Πρωτόκολλα Διαδικτύου

Transcript

1 Πανεπιστήμιο Πειραιώς Τμήμα Ψηφιακών Συστημάτων Πρωτόκολλα Διαδικτύου 1 η Διάλεξη Δημοσθένης Κυριαζής Παρασκευή 06 Μαρτίου 2015

2 Σημερινή διάλεξη Εισαγωγή Στοιχεία μαθήματος Εισαγωγή στο διαδίκτυο Πρωτόκολλο διαδικτύου Δομή δικτύων Τερματικά σημεία Δίκτυα πρόσβασης Φυσικά μέσα Πυρήνας Δίκτυα Μεταγωγής Πακέτων Κυκλωμάτων Πολυπλεξία Λειτουργίες Επίδοση: απώλεια, καθυστέρηση Επίπεδα πρωτοκόλλων και μοντέλα υπηρεσιών Διαδίκτυο Ασφάλεια Πρωτόκολλα Διαδικτύου, 1η Διάλεξη 2

3 Συμμετοχή & συνεργασία Πρωτόκολλα Διαδικτύου, 1η Διάλεξη 3

4 Τυπικά θέματα Πρόγραμμα Διαλέξεις: Αίθουσα 106 (Παρασκευή 08:15) Εργαστήρια: Κτ. Ανδρούτσου - Εργ. Ημιώροφου (Ανακοίνωση για ημέρα / ώρα) Υλικό Μαθήματος Εργασίες εργαστηρίου Βιβλιογραφία Jim Kurose, Keith Ross, "Δικτύωση Υπολογιστών: Προσέγγιση από Πάνω προς τα Κάτω με Έμφαση στο Διαδίκτυο", 7η έκδοση, Εκδόσεις Γκιούρδας, 2012 A.S.Tanenbaum, Δίκτυα Υπολογιστών, Εκδόσεις Παπασωτηρίου B. Forouzan. (2006): Πρωτόκολλο TCP/IP, Τόμος Α, Έκδοση 3η (μεταφρασμένο), Εκδόσεις Γκιούρδας Comer (2003): Διαδίκτυα με TCP/IP (μεταφρασμένο), Εκδόσεις Κλειδάριθμος Απορίες - Συναντήσεις Ηλεκτρονική διεύθυνση dimos@unipi.gr Γραφείο (Πέμπτη ) Γρ. Λαμπράκη 126, Γραφείο 503 Πρωτόκολλα Διαδικτύου, 1η Διάλεξη 4

5 Εξετάσεις Πρωτόκολλα Διαδικτύου, 1η Διάλεξη 5

6 Σημερινή διάλεξη Εισαγωγή Στοιχεία μαθήματος Εισαγωγή στο διαδίκτυο Πρωτόκολλο διαδικτύου Δομή δικτύων Τερματικά σημεία Δίκτυα πρόσβασης Φυσικά μέσα Πυρήνας Δίκτυα Μεταγωγής Πακέτων Κυκλωμάτων Πολυπλεξία Λειτουργίες Επίδοση: απώλεια, καθυστέρηση Επίπεδα πρωτοκόλλων και μοντέλα υπηρεσιών Διαδίκτυο Ασφάλεια Πρωτόκολλα Διαδικτύου, 1η Διάλεξη 6

7 Στοιχεία μαθήματος (1/2) Σκοπός Αρχιτεκτονικές και πρωτόκολλα που χρησιμοποιούνται στο Διαδίκτυο (Inter) Προσεγγίσεις σε διαφορετικά επίπεδα συνδέσμου, δικτύου, μεταφοράς, και εφαρμογής) Θεματικές περιοχές Εισαγωγικές έννοιες Αρχιτεκτονικές διαδικτύου Πρωτόκολλα διαφορετικών επιπέδων Address Resolution Protocol (ARP) Reverse Address Resolution Protocol (RARP) Πρωτόκολλα Διαδικτύου, 1η Διάλεξη

8 Στοιχεία μαθήματος (2/2) Θεματικές περιοχές (συνέχεια) Inter Protocol (IPv4, IPv6) Inter Group Management Protocol (IGMP) Inter Control Message Protocol (ICMP) Transmission Control Protocol (TCP) User Datagram Protocol (UDP) Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP) HyperText Transfer Protocol (HTTP) File Transfer Protocol (FTP) Simple Mail Transfer Protocol (SMTP), POP, IMAP Domain Name Service (DNS) BitTorrent Mobile IP 8

9 Σημερινή διάλεξη Εισαγωγή Στοιχεία μαθήματος Εισαγωγή στο διαδίκτυο Πρωτόκολλο διαδικτύου Δομή δικτύων Τερματικά σημεία Δίκτυα πρόσβασης Φυσικά μέσα Πυρήνας Δίκτυα Μεταγωγής Πακέτων Κυκλωμάτων Πολυπλεξία Λειτουργίες Επίδοση: απώλεια, καθυστέρηση Επίπεδα πρωτοκόλλων και μοντέλα υπηρεσιών Διαδίκτυο Ασφάλεια Πρωτόκολλα Διαδικτύου, 1η Διάλεξη 9

10 Copyright Computer Networking: A Top Down Approach 6 th edition Jim Kurose, Keith Ross Addison-Wesley March 2012 Πρωτόκολλα Διαδικτύου, 1η Διάλεξη 10

11 «Νέες» συσκευές διαδικτύου Κορνίζα Τοστιέρα για «πρόγνωση» καιρού Tweet-a-watt: Επίβλεψη κατανάλωσης ενέργειας Ψυγείο Δικτυακά τηλέφωνα Πρωτόκολλα Διαδικτύου, 1η Διάλεξη 11

12 Υπολογιστικά Νέφη 12

13 Εισαγωγή - Το διαδίκτυο ως Υποδομή (1/2) υπολογιστής εξυπηρετητής ασύρματος υπολογιστής τηλέφωνο ασύρματες συνδέσεις ενσύρματες συνδέσεις δρομολογητές Εκατομμύρια συνδεδεμένες συσκευές: hosts (end systems) που εκτελούν δικτυακές εφαρμογές Ζεύξεις επικοινωνίας Οπτικές ίνες, χάλκινα καλώδια, ασύρματες ή δορυφορικές ζεύξεις Ρυθμός μετάδοσης (εύρος ζώνης): bandwidth Δρομολογητές πακέτων (routers και switches): προωθούν πακέτα (τμήματα δεδομένων + επικεφαλίδες) Εταιρικό δίκτυο Ασύρματο δίκτυο Δίκτυο σπιτιού Διαδρομή (route) = ζεύξεις επικοινωνίας & δρομολογητές Παγκόσμιος ISP Τοπικός ISP 13

