ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΙΚΤΥΩΝ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ TCP/IP

Transcript

1 Ανθέλουµε να περιγράψουµε, εν συντοµία, την επικοινωνίασύµφωνα µε το µοντέλο TCP/, µπορούµε να πούµε, ότι στο υψηλότερο επίπεδοέχουµε τις εφαρµογές, οι οποίες χρησιµοποιούν τα επίπεδα δικτύου και µεταφοράς για την επικοινωνίατους µε εφαρµογές, που τρέχουν σε άλλα συστήµατα του δικτύου, ενώ για τη µετάδοση των δεδοµένων χρησιµοποιούν το φυσικό µέσο. επικοινωνία TCP/ Επίπεδο ΕπίπεδοΕφαρµογής Εφαρµογής Επίπεδο ΕπίπεδοΜεταφοράς Επίπεδο Επίπεδοδικτύου δικτύου Telnet FTP SMTP TFTP Επίπεδο ΕπίπεδοΠρόσβασης (Φυσικές (Φυσικές Συνδέσεις) Συνδέσεις)

2 Γιανα κατανοήσουµε καλύτερα τη στρωµατικήδιάστασητων πρωτοκόλλων TCP/, ας δούµε το παρακάτω παράδειγµα, που παρουσιάζει µια απλή εφαρµογή, όπως η αποστολή ηλεκτρονικού ταχυδροµείου (στο ηλεκτρονικό ταχυδροµείο θα αναφερθούµε αναλυτικότερα στην παράγραφο ). Εδώ αρκεί να αναφέρουµε µόνο, ότι το ηλεκτρονικό ταχυδροµείοείναι εφαρµογή, που επιτρέπει να στέλνουµε µηνύµατα σε ηλεκτρονική µορφή από έναν υπολογιστή σε κάποιον άλλο. Maill.swf

3 Στοεπίπεδο εφαρµογήςυπάρχει πρωτόκολλο, που υποστηρίζει την εφαρµογή του ηλεκτρονικού ταχυδροµείου. Το πρωτόκολλο αυτό ορίζει σειρά µηνυµάτων / εντολών, που ο ένας υπολογιστής στέλνει στον άλλο. Τέτοιες εντολές προσδιορίζουν ποιος στέλνειτο µήνυµα, σε ποιον απευθύνεταικαι ποιοείναι το περιεχόµενοτου µηνύµατος. TCP/ Επίπεδο ΕπίπεδοΕφαρµογής Εφαρµογής SMTP SMTP Επίπεδο ΕπίπεδοΜεταφοράς Επίπεδο Επίπεδοδικτύου δικτύου Επίπεδο ΕπίπεδοΠρόσβασης (Φυσικές (Φυσικές Συνδέσεις) Συνδέσεις)

4 Τοπρωτόκολλοαυτό λειτουργεί στο επίπεδο εφαρµογήςκαι θεωρεί, ότι υπάρχει αξιόπιστοςτρόποςµετάδοσης των µηνυµάτωνµεταξύ των υπολογιστών. Το πρωτόκολλοηλεκτρονικού ταχυδροµείου, όπως κάθε άλλο πρωτόκολλοεφαρµογής, ορίζει απλά ένα σύνολο εντολώνκαι µηνυµάτων, που πρέπει να σταλούνκαι είναι σχεδιασµένο, για να λειτουργείσε συνδυασµόµε τα πρωτόκολλα TCPκαι. Τα πρωτόκολλα TCP και αναλαµβάνουν να µεταφέρουν τα δεδοµένα και είναι υπεύθυνα για τη δροµολόγηση και παράδοση τους στον υπολογιστή προορισµού. TCP/ Επίπεδο ΕπίπεδοΕφαρµογής Εφαρµογής SMTP SMTP Επίπεδο ΕπίπεδοΜεταφοράς Επίπεδο Επίπεδοδικτύου δικτύου TCP TCP Επίπεδο ΕπίπεδοΠρόσβασης (Φυσικές (Φυσικές Συνδέσεις) Συνδέσεις)

5 Γενικά, οι εφαρµογές, που βασίζονται στα πρωτόκολλα TCP/, χρησιµοποιούν τέσσερα επίπεδα: Πρωτόκολλο εφαρµογής (όπως το ηλεκτρονικό ταχυδροµείο) Πρωτόκολλο επιπέδου µεταφοράς, όπως το TCP, που παρέχει υπηρεσίες στα διάφορα πρωτόκολλα εφαρµογών Πρωτόκολλο επιπέδου δικτύου, όπως το, που παρέχει τις βασικές υπηρεσίες για τη µεταφορά των πακέτων στον προορισµό τους. Τα πρωτόκολλα, που είναι απαραίτητα για τη διαχείριση του φυσικού µέσου (όπως για παράδειγµα το Ethernet). Επίπεδο ΕπίπεδοΕφαρµογής Εφαρµογής SMTP Επίπεδο ΕπίπεδοΜεταφοράς Επίπεδο Επίπεδοδικτύου δικτύου TCP Επίπεδο ΕπίπεδοΠρόσβασης (Φυσικές (Φυσικές Συνδέσεις) Συνδέσεις) Ethernet

