσο διασύνδεσης • Καλώδιο • οπτική ίνα • ραδιοκύματα (ασύρματη)
Βασικές έννοιες δικτύων
6
Τύποι δικτύωσης • Τύποι τοπικής δικτύωσης (LAN) – Peer to Peer (δημιουργία WORKGROUP) • Ο κάθε υπολογιστής είναι αυτοτελής μονάδα που συνδέεται με τις υπόλοιπες • Το σύνολο των υπολογιστών συνιστούν μια ομάδα εργασίας workgroup Βασικές έννοιες δικτύων
7
Εφαρμογή • Δημιουργία χρήστη στα windows XP • Ανάθεση προεπιλεγμένου ρόλου (administrator, power user, user, guest) • Δημιουργία κοινόχρηστου φακέλου • Πρόσβαση στη περιοχή δικτύου • Διαχείριση σύνδεσης δικτύου • Διαχείριση δικαιωμάτων κοινόχρηστου φακέλου Βασικές έννοιες δικτύων
8
Τύποι δικτύωσης • Τύποι τοπικής δικτύωσης (LAN) – Domain (με χρήση κεντρικού υπολογιστή) • Όλοι οι υπολογιστές συνδέονται σε ένα κεντρικό εξυπηρετητή (Server) • Κεντρική διαχείριση δικτύου από τον server
Βασικές έννοιες δικτύων
9
Κατηγορίες πληροφορίας πληροφορία
πλεονεκτήματα μειονεκτήματα
αναλογική
Λιγότερη επεξεργασία
Ευαίσθητη σε σφάλματα
ψηφιακή
•Μεγαλύτερη αξιοπιστία •υπηρεσίες
Μεγαλύτερη επεξεργασία (δειγματοληψία -κβάντισηκωδικοποίηση)
Βασικές έννοιες δικτύων
Ταχύτητα - Χωρητικότητα • Ταχύτητα σύνδεσης bits per second (bps) υποδηλώνει την ταχύτητα με την οποία στέλνονται και λαμβάνονται χαρακτήρες (bits)
• Χωρητικότητα (bandwidth) υποδηλώνει τη μέγιστη ταχύτητα που επιτρέπει ένας τύπος διασύνδεσης (διάμετρος σωλήνα)
Βασικές έννοιες δικτύων
11
Ταχύτητα - Χωρητικότητα • Μονάδα μέτρησης bits per second (bps) – kbps: 1000 bps – Mbps: 1000000 bps • Προσοχή: 1KB = 1024 Bytes = (1024*8) bits = 8192 bits 64kbps = 64000bps = (64000/8) Bytes/s= 8000 Bytes/s =
= (8000/1024)KB/s = 7,8 KB/sec
Βασικές έννοιες δικτύων
12
Μεταφορά δεδομένων • Οι πληροφορίες μεταξύ των υπολογιστών μεταφέρονται σε «πακέτα» (packets)
… • Έστω ένα αρχείο 6000 Bytes. O υπολογιστής Α στέλνει στον Β το αρχείο σε 4 πακέτα (π.χ. των 1500 Bytes). • Ο Β παραλαμβάνει το πακέτο διαμέσου μίας διαθέσιμης, ανοικτής πόρτας επικοινωνίας (open port)
Βασικές έννοιες δικτύων
13
Πακέτα (Packets) • Στην πραγματικότητα, η πληροφορία που μεταδίδεται είναι <1500 Bytes, αφού το κάθε πακέτο φέρει header που περιέχει επιπρόσθετες πληροφορίες σχετικές με τη μεταφορά του πακέτου
Βασικές έννοιες δικτύων
14
Πακέτα (Packets) • O header περιέχει συνήθως πληροφορίες σχετικά με τον αποστολέα (Source IP), τον παραλήπτη (Destination IP), το ακριβές μέγεθος (για εξακρίβωση λαθών) κ.α. – Έτσι, ένα πακέτο δεν χάνει το δρόμο του στο δίκτυο και φτάνει και στη σωστή του μορφή
• Η ακριβής μορφή του header εξαρτάται από το πρωτόκολλο επικοινωνίας (γλώσσα επικοινωνίας) Βασικές έννοιες δικτύων
15
Πρωτόκολλα δικτύων – Μοντέλο OSI
Βασικές έννοιες δικτύων
16
Πρωτόκολλα Τα πρωτόκολλα είναι ένα σύνολο κανόνων οι οποίοι καθορίζουν την επικοινωνία ανάμεσα στους υπολογιστές. Αυτοί οι κανόνες περιλαμβάνουν θέματα όπως: μέθοδος πρόσβασης, φυσικής τοπολογίας, τύπο καλωδίωσης, ρυθμός μετάδοσης δεδομένων
Βασικές έννοιες δικτύων
σελ 17
Μοντέλο OSI Εφαρμογής
Εφαρμογής
Παρουσίασης
Παρουσίασης
Συνόδου
Συνόδου
Μεταφοράς
Μεταφοράς
Δικτύου
δικτύου
Δικτύου
Συνδέσμου