14 Εισαγωγή - Το διαδίκτυο ως Υποδομή (2/2) Το διαδίκτυο αποτελείται από υλισμικό και λογισμικό Inter: δίκτυο από δίκτυα Διασυνδεδεμένοι πάροχοι (ISPs) Υψηλού επιπέδου που διασυνδέονται μέσω οπτικών μέσων Χαμηλότερου επιπέδου που διασυνδέονται μέσω υψηλού επιπέδου Πρωτόκολλα που ελέγχουν την αποστολή και τη λήψη πληροφοριών Transmission Control Protocol (TCP), Inter Protocol (IP) Πρότυπα Διαδικτύου RFC: Request for comments IETF: Inter Engineering Task Force Εταιρικό δίκτυο Ασύρματο δίκτυο Δίκτυο σπιτιού Παγκόσμιος ISP Τοπικός ISP 14

15 Εισαγωγή - Το διαδίκτυο ως Υπηρεσίες Κατανεμημένες εφαρμογές Περιλαμβάνουν πολλαπλά τερματικά συστήματα που ανταλλάσσουν πληροφορίας Το διαδίκτυο είναι μια υποδομή επικοινωνίας που παρέχει υπηρεσίες στις εφαρμογές Web, VoIP, , games, social works, Παρέχει μια διεπαφή προγραμματισμού στις εφαρμογές Καθορίζει πως ένα πρόγραμμα που εκτελείται σε έναν κόμβο ζητάει από την υποδομή να παραδώσει δεδομένα σε ένα συγκεκριμένο προορισμό που εκτελείται σε άλλο κόμβο Εταιρικό δίκτυο Ασύρματο δίκτυο Δίκτυο σπιτιού Παγκόσμιος ISP Τοπικός ISP Είναι ένα σύνολο κανόνων (ανάλογο της υπηρεσίας ταχυδρομείου) 15

16 Σημερινή διάλεξη Εισαγωγή Στοιχεία μαθήματος Εισαγωγή στο διαδίκτυο Πρωτόκολλο διαδικτύου Δομή δικτύων Τερματικά σημεία Δίκτυα πρόσβασης Φυσικά μέσα Πυρήνας Δίκτυα Μεταγωγής Πακέτων Κυκλωμάτων Πολυπλεξία Λειτουργίες Επίδοση: απώλεια, καθυστέρηση Επίπεδα πρωτοκόλλων και μοντέλα υπηρεσιών Διαδίκτυο Ασφάλεια Πρωτόκολλα Διαδικτύου, 1η Διάλεξη 16

17 Πρωτόκολλο διαδικτύου (1/2) Ανθρώπινο πρωτόκολλο: Τι ώρα είναι? Έχω μια ερώτηση εισαγωγή αποστολή συγκεκριμένων μηνυμάτων συγκεκριμένες ενέργειες όταν λαμβάνονται άλλα μηνύματα ή γεγονότα Πρωτόκολλο διαδικτύου: Μηχανήματα αντί ανθρώπων Κάθε επικοινωνία στο διαδίκτυο διέπεται από πρωτόκολλα Τα πρωτόκολλα ορίζουν τη μορφή (format) και τη σειρά (order) των μηνυμάτων που στέλνονται και λαμβάνονται μεταξύ δικτυακών οντοτήτων καθώς και τις ενέργειες που γίνονται κατά τη λήψη και αποστολή μηνυμάτων Πρωτόκολλα Διαδικτύου, 1η Διάλεξη 17

18 Πρωτόκολλο διαδικτύου (2/2) Ένα ανθρώπινο πρωτόκολλο και ένα πρωτόκολλο διαδικτύου Hi Hi Got the time? 2:00 time TCP connection request TCP connection response Get <file> Πρωτόκολλα Διαδικτύου, 1η Διάλεξη 18

19 Σημερινή διάλεξη Εισαγωγή Στοιχεία μαθήματος Εισαγωγή στο διαδίκτυο Πρωτόκολλο διαδικτύου Δομή δικτύων Τερματικά σημεία Δίκτυα πρόσβασης Φυσικά μέσα Πυρήνας Δίκτυα Μεταγωγής Πακέτων Κυκλωμάτων Πολυπλεξία Λειτουργίες Επίδοση: απώλεια, καθυστέρηση Επίπεδα πρωτοκόλλων και μοντέλα υπηρεσιών Διαδίκτυο Ασφάλεια Πρωτόκολλα Διαδικτύου, 1η Διάλεξη 19

20 Δομή δικτύου Τερματικά σημεία (hosts) Πελάτες και εξυπηρετητές Κέντρα δεδομένων Δίκτυα πρόσβασης, φυσικά μέσα Ζεύξεις επικοινωνίας Το δίκτυο που συνδέει το τερματικό σημείο στον πρώτο δρομολογητή (edge router) Πυρήνας δικτύου (core) Διασυνδεδεμένοι δρομολογητές Δίκτυο από δίκτυα Ασύρματο δίκτυο Δίκτυο σπιτιού Παγκόσμιος ISP Τοπικός ISP Εταιρικό δίκτυο Πρωτόκολλα Διαδικτύου, 1η Διάλεξη 20

21 Υπολογιστικά Νέφη 21

22 Τερματικά σημεία Χρήση Εκτέλεση εφαρμογών (π.χ. Web, ) στα άκρα του δικτύου Μοντέλο πελάτη / εξυπηρετητή (client/server model) Ο πελάτης εκδίδει αιτήματα και λαμβάνει υπηρεσία από ένα πάντα διαθέσιμο server (π.χ. Web browser/server, client/server) Μοντέλο peer-peer Ελάχιστη (ή καμία) χρήση αφιερωμένων εξυπηρετητών (π.χ. Gnutella, KaZaA) 22

23 Σημερινή διάλεξη Εισαγωγή Στοιχεία μαθήματος Εισαγωγή στο διαδίκτυο Πρωτόκολλο διαδικτύου Δομή δικτύων Τερματικά σημεία Δίκτυα πρόσβασης Φυσικά μέσα Πυρήνας Δίκτυα Μεταγωγής Πακέτων Κυκλωμάτων Πολυπλεξία Λειτουργίες Επίδοση: απώλεια, καθυστέρηση Επίπεδα πρωτοκόλλων και μοντέλα υπηρεσιών Διαδίκτυο Ασφάλεια Πρωτόκολλα Διαδικτύου, 1η Διάλεξη 23