6 Ητεχνολογία TCP/ βασίζεται σε µοντέλο, που θεωρεί, ότι µεγάλος αριθµός δικτύωνδιασυνδέονται µεταξύ τους µέσω δροµολογητών. Ο χρήστηςµπορεί να έχει πρόσβασησε υπολογιστές ή πόρους σε οποιοδήποτεαπό αυτά τα δίκτυα. Προκειµένου τα πακέτανα φτάσουν στο δίκτυο προορισµού, µπορεί να περάσουν µέσα από πολύ µεγάλο αριθµό δικτύων. Η αποστολή των πακέτων στο προορισµό τους γίνεται µε τέτοιο τρόπο, ώστε να µην γίνεται αντιληπτή από το χρήστη.

7 Τοµόνο, που θα πρέπει να γνωρίζειο χρήστης, για να έχει πρόσβαση σε άλλον υπολογιστή, είναι η διεύθυνση του στο ιαδίκτυο (Internet ή, διεύθυνση). Γενικά, η δοµή της διεύθυνσηςδίνει πληροφορίες, για το πως θα φθάσειτο πακέτοστο σύστηµα προορισµού. Addrees π.χ Α

8 Συνήθως, για λόγους ευκολίαςαναφερόµαστε στα συστήµαταµε το όνοµα τουςπαρά µε την διεύθυνση τους. In.gr Youtube.com Contra.gr Gooogle.com Terra.es Nooz.gr Facebook.com Yahoo.com

9 Ότανπροσδιορίσουµε ένα όνοµα, το λογισµικότου δικτύου το αναζητεί σε µία βάση δεδοµένων και από εκεί παίρνει την αντίστοιχη διεύθυνση. client ISP Server Server Παροχέα Βάση εδοµένων Πήγαινε στο abc.com Λογισµικό Firefox DNS Server abc.com DNS Server.com

10 Ταπρωτόκολλα TCP/έχουν χτισθεί µε βάση τη τεχνολογία χωρίς σύνδεση. Η πληροφορία µεταφέρεται στο δίκτυο µε τη µορφή πακέτων, που το καθένα µεταδίδεται ανεξάρτητα από τα υπόλοιπα και ακολουθεί το δικό του µονοπάτι µέχρι να φτάσει στον προορισµό του. TCP/ E D C Β Α Station 1 Σταθµός 1 Station 2 Σταθµός 2

11 Αςυποθέσουµε, ότι θέλουµε να µεταδώσουµε αρχείο οκτάδων (bytes). Τα περισσότερα δίκτυαδενµπορούν να υποστηρίζουν πακέτατέτοιου µεγέθους. Έτσι, τα πρωτόκολλασπάνε το αρχείο, για παράδειγµα σε 30 πακέτατων 500 οκτάδων file Station 1 Σταθµός 1 Station 2 Σταθµός 2

12 Καθένααπό αυτά τα πακέτα θα σταλεί στον προορισµότου και εκεί θα τοποθετηθούν πάλι µαζί, ώστε να σχηµατίσουν το αρχικό πακέτοτων οκτάδων file Station 1 Σταθµός 1 Station 2 Σταθµός file

13 Έτσι, είναι πολύ πιθανό το πακέτο µε αύξοντα αριθµό 14να φθάσει στον προορισµό, πριν από το πακέτο µε αύξοντα αριθµό file Station 1 Σταθµός 1 Station 2 Σταθµός file

14 Επίσης, είναι πολύ πιθανό κάπου στο δίκτυο να συµβεί κάποιο σφάλµα και κάποια πακέτα να µην φθάσουνποτέστον προορισµό τους. Σε αυτές τις περιπτώσεις τα πακέτα πρέπει να ξανασταλθούν. Οι ενέργειες αυτές αποτελούν διεργασίεςτου πρωτοκόλλου TCP file Station 1 Σταθµός 1 Station 2 Σταθµός file

15 Αςδούµε τώρα, πως µέσωτης τεχνολογίας TCP/πραγµατοποιείται η επικοινωνίαστο ιαδίκτυο. Όπως έχουµε ήδη αναφέρει, το ιαδίκτυοδενείναι ένα µοναδικό δίκτυο, αλλά αποτελείται από πολλά διαφορετικά δίκτυα,