συνδέσμου
Συνδέσμου
Φυσικό
φυσικό
Φυσικό
Υπολογιστής Α
router Βασικές έννοιες δικτύων
Υπολογιστής Β σελ 18
Πρωτόκολλα επικοινωνίας • IPX / SPX / NetBIOS – Πρωτόκολλα επικοινωνίας των MS Windows
• TCP/IP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol) – Το βασικότερο και πλέον καθιερωμένο πρωτόκολλο. – Χρησιμοποιείται για τη διασύνδεση διαφόρων τύπων υπολογιστών σε ένα δίκτυο. – Είναι το πρωτόκολλο διασύνδεσης των υπολογιστών στο internet Βασικές έννοιες δικτύων
19
ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑΤΑ
Βασικές έννοιες δικτύων
σελ 20
ETHERNET •Τυχαία πρόσβαση στο μέσο μετάδοσης •Διαμάχη για το χρόνο κατάληψης του μέσου
Βασικές έννοιες δικτύων
σελ 21
TWISTED PAIR ETHERNET ME RJ-45 CONNECTORS
Βασικές έννοιες δικτύων
σελ 22
TWISTED PAIR ETHERNET ME ΧΡΗΣΗ HUB
Βασικές έννοιες δικτύων
σελ 23
TCP/IP • Ο κάθε υπολογιστής φέρει μία διεύθυνση, IP address, μορφής a.b.c.d – Επιτρεπτές τιμές για κάθε γράμμα είναι από 0 έως 255
ένα παράδειγμα IP address: 192.168.123.212
Βασικές έννοιες δικτύων
24
TCP/IP • Ο κάθε υπολογιστής ανήκει σε ένα συγκεκριμένο υπο-δίκτυο (subnet) μορφής v.x.y.z – Επιτρεπτές τιμές για κάθε γράμμα είναι από 0 έως 255 – π.χ. 255.255.255.0 ή 255.255.224.224 κτλ • Πολλά subnets μπορεί να συνδέονται και να αποτελούν ένα μεγάλο δίκτυο (πχ. το Internet!)
Βασικές έννοιες δικτύων
25
TCP/IP • Ο συνδυασμός του IP address και του subnet είναι μοναδικός για κάθε υπολογιστή σε ένα μεγάλο δίκτυο! (ταυτότητα υπολογιστή) π.χ. [Υπολογιστής Α] IP: 192.168.0.111 subnet 255.255.255.0 [Υπολογιστής B]
Βασικές έννοιες δικτύων
IP: 192.168.0.122 subnet 255.255.255.0
26
Packet switching • Σε ένα δίκτυο οι πληροφορίες κυκλοφορούν σε πακέτα και «χτυπάνε πόρτες» (ports) • Κάθε πακέτο πληροφορίας φέρει στον header τις IP addresses του παραλήπτη και του αποστολέα
… Βασικές έννοιες δικτύων
27
Packet switching • Κάθε υπολογιστής διαβάζει τα πακέτα που προορίζονται μόνο για αυτόν κι εφόσον η σωστή port είναι ανοικτή • Τα υπόλοιπα πακέτα ταξιδεύουν στο δίκτυο μέχρι να βρουν τον παραλήπτη τους
… Βασικές έννοιες δικτύων
28
Packet switching • Εάν βρεθεί ο παραλήπτης και έχει την πόρτα του ανοικτή, τότε αποστέλλεται πίσω ένα πακέτο επιβεβαίωσης (ACK) • Εάν δεν βρεθεί παραλήπτης, δεν υπάρχει καμία απάντηση (επιβεβαίωση) και το πακέτο «χάνεται» (dropped packet) • Εδώ στηρίζεται και η αρχή λειτουργίας των «τειχών προστασίας» (firewalls) από εξωτερικούς εισβολείς
Βασικές έννοιες δικτύων
29
Εφαρμογή • Χρήση των εντολών • Ping, ipconfig, net view, tracert, pathping • Από γραμμή εντολών Έναρξη/Όλα τα προγράμματα/Βοηθήματα/Γραμμή εντολών Χρήση προγραμμάτων packet sniffing. Πχ. Wireshark. Βασικές έννοιες δικτύων
30
Εφαρμογή • • • • •
Ping loopback address 127.0.0.1 (κάρτα δικτύου) Ping www.enet.gr Ipconfig /all Ipconfig /? Τι παρατηρούμε με τη χρήση των παραμέτρων /release, /renew, /flushdns, /registerdns, /displaydns, • Προσπαθούμε να καταγράψουμε τα παρακάτω στοιχεία για τον υπολογιστή μας. Διεύθυνση ΙP, Description, DHCP, Subnet mask, Default gateaway, DNS Servers Βασικές έννοιες δικτύων
31