24 Δίκτυο πρόσβασης: Digital Subscriber Line (DSL) Κέντρο Δίκτυο τηλεφωνίας DSL modem splitter DSLAM Φωνή και δεδομένα μεταφέρονται σε διαφορετικές συχνότητες στην ίδια αφιερωμένη γραμμή DSL Access Multiplexer Πάροχος Διαφορετικές συχνότητες (1 γραμμή εμφανίζεται ως 3 διαφορετικές) Κανάλι Downstream: 50kHz-1MHz Κανάλι Upstream: 4kHz-50kHz Κανάλι τηλεφωνίας: 0-4kHz Η «ταχύτητα» εξαρτάται από Απόσταση από κέντρο Διάμετρο της γραμμής Βαθμό ηλεκτρικών παρεμβολών 24

25 Ευρυζωνικό δίκτυο Πρωτόκολλα Διαδικτύου, 1η Διάλεξη 25

26 Δίκτυο πρόσβασης: Καλωδιακό (1/2) 26 cable modem splitter cable headend Κανάλια V I D E O V I D E O V I D E O V I D E O V I D E O V I D E O D A T A D A T A C O N T R O L Πολυπλεξία με διαίρεση συχνότητας (frequency division multiplexing): Διαφορετικά κανάλια μεταδίδονται σε διαφορετικές συχνότητες

27 Δίκτυο πρόσβασης: Καλωδιακό (2/2) cable headend cable modem splitter δεδομένα και τηλεόραση μεταδίδονται σε διαφορετικές συχνότητες από το ίδιο διαμοιρασμένο καλώδιο κατανεμημένου δικτύου CMTS Cable Modem Termination System ISP HFC: Hybrid Fiber Coax Ασύμμετρο: 30Mbps downstream, 2 Mbps upstream FTTH: Fiber to the Home Αφιερωμένο καλώδιο ανά περιοχή (100 σπίτια) Gigabytes per second 27

28 Ασύρματα δίκτυα Wireless LANs Συγκεκριμένης απόστασης b/g (WiFi): (ρυθμός μετάδοσης) 11, 54 Mbps Wide-area Wireless Access Παρέχονται από φορείς τηλεπικοινωνίων Ρυθμός μετάδοσης:1-10 Mbps 3G, 4G / Long Term Evolution Διαδίκτυο Διαδίκτυο Πρωτόκολλα Διαδικτύου, 1η Διάλεξη 28

29 Σημερινή διάλεξη Εισαγωγή Στοιχεία μαθήματος Εισαγωγή στο διαδίκτυο Πρωτόκολλο διαδικτύου Δομή δικτύων Τερματικά σημεία Δίκτυα πρόσβασης Φυσικά μέσα Πυρήνας Δίκτυα Μεταγωγής Πακέτων Κυκλωμάτων Πολυπλεξία Λειτουργίες Επίδοση: απώλεια, καθυστέρηση Επίπεδα πρωτοκόλλων και μοντέλα υπηρεσιών Διαδίκτυο Ασφάλεια Πρωτόκολλα Διαδικτύου, 1η Διάλεξη 29

30 Φυσικά μέσα Το μέσο / μέσα από τον αποστολέα μέχρι τον παραλήπτη Οδηγούμενα (guided) μέσα Σήματα διαδίδονται σε στέρεα μέσα Ομοαξονικά Ίνες (100+ Gbps) Μη-οδηγούμενα μέσα Τwisted pair (TP) Δύο μονωμένα σύρματα χαλκού Κατηγορία 5: 100 Mbps, 1 10Gbps Κατηγορία 6: 10Gbps Unshielded twisted pair (UTP) Σήματα διαδίδονται ελεύθερα (π.χ. radio, δορυφορικά - 45Mbps αλλά 270 msec καθυστέρηση) 30

31 Σημερινή διάλεξη Εισαγωγή Στοιχεία μαθήματος Εισαγωγή στο διαδίκτυο Πρωτόκολλο διαδικτύου Δομή δικτύων Τερματικά σημεία Δίκτυα πρόσβασης Φυσικά μέσα Πυρήνας Δίκτυα Μεταγωγής Πακέτων Κυκλωμάτων Πολυπλεξία Λειτουργίες Επίδοση: απώλεια, καθυστέρηση Επίπεδα πρωτοκόλλων και μοντέλα υπηρεσιών Διαδίκτυο Ασφάλεια Πρωτόκολλα Διαδικτύου, 1η Διάλεξη 31

32 Πυρήνας δικτύου Σύνολο διασυνδεδεμένων δρομολογητών Μεταφορά δεδομένων μέσω δικτύου Μεταγωγή κυκλώματος (circuit switching): ένα ξεχωριστό κύκλωμα ανά κλήση Μεταγωγή πακέτου (packet switching): τα δεδομένα στέλνονται μέσω του δικτύου σε ξεχωριστά τμήματα 32

33 Δίκτυα μεταγωγής πακέτων (packet switching) (1/3) Η πηγή στέλνει τα πακέτα με πληροφορία σχετικά με τον προορισμό διεύθυνση (self-contained) Ίσως απαιτείται η διάσπαση των δεδομένων σε πολλά πακέτα Οι διαδρομές επιλέγονται δυναμικά Γίνεται μεταφορά πακέτων Αξιόπιστη ή μη αξιόπιστη επικοινωνία Με σύνδεση (connection-oriented) ή χωρίς σύνδεση (connectionless) Δε δίνει εγγύηση για την ποιότητα υπηρεσίας Οι περισσότεροι δρομολογητές χρησιμοποιούν τη μετάδοση με αποθήκευση & προώθηση (store-and-forward) 33

34 Δίκτυα μεταγωγής πακέτων (packet switching) (2/3) Κάθε πακέτο ταξιδεύει ανεξάρτητα προς τον προορισμό Οι δρομολογητές χρησιμοποιούν τη διεύθυνση για να καθορίσουν πώς αυτά θα προωθηθούν Πρωτόκολλα Διαδικτύου, 1η Διάλεξη 34

35 Δίκτυα μεταγωγής κυκλωμάτων (circuit switching) (1/3) Δέσμευση πόρων του «μονοπατιού» που συνδέει τα δύο συστήματα που επικοινωνούν Δεσμεύονται πόροι (π.χ. μέσο, εύρος μετάδοσης), ώστε το δίκτυο να μπορεί να δώσει εγγυήσεις για την ποιότητα υπηρεσίας Η δέσμευση γίνεται πριν ξεκινήσει η επικοινωνία των δύο συστημάτων και υφίσταται για όλη τη διάρκεια της Παράδειγμα: Public Switched Telephone Network (PSTN)