16 Αςδούµε τώρα, πως µέσωτης τεχνολογίας TCP/πραγµατοποιείται η επικοινωνίαστο ιαδίκτυο. Όπως έχουµε ήδη αναφέρει, το ιαδίκτυοδενείναι ένα µοναδικό δίκτυο, αλλά αποτελείται από πολλά διαφορετικά δίκτυα, τα οποία διασυνδέονταιµεταξύ τους µε ειδικές συσκευέςπου ονοµάζονται δροµολογητές. Τα δίκτυα αυτά, παρόλο που αποτελούν τµήµαταενός µεγαλυτέρου διαδικτύου, είναι ολοκληρωµένα, ανεξάρτητα δίκτυα, η επικοινωνία των οποίων βασίζεται στα πρωτόκολλα TCP/. Προκειµένου να κατανοήσουµε καλύτερα τον τρόπο λειτουργίας του ιαδικτυου ακολουθεί χαρακτηριστικό παράδειγµα. Αποστολέας Station 1 Σταθµός 1 Station 2 Σταθµός 2

17 Αςθεωρήσουµε, ότι έχουµε δύο υπολογιστέςσυνδεδεµένους στο ιαδίκτυο, οι οποίοι ανήκουν σε διαφορετικά δίκτυα και ότι µία εφαρµογή, που εκτελείται στον έναν υπολογιστή, πρέπει να µεταφέρει ένα πακέτο στην αντίστοιχη εφαρµογή, που εκτελείται στον άλλο. intranet intranet

18 Μία απλοποιηµένη διαδικασία δίνεται στο σχήµα 7-7. intranet intranet

19 ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΙΚΤΥΩΝ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ Κεφάλαιο 7 ΙΑ ΙΚΤΥΩΣΗ-INTERNET Τα δεδοµένα κατεβαίνουν τα πρωτόκολλα του υπολογιστή αποστολής και καθώς φθάνουν στο επίπεδο πρόσβασης δικτύου σχηµατίζουν το προς µετάδοση πακέτο. Από το επίπεδο πρόσβασης δικτύου το πακέτο µεταβιβάζεται στο τοπικό δίκτυο. Τοπικό Τοπικό

20 ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΙΚΤΥΩΝ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ Κεφάλαιο 7 ΙΑ ΙΚΤΥΩΣΗ-INTERNET Το τοπικό δίκτυο δροµολογεί το πακέτο στον δροµολογητή και από εκεί το πακέτο µεταφέρεται από δροµολογητή σε δροµολογητή, µέσω του επικοινωνιακού υποδικτύου, στο ιαδίκτυο, µέχρι να φτάσει στο δίκτυο προορισµού. Επίπεδο Πρόσβασης Επίπεδο Πρόσβασης Επικοινωνιακό Τοπικό Τοπικό

21 ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΙΚΤΥΩΝ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ Κεφάλαιο 7 ΙΑ ΙΚΤΥΩΣΗ-INTERNET Σε κάθε βήµα ο εκάστοτε δροµολογητής αναλύει την επικεφαλίδα του πακέτου, για να καθορίσει, εάν το πακέτο απευθύνεται στο δικό του τοπικό δίκτυο. Επικοινωνιακό Τοπικό Τοπικό

22 ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΙΚΤΥΩΝ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ Κεφάλαιο 7 ΙΑ ΙΚΤΥΩΣΗ-INTERNET Όταν τελικά το πακέτο φτάσει στον δροµολογητή του δικτύου προορισµού, ο δροµολογητής αναγνωρίζει, ότι το πακέτο απευθύνεται στο δικό του δίκτυο, το οδηγεί σε αυτό και, τέλος, το τοπικό δίκτυο προωθεί το πακέτο στον υπολογιστή προορισµού. Επικοινωνιακό Τοπικό Τοπικό

23 ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΙΚΤΥΩΝ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ Κεφάλαιο 7 ΙΑ ΙΚΤΥΩΣΗ-INTERNET Όταν το πακέτο φτάσει στον υπολογιστή προορισµού περνά τα επίπεδα προς τα επάνω, µέχρι να φτάσει στο επίπεδο εφαρµογής. Το επίπεδο εφαρµογής παραδίδει το πακέτο στην κατάλληλη εφαρµογή, και, έτσι η µεταφορά του από την πηγή στον προορισµό έχει ολοκληρωθεί. Επικοινωνιακό Τοπικό Τοπικό

24 ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΙΚΤΥΩΝ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ Κεφάλαιο 7 ΙΑ ΙΚΤΥΩΣΗ-INTERNET Επίπεδο Πρόσβασης Επίπεδο Πρόσβασης Επικοινωνιακό Τοπικό Τοπικό