36 Δίκτυα μεταγωγής κυκλωμάτων (circuit switching) (2/3) Διαδικασία Η πηγή δημιουργεί μία σύνδεση προς τον προορισμό (κύκλωμα) Κάθε δρομολογητής κατά μήκος της διαδρομής μπορεί να δεσμεύσει κάποιο εύρος ζώνης για τη ροή δεδομένων Η πηγή στέλνει τα δεδομένα διαμέσου του κυκλώματος Δεν περιλαμβάνεται στα δεδομένα η διεύθυνση προορισμού, αφού οι δρομολογητές γνωρίζουν τη διαδρομή Όταν δεν χρησιμοποιούνται οι πόροι το μέσο είναι ανενεργό καθώς δεν υπάρχει διαμοιρασμός αλλά δέσμευση (1Mbps link με 4 χρήστες θα σήμαινε χρήση 250Kbps) 36

37 Δίκτυα μεταγωγής κυκλωμάτων (circuit switching) (3/3) Τι συμβαίνει στην περίπτωση πολλών συνδέσεων Πολλά καλώδια (π.χ. καλώδια 200-ζευγών) Πολύπλεξη πολλαπλών κυκλώματα επί ενός γρήγορου καλωδίου διαίρεση χρόνου -Time Division Multiplexing (TDM) διαίρεση συχνότητας - Frequency Division Multiplexing (FDM) στατιστική πολυπλεξία - Statistical Multiplexing διαίρεση κωδίκων - Code Division Multiple Access (CDMA) Πρωτόκολλα Διαδικτύου, 1η Διάλεξη 37

38 Σημερινή διάλεξη Εισαγωγή Στοιχεία μαθήματος Εισαγωγή στο διαδίκτυο Πρωτόκολλο διαδικτύου Δομή δικτύων Τερματικά σημεία Δίκτυα πρόσβασης Φυσικά μέσα Πυρήνας Δίκτυα Μεταγωγής Πακέτων Κυκλωμάτων Πολυπλεξία Λειτουργίες Επίδοση: απώλεια, καθυστέρηση Επίπεδα πρωτοκόλλων και μοντέλα υπηρεσιών Διαδίκτυο Ασφάλεια Πρωτόκολλα Διαδικτύου, 1η Διάλεξη 38

39 Πολυπλεξία (1/3) Ένα κύκλωμα σε μία ζεύξη μπορεί να υλοποιηθεί με frequency-division multiplexing (FDM) ή time-division multiplexing (TDM) FDM TDM Κάθε κύκλωμα δεσμεύει μια συγκεκριμένη συχνότητα που παραμένει σταθερή Πολλαπλά κυκλώματα μοιράζονται το εύρος χρησιμοποιώντας διαφορετικές συχνότητες Κάθε κύκλωμα δεσμεύει όλο το εύρος περιοδικά με διάρκεια μικρών χρονικών περιόδων 39

40 Πολυπλεξία (2/3) Στατιστική πολυπλεξία (statistical multiplexing) Διαίρεση χρόνου «κατ αίτηση» Χρονοπρογραμματισμός συνδέσμου ανά πακέτο Πακέτα από διαφορετικές πηγές εναλλάσσονται στον σύνδεσμο (απαιτείται προσωρινή αποθήκευση πακέτων θέμα συμφόρησης) Η ακολουθία των A & B πακέτων δεν έχει κάποια προκαθορισμένη μορφή Αντίθεση με TDM όπου κάθε host παίρνει την ίδια θυρίδα στο περιστρεφόμενο TDM πλαίσιο 40

41 Πολυπλεξία (3/3) FDM Προσαρμόζει το σήμα στα χαρακτηριστικά του μέσου Π.χ. ραδιόφωνο, μετάδοση τηλεόρασης TDM Κατάλληλο για σύγχρονη επικοινωνία Π.χ. τηλεφωνία (σταθερή, κινητή - GSM) Κι οι δύο τεχνικές δεσμεύουν πόρους (συχνότητα ή χρονοθυρίδες) με στατικό τρόπο Λόγω της στατικής δέσμευσης δεν είναι αποδοτικές για εκρηκτική κίνηση (bursty traffic) Πρωτόκολλα Διαδικτύου, 1η Διάλεξη 41

42 Μεταγωγή πακέτου έναντι μεταγωγής κυκλώματος (1/2) Η μεταγωγή πακέτου επιτρέπει τη χρήση του δικτύου από περισσότερους χρήστες! Ζεύξη 1 Mbps Κάθε χρήστης 100 Kbps όταν είναι ενεργός ( active ) Ενεργός 10% του χρόνου Μεταγωγή κυκλώματος 10 χρήστες Μεταγωγή πακέτου Με 35 χρήστες, πιθανότητα > 10 ταυτόχρονα ενεργοί μικρότερη από.0004

43 Μεταγωγή πακέτου έναντι μεταγωγής κυκλώματος (2/2) Η μεταγωγή πακέτου επιτρέπει τη χρήση του δικτύου από περισσότερους χρήστες! Ζεύξη 1 Mbps Χρήστης που δημιουργεί πακέτα των 1000bit Μεταγωγή κυκλώματος 10 χρήστες Μετάδοση σε 10sec Μεταγωγή πακέτου Μετάδοση σε 1 sec Είναι καλύτερη η μεταγωγή πακέτου? Ιδανική για bursty δεδομένα Διαμοιρασμός πόρων Απλούστερη, δεν απαιτεί εγκατάσταση κλήσης Μπορεί να δημιουργήσει υπέρμετρη συμφόρηση: καθυστέρηση πακέτων και απώλεια δεδομένων Απαιτούνται πρωτόκολλα για αξιόπιστη μεταφορά δεδομένων, έλεγχο συμφόρησης Πρωτόκολλα Διαδικτύου, 1η Διάλεξη 43

44 Σημερινή διάλεξη Εισαγωγή Στοιχεία μαθήματος Εισαγωγή στο διαδίκτυο Πρωτόκολλο διαδικτύου Δομή δικτύων Τερματικά σημεία Δίκτυα πρόσβασης Φυσικά μέσα Πυρήνας Δίκτυα Μεταγωγής Πακέτων Κυκλωμάτων Πολυπλεξία Λειτουργίες Επίδοση: απώλεια, καθυστέρηση Επίπεδα πρωτοκόλλων και μοντέλα υπηρεσιών Διαδίκτυο Ασφάλεια Πρωτόκολλα Διαδικτύου, 1η Διάλεξη 44

45 Δυο βασικές λειτουργίες των δικτύων Προώθηση (forwarding): μεταφέρει πακέτα από την είσοδο του δρομολογητή στην έξοδό του Δρομολόγηση (routing): καθορίζει τη διαδρομή πηγήςπροορισμού για τα πακέτα routing algorithm local forwarding table header value output link Διεύθυνση στο πακέτο

46 Δρομολόγηση Ποιος επιλέγει τις διαδρομές? Ένας άνθρωπος: Στατική δρομολόγηση Συγκεντρωτική (centralized) δρομολόγηση (tele, περίπου στα 1980) Κατανεμημένη (distributed) δρομολόγηση (Inter, ad hoc works) Στην κατανεμημένη δρομολόγηση χρησιμοποιείται κάποιο Πρωτόκολλο Δρομολόγησης Χρησιμοποιούνται πολλά διαφορετικά πρωτόκολλα Εντός οργανισμών: RIP, OSPF Μεταξύ οργανισμών: BGP traceroute.org Πρωτόκολλα Διαδικτύου, 1η Διάλεξη 46

47 Σημερινή διάλεξη Εισαγωγή Στοιχεία μαθήματος Εισαγωγή στο διαδίκτυο Πρωτόκολλο διαδικτύου Δομή δικτύων Τερματικά σημεία Δίκτυα πρόσβασης Φυσικά μέσα Πυρήνας Δίκτυα Μεταγωγής Πακέτων Κυκλωμάτων Πολυπλεξία Λειτουργίες Επίδοση: απώλεια, καθυστέρηση Επίπεδα πρωτοκόλλων και μοντέλα υπηρεσιών Διαδίκτυο Ασφάλεια Πρωτόκολλα Διαδικτύου, 1η Διάλεξη 47

48 Αποστολή πακέτων δεδομένων Λειτουργία Ο αποστολέας λαμβάνει το μήνυμα από την εφαρμογή Δημιουργεί κομμάτια δεδομένων, τα πακέτα (packets), μήκους L bits Μεταδίδει το πακέτο στο δίκτυο πρόσβασης με ρυθμό μετάδοσης (transmission rate) R πακέτα, L bits το καθένα R: ρυθμός μετάδοσης μέσου Αποστολέας Καθυστέρηση μετάδοσης πακέτου Χρόνος μετάδοσης πακέτου L-bit στο μέσο = = L (bits) R (bits/sec) 48

49 Μεταγωγή πακέτου: αποθήκευση και προώθηση L bits ανά πακέτο πηγή R bps R bps προορισμός Χρειάζονται L/R seconds για τη μεταγωγή (push out) πακέτου L-bit σε μέσο R bps Ολόκληρο το πακέτο πρέπει να φτάσει στο δρομολογητή προτού μεταδοθεί στην επόμενη ζεύξη: αποθήκευση και προώθηση Καθυστέρηση 2L/R (χωρίς καθυστέρηση μεταγωγής) Παράδειγμα L = 7.5 Mbits R = 1.5 Mbps Καθυστέρηση = 5 sec Πρωτόκολλα Διαδικτύου, 1η Διάλεξη 49

50 Μεταγωγή πακέτου: καθυστέρηση ουράς, απώλεια (1/2) A R = 100 Mb/s C B ουρά αναμονής εξερχόμενης ζεύξης R = 1.5 Mb/s D E Εάν ο ρυθμός άφιξης (σε bits) ξεπερνάει το ρυθμό μεταγωγής τα πακέτα θα μπούν σε ουρά αναμονής για τη μετάδοση τους στη ζεύξη πακέτα μπορεί να χαθούν αν γεμίσει η μνήμη (buffer) Για κάθε εξερχόμενη ζεύξη υπάρχει μια ουρά εξόδου Πρωτόκολλα Διαδικτύου, 1η Διάλεξη 50

51 Μεταγωγή πακέτου: καθυστέρηση ουράς, απώλεια (2/2) Μεταφορά πακέτου (καθυστέρηση) A B Ουρά πακέτων (καθυστέρηση) Διαθέσιμοι buffers: μη διαθεσιμότητα οδηγεί σε απώλεια πακέτων Πρωτόκολλα Διαδικτύου, 1η Διάλεξη 51

52 4 πηγές καθυστέρησης (1/2) A Μεταγωγή Μεταφορά / προώθηση B Επεξεργασία κόμβου Ουρά d nodal = d proc + d queue + d trans + d prop d proc : Καθυστέρηση επεξεργασίας κόμβου (nodal processing) Έλεγχος bit σφαλμάτων Καθορισμός εξερχόμενης ζεύξης Συνήθως < msec d queue : Καθυστέρηση ουράς (queueing delay) Αναμονή στην εξερχόμενη ζεύξη για μεταφορά Εξαρτάται από τη συμφόρηση 52

53 4 πηγές καθυστέρησης (2/2) A Μεταγωγή Μεταφορά / προώθηση B Επεξεργασία κόμβου Ουρά d nodal = d proc + d queue + d trans + d prop d trans : Καθυστέρηση μεταγωγής (transmission delay) Χρόνος για την έξοδο L: μήκος πακέτου (bits) R: εύρος ζεύξης (bps) d trans = L/R d trans και d prop πολύ διαφορετικά d prop : Καθυστέρηση μεταφοράς (propagation delay) d: μήκος φυσικής ζεύξης s: ταχύτητα μεταφοράς (~2x108 m/sec) d prop = d/s 53

54 Ανάλογο (1/2) 100 km 100 km Ουρά 10 αυτοκινήτων Σταθμός διοδίων Τα αυτοκίνητα μεταφέρονται με 100 km/hr Ο σταθμός διοδίων χρειάζεται 12 sec για κάθε αυτοκίνητο (χρόνος μεταγωγής bit) Πόσος χρόνος απαιτείται μέχρι η ουρά να σχηματιστεί πρίν το δεύτερο σταθμό διοδίων? Σταθμός διοδίων Χρόνος μεταγωγής των 10 αυτοκινήτων στο σταθμό 12*10 = 120 sec Χρόνος μεταφοράς του τελευταίου αυτοκινήτου από το 1ο στο 2ο σταθμό: 100km/(100km/hr)= 1 hr Σύνολο: 62 minutes Πρωτόκολλα Διαδικτύου, 1η Διάλεξη 54

55 Ανάλογο (2/2) Ουρά 10 αυτοκινήτων Σταθμός διοδίων 100 km 100 km Σταθμός διοδίων Έστω 10 αυτοκίνητα που μεταφέρονται με 1000 km/hr Και έστω ότι ο κάθε σταθμός χρειάζεται 1 min για κάθε αυτοκίνητο Θα φθάσουν αυτοκίνητα στο 2ο σταθμό πριν τελειώσει η εξυπηρέτηση όλων των αυτοκινήτων από τον 1ο σταθμό? Ναι μετά από 7 λεπτά το 1 ο αυτοκίνητο φθάνει στο 2 ο σταθμό ενώ 3 αυτοκίνητα ακόμα περιμένουν στον 1 ο σταθμό Πρωτόκολλα Διαδικτύου, 1η Διάλεξη 55

56 Καθυστέρηση ουράς (1/2) Πακέτα φθάνουν κάθε L/R secs Καμία καθυστέρηση N πακέτα φθάνουν ταυτόχρονα κάθωε (L/R)N secs 1 ο πακέτο: Καμία καθυστέρηση 2 ο πακέτο: L/R secs Ν πακέτο: (N-1)L/R secs Πρωτόκολλα Διαδικτύου, 1η Διάλεξη 56

57 Μέση καθυστέρηση Καθυστέρηση ουράς (2/2) Εξαρτάται από Ρυθμό αφίξεων Ρυθμό μεταγωγής Φύση ρυθμού αφίξεων R: εύρος ζεύξης (bps) L: μήκος πακέτου (bits) a: μέσος ρυθμός άφιξης La/R = ένταση κίνησης (traffic intensity) Ένταση κίνησης La/R ~ 0 La/R ~ 0: μικρή μέση καθυστέρηση La/R -> 1: μεγάλη μέση καθυστέρηση La/R > 1: περισσότερες αφίξεις από το ρυθμό εξυπηρέτησης -> άπειρη καθυστέρηση! 1-57 La/R -> 1

58 Throughput (1/3) throughput: ρυθμός (bits/μονάδα χρόνου) μεταφοράς δεδομένων μεταξύ αποστολέα και παραλήπτη τρέχων: σε συγκεκριμένη χρονική στιγμή μέσο: για συγκεκριμένη διάρκεια Αποστολή server, with ροής δεδομένων file of F bits (bits) to send to client link Ζεύξη capacity που εξυπηρετεί R s bits/sec ροή με ρυθμό R s bits/sec Ζεύξη link capacity που εξυπηρετεί ροή R c bits/sec με ρυθμό R c bits/sec Πρωτόκολλα Διαδικτύου, 1η Διάλεξη 58

59 Throughput (2/3) R s < R c Ποιο είναι το μέσω end-end throughput? R s bits/sec R c bits/sec R s > R c Ποιο είναι το μέσω end-end throughput? R s bits/sec R c bits/sec bottleneck link Ζεύξη σε ένα μονοπάτι end-end path που περιορίζει το ολικό throughput

60 Throughput (3/3) Ανά σύνδεση το endend throughput είναι: min(r c,r s,r/10) R s R s R s Εξαρτάται από τις ροές στο R Πρακτικά: R c ή R s είναι συχνά το bottleneck (δίκτυο πρόσβασης) R c R c R R c 10 συνδέσεις διαμοιράζονται (δίκαια) τη ζεύξη R 60

61 Σημερινή διάλεξη Εισαγωγή Στοιχεία μαθήματος Εισαγωγή στο διαδίκτυο Πρωτόκολλο διαδικτύου Δομή δικτύων Τερματικά σημεία Δίκτυα πρόσβασης Φυσικά μέσα Πυρήνας Δίκτυα Μεταγωγής Πακέτων Κυκλωμάτων Πολυπλεξία Λειτουργίες Επίδοση: απώλεια, καθυστέρηση Επίπεδα πρωτοκόλλων και μοντέλα υπηρεσιών Διαδίκτυο Ασφάλεια Πρωτόκολλα Διαδικτύου, 1η Διάλεξη 61

62 Επίπεδα (Στρώματα) Πρωτοκόλλων (Protocol Layers ) Τα δίκτυα είναι πολύπλοκα! Περιλαμβάνουν πολλά κομμάτια υπολογιστές υπηρεσίας (hosts) δρομολογητές (routers) ζεύξεις διαφόρων φυσικών μέσων εφαρμογές υλισμικό λογισμικό

63 Οργάνωση αεροπορικού ταξιδιού Μια ακολουθία βημάτων! ticket (purchase) baggage (check) gates (load) runway takeoff airplane routing airplane routing ticket (complain) baggage (claim) gates (unload) runway landing airplane routing Πρωτόκολλα Διαδικτύου, 1η Διάλεξη 63

64 Βήματα αεροπορικού ταξιδιού Στρώματα (layers): κάθε στρώμα υλοποιεί μια υπηρεσία Μέσω των δικών της εσωτερικών ενεργειών Βασίζεται σε υπηρεσίες που παρέχονται από το κατώτερο επίπεδο ticket (purchase) ticket (complain) ticket baggage (check) baggage (claim baggage gates (load) gates (unload) gate runway (takeoff) runway (land) takeoff/landing airplane routing airplane routing airplane routing airplane routing airplane routing departure airport intermediate air-traffic control centers arrival airport 64

65 Προσέγγιση στρωμάτωσης Διαχείριση πολύπλοκων συστημάτων: Η πλήρως καθορισμένη δομή επιτρέπει την αναγνώριση των διακριτών τμημάτων του συστήματος και την καλύτερη κατανόηση των συσχετίσεων μεταξύ τους μοντέλο αναφοράς επιπέδων Η τμηματοποίηση διευκολύνει τη συντήρηση και αναβάθμιση του συστήματος αλλαγή της υλοποίησης μιας υπηρεσίας ενός επιπέδου χωρίς αυτό να είναι ορατό στο υπόλοιπο σύστημα (π.χ. αλλαγή στη διαδικασία πύλης επιβατών) Κάθε στρώμα πρωτοκόλλων υλοποιείται με υλισμικό, λογισμικό, και τα 2

66 Διαστρωμάτωση πρωτοκόλλων διαδικτύου (Inter protocol stack) Εφαρμογή (application): υποστηρίζει διαδικτυακές εφαρμογές Π.χ. FTP, SMTP, HTTP Μπορεί να είναι κατανεμημένο μεταξύ διαφορετικών συστημάτων Πακέτο = μήνυμα (message) Μεταφορά (transport): μεταφορά μηνυμάτων Π.χ. TCP, UDP Πακέτο = τεμάχιο (segment) Δικτύου (work): μεταφορά segments σε διευθύνσεις προορισμού (υπολογιστές) Π.χ. IP Πακέτο = datagram Ζεύξης (link): μεταφορά δεδομένων μεταξύ δικτυακών πόρων / κόμβων Π.χ. Ether, (WiFi), PPP Πακέτο = πλαίσιο (frame) application transport work link physical Φυσικού μέσου (physical): μεταφορά bits στο καλώδιο 66

67 Επίπεδο εφαρμογής (application) Υλοποιεί τις κατανεμημένες εφαρμογές File Transfer Protocol (FTP) Send Mail Transport Protocol (SMTP) HTTP... Οδηγεί τις καινοτομίες σε άλλα επίπεδα Πρωτόκολλα Διαδικτύου, 1η Διάλεξη 67

68 Επίπεδο μεταφοράς (transport) Είναι υπεύθυνο για τη μεταφορά δεδομένων από τον ένα κόμβο στον άλλο Τροφοδοτεί το επίπεδο εφαρμογής με ένα socket API (connect, send, receive) Όταν τα δεδομένα φτάσουν στον προορισμό από το δίκτυο, αποφασίζει ποια διεργασία εφαρμογής θα τα λάβει Οι εφαρμογές συνήθως χρησιμοποιούν ένα από τα παρακάτω: TCP UDP Πρωτόκολλα Διαδικτύου, 1η Διάλεξη 68

69 TCP: Transmission Control Protocol Με-σύνδεση υπηρεσία του Διαδικτύου Handshaking: προετοιμασία για την μεταφορά δεδομένων Εφάμιλλο του ανθρώπινου πρωτοκόλλου -Γεια!, -Γεια και σε σένα! Αξιόπιστο, μεταφορά πακέτων σε σειρά Χαμένα δεδομένα: επιβεβαιώσεις και επανεκπομπές Έλεγχος ροής (flow control) Ο αποστολέας δεν κατακλύζει τον δέκτη Έλεγχος συμφόρησης (congestion control) Ο αποστολέας μειώνει το ρυθμό αποστολής, όταν το δίκτυο έχει συμφόρηση Χρήση: HTTP (WWW), FTP (μεταφορά αρχείων), Tel (απομακρυσμένο login), SMTP ( ) 69

70 UDP: User Datagram Protocol Χωρίς-σύνδεση υπηρεσία του Διαδικτύου Δεν χρησιμοποιεί handshaking Αναξιόπιστη μεταφορά δεδομένων Δεν κάνει έλεγχο ροής Δεν κάνει έλεγχο συμφόρησης Λιτή και απέριττη υπηρεσία Χρήση: Streaming media, τηλεδιασκέψεις, DNS, τηλεφωνία μέσω Διαδικτύου Πρωτόκολλα Διαδικτύου, 1η Διάλεξη 70

71 Επίπεδο δικτύου (work) Καθορίζει τη διαδρομή που θα πάρει ένα πακέτο μέσω των δρομολογητών για να φτάσει τον προορισμό του Inter Protocol (IP) Καμία εγγύηση εάν και πότε θα φτάσει στον προορισμό Συμφόρηση μπορεί να προκληθεί στους δρομολογητές λόγω περιορισμένου μεγέθους buffer Όταν υπάρχει συμφόρηση οι δρομολογητές «πετούν» πακέτα Πρωτόκολλα Διαδικτύου, 1η Διάλεξη 71

72 Επίπεδο ζεύξης (link) Χειρίζεται μεταφορές δεδομένων μεταξύ γειτονικών στοιχείων του δικτύου Καθορίζεται από την τεχνολογία της ζεύξης επικοινωνίας των γειτονικών στοιχείων Παραδείγματα Ether (ΙΕΕΕ802.3) Wireless LAN (e.g., ΙΕΕΕ802.11) Πρωτόκολλα Διαδικτύου, 1η Διάλεξη 72

73 Μοντέλο ISO/OSI Παρουσίαση (presentation): οι εφαρμογές allow applications «ερμηνεύουν» τα δεδομένα π.χ. encryption, compression Σύνοδος (session): για συγχρονισμό, checkpointing, και ανάκτηση δεδομένων Αυτά δεν υπάρχουν στη διαστρωμάτωση του Inter Υλοποιούνται από την εφαρμογή αν χρειάζονται application presentation session transport work link physical Πρωτόκολλα Διαδικτύου, 1η Διάλεξη 73

74 Ενθυλάκωση Encapsulation (1/2) segment datagram frame message H l H n H n H t H t H t source M M M M application transport work link physical link physical switch H l H n H n H t H t H t M M M M destination application transport work link physical H l H n H n H t H t M M work link physical H n H t M router

75 Ενθυλάκωση Encapsulation (2/2) Σε κάθε επίπεδο υπάρχουν 2 είδη πεδίων: Κεφαλίδα (Header) Πακέτο από το προηγούμενο επίπεδο (payload field) Η ενθυλάκωση δεν είναι τόσο εύκολη Μεγάλα μηνύματα διασπώνται σε μικρότερα τμήματα επιπέδου μεταφοράς (segments) Απαιτείται επαναδημιουργία αυτών στον προορισμό Πρωτόκολλα Διαδικτύου, 1η Διάλεξη 75

76 Η κλεψύδρα των πρωτοκόλλων διαδικτύου (1/2) διαστρωμάτωση Πρωτόκολλα Διαδικτύου, 1η Διάλεξη 76

77 Η κλεψύδρα των πρωτοκόλλων διαδικτύου (2/2) Διαδικτυακή διαστρωμάτωση Δημιουργία μεγαλύτερου δικτύου Διεθνής διευθυνσιοδότηση Δημιουργία δικτύων έτσι ώστε να απομονωθούν τα πρωτόκολλα από τις λεπτομέρειες/αλλαγές των δικτύων Μοναδικό πρωτόκολλο δικτύου Μεγιστοποίηση της διαλειτουργικότητας Ελαχιστοποίηση του αριθμού των διεπαφών υπηρεσιών Πρωτόκολλα Διαδικτύου, 1η Διάλεξη 77

78 Παραδείγματα πρωτοκόλλων στο διαδίκτυο Τα πρωτόκολλα στους δρομολογητές καθορίζουν τη διαδρομή των πακέτων από τον αποστολέα στον παραλήπτη Τα πρωτόκολλα ελέγχου συμφόρησης ελέγχουν το ρυθμό με τον οποίο τα πακέτα στέλνονται μεταξύ του αποστολέα και του παραλήπτη Τα πρωτόκολλα του «φυσικού μέσου» ελέγχουν τη ροή των bits στη γραμμή που ενώνει δύο φυσικά συνδεδεμένους υπολογιστές Τα πρωτόκολλα στο MAC ενός broadcast ασύρματου μέσου καθορίζουν πότε η συσκευή θα μεταδώσει Πρωτόκολλα Διαδικτύου, 1η Διάλεξη 78

79 Σημερινή διάλεξη Εισαγωγή Στοιχεία μαθήματος Εισαγωγή στο διαδίκτυο Πρωτόκολλο διαδικτύου Δομή δικτύων Τερματικά σημεία Δίκτυα πρόσβασης Φυσικά μέσα Πυρήνας Δίκτυα Μεταγωγής Πακέτων Κυκλωμάτων Πολυπλεξία Λειτουργίες Επίδοση: απώλεια, καθυστέρηση Επίπεδα πρωτοκόλλων και μοντέλα υπηρεσιών Διαδίκτυο Ασφάλεια Πρωτόκολλα Διαδικτύου, 1η Διάλεξη 79

80 Δομή διαδικτύου: Δίκτυο από δίκτυα (1/9) Ιεραρχική δομή Τα τερματικά σημεία συνδέονται μέσω παρόχων ISPs (Inter Service Providers) Οικιακοί, εταιρικοί και ακαδημαϊκοί ISPs Οι πάροχοι πρέπει επίσης να διασυνδεθούν Ώστε 2 σημεία να μπορούν να στέλνουν πακέτα το ένα στο άλλο Το αποτέλεσμα είναι ένα πολύπλοκο δίκτυο δικτύων Που οδηγείται από πολιτικές οικονομικές και εθνικές Πρωτόκολλα Διαδικτύου, 1η Διάλεξη 80

81 Δομή διαδικτύου: Δίκτυο από δίκτυα (2/9) Ερώτηση: Έστω εκατομμύρια παρόχων. Πως θα διασυνδεθούν? 81

82 Δομή διαδικτύου: Δίκτυο από δίκτυα (3/9) Επιλογή: Διασύνδεση όλων μεταξύ τους? Δημιουργεί προβλήματα κλιμάκωσης: O(N 2 ) συνδέσεις 82

83 Δομή διαδικτύου: Δίκτυο από δίκτυα (4/9) Επιλογή: Διασύνδεση κάθε παρόχου με έναν παγκόσμιο πάροχο (με οικονομική συμφωνία)? global ISP 83

84 Δομή διαδικτύου: Δίκτυο από δίκτυα (5/9) Εάν όμως υπάρχει κέρδος, θα προκύψουν ανταγωνιστές! ISP A ISP B ISP C 84

85 Δομή διαδικτύου: Δίκτυο από δίκτυα (6/9) Εάν όμως υπάρχει κέρδος, θα προκύψουν ανταγωνιστές! Οι οποίοι όμως πρέπει να διασυνδεθούν! Inter exchange point ISP A IXP IXP ISP B ISP C peering link 85

86 Δομή διαδικτύου: Δίκτυο από δίκτυα (7/9) Οπότε θα δημιουργηθούν και τοπικά δίκτυα για τη διασύνδεση των δικτύων πρόσβασης σε ISPs ISP A IXP IXP ISP B ISP C regional 86

87 Δομή διαδικτύου: Δίκτυο από δίκτυα (8/9) Δίκτυα παρόχων δεδομένων (π.χ. Google, Microsoft, Akamai) μπορεί να δημιουργήσουν το δικό τους δίκτυο ISP A IXP Content provider work IXP ISP B ISP B regional 87

88 Δομή διαδικτύου: Δίκτυο από δίκτυα (9/9) Κεντρικά: μικρός αριθμός μεγάλων δικτύων tier-1 εμπορικοί ISPs (π.χ. Sprint, AT&T, NTT), εθνική & διεθνής πρόσβαση δίκτυο παροχής δεδομένων (π.χ. Google): ιδιωτικό δίκτυο που συνδέει κέντρα στο διαδίκτυο, χωρίς τη χρήση tier-1, εθνικών ISPs 88

89

90 Ιστορία των δικτύων Οι δικτυακές εφαρμογές αντικαθιστούν τις μη δικτυακές : Ταχυδρομείο και ενδοεταιρικά mail, fax , IM Μεταδόσεις: τηλεόραση, ράδιο Διαδραστική επικοινωνία μέσω φωνής, video VOIP Πρόσβαση πληροφοριών web, P2P Πρόσβαση δίσκων iscsi, Fiberchannel-over-IP Πρωτόκολλα Διαδικτύου, 1η Διάλεξη 90

91 Βασικές ιστορικές στιγμές του Διαδικτύου 1962: Ο Paul Baran (Rand Corporation) προτείνει την μεταγωγή πακέτων 1969: Το Defense Advanced Research Projects Agency των ΗΠΑ χρηματοδοτεί ένα πρόγραμμα σε δίκτυα μεταγωγής πακέτων Δημιουργείται το ARPANET με τέσσερεις κόμβους 1974: Οι Vint Cerf και Bob Kahn δημοσιεύουν τους βασικούς μηχανισμούς του Transmission Control Protocol (TCP) 1982: Η ιεραρχία πρωτοκόλλων TCP/IP ορίζεται για το ARPANET 1984: Σύστημα καταλόγου ονομάτων (Domain Name System) 1986: Δημιουργείται το NSFNET (56 Kbps) 1992: Ο Tim Berners-Lee (CERN) σχεδιάζει τον Παγκόσμιο Ιστό (World Wide Web) 91

92 Εξέλιξη διαδικτύου & δικτύων στον χρόνο Πρωτόκολλα Διαδικτύου, 1η Διάλεξη 92

93 Σημερινή διάλεξη Εισαγωγή Στοιχεία μαθήματος Εισαγωγή στο διαδίκτυο Πρωτόκολλο διαδικτύου Δομή δικτύων Τερματικά σημεία Δίκτυα πρόσβασης Φυσικά μέσα Πυρήνας Δίκτυα Μεταγωγής Πακέτων Κυκλωμάτων Πολυπλεξία Λειτουργίες Επίδοση: απώλεια, καθυστέρηση Επίπεδα πρωτοκόλλων και μοντέλα υπηρεσιών Διαδίκτυο Ασφάλεια Πρωτόκολλα Διαδικτύου, 1η Διάλεξη 93

94 Ασφάλεια διαδικτύου (1/4) Κακόβουλο λογισμικό (malware) μπορεί να είναι: virus: αναπαράγεται μέσω ενός αντικειμένου που αποστέλλεται / λαμβάνεται (π.χ. attachment) worm: αναπαράγεται παθητικά μέσω αντικειμένων που εκτελούνται μόνα τους

95 Ασφάλεια διαδικτύου (2/4) Denial of Service (DoS): πόροι (εξυπηρετητές, πόροι δικτύου) μη διαθέσιμοι λόγω φόρτου δικτύου 1. Επιλογή στόχου 2. Χρήση υπολογιστών (bot) 3. Αποστολή πακέτων στο στόχο στόχος Πρωτόκολλα Διαδικτύου, 1η Διάλεξη 95

96 Ασφάλεια διαδικτύου (3/4) Packet sniffing : Μέσω δικτύων (π.χ. ether, wireless) Συγκεκριμένη διεπαφή δικτύου που διαβάζει και καταγράφει τα πακέτα A C src:b dest:a payload B Πρωτόκολλα Διαδικτύου, 1η Διάλεξη 96

97 Ασφάλεια διαδικτύου (4/4) IP spoofing: αποστολή πακέτου με εσφαλμένη διεύθυνση αποστολής A C src:b dest:a payload B Πρωτόκολλα Διαδικτύου, 1η Διάλεξη 97