ΔΙΚΤΥΑ (15-17) Π. Φουληράς

Transcript

1 ΔΙΚΤΥΑ (15-17) Π. Φουληράς

2 Χαρακτηριστικά Δικτύου: Ιδιοκτησία, Υπόδειγμα Υπηρεσίας, και Απόδοση Ιδιωτικά Δίκτυα Κλασσικό Παράδειγμα τα LAN Μεγάλες εταιρείες όμως και σε επίπεδο WAN Αγοράζουν υλικό διασύνδεσης και προσλαμβάνουν εξειδικευμένους τεχνικούς για την διαχείριση Χρήση/Πρόσβαση μόνον από μέλη της εταιρείας Δημόσια Δίκτυα Ανήκει σε έναν πάροχο Οποιοσδήποτε συνδρομητής μπορεί να το χρησιμοποιεί

3 Ιδιωτικότητα Ιδιωτικά Δίκτυα Πλεονέκτημα αφού πρόσβαση πλήρως ελεγχόμενη Δημόσια Δεν είναι δυνατή η ιδιωτικότητα Εξαίρεση του κανόνα: VPN (Virtual Private Network) Πλεονέκτημα VPN Προσφέρει την εικόνα ιδιωτικού δικτύου χρησιμοποιώντας ένα δημόσιο δίκτυο Χαμηλό κόστος εξοπλισμού και διαχείρισης Κρυπτογράφηση πακέτων για ιδιωτικότητα

4 Υπόδειγμα Υπηρεσίας Δίκτυα Συνδεσμικής Υπηρεσίας (Connection-Oriented) Δίκτυα Ασυνδεσμικής Υπηρεσίας (Connectionless) Προσοχή! Η παρεχόμενη υπηρεσία μπορεί να ακολουθεί το ένα υπόδειγμα, αλλά το ίδιο το δίκτυο να χρησιμοποιεί εσωτερικά το άλλο υπόδειγμα

5 Χαρακτηριστικά Απόδοσης Δικτύου Καθυστέρηση (delay) Καθυστέρηση Διάδοσης (Propagation delay) Καθυστέρηση Μεταγωγής (Switching delay) Καθυστέρηση Πρόσβασης (Access delay) Π.χ., σε δίκτυα Ethernet Καθυστέρηση Ουράς (Queueing delay) Λόγω του store-and-forward Διεκπεραιωτική ικανότητα (throughput) Σε bps (μερικές φορές χρησιμοποιείται καταχρηστικά και ο όρος bandwidth) Καθορίζει πόσα bit μπορούν να εισέρχονται σε ένα δίκτυο στην μονάδα του χρόνου

6 Καθυστέρηση και Διεκπεραιωτική Ικανότητα Όταν ένα δίκτυο είναι αδρανές η πραγματική καθυστέρηση είναι D 0 και ο βαθμός απασχόλησης U = 0 Όταν ο βαθμός απασχόλησης U είναι μη μηδενικός τότε η καθυστέρηση δίδεται από την σχέση: D = D 0 / (1 U) Καθυστέρηση (D) και Διεκπεραιωτική Ικανότητα (T) Γινόμενο Τ x D Μετράται η ποσότητα δεδομένων που μπορούν να βρίσκονται στο δίκτυο Ισόχρονα Δίκτυα

7 Πρωτόκολλα και Διαστρωμάτωση Πρωτόκολλο Επικοινωνίας (Communication Protocol) Μία συμφωνία που καθορίζει την μορφή και την σημασία των μηνυμάτων που ανταλλάσσουν οι υπολογιστές Μία εφαρμογή αλληλεπιδρά με το λογισμικό πρωτοκόλλων και όχι με το υλικό του δικτύου απ ευθείας

8 Οικογένειες Πρωτοκόλλων Το πρόβλημα της επικοινωνίας υποδιαιρείται σε επί μέρους τμήματα, για κάθε ένα εκ των οποίων σχεδιάζεται και διαφορετικό πρωτόκολλο Γιαναείναιμίατέτοιαλύσηαποδοτική, θα πρέπει τα διάφορα πρωτόκολλα να σχεδιάζονται σε ολοκληρωμένα συνεργατικά σύνολα Οικογένειες Πρωτοκόλλων (suites ή families)

9 Σχέδιο Δημιουργίας Πρωτοκόλλων Μοντέλο Διαστρωμάτωσης (Layer Model) Ένα από τα σημαντικότερα εργαλεία σχεδιασμού πρωτοκόλλων ISO OSI reference model (7 layers)

10 Τα 7 Επίπεδα 1 Φυσικό (Physical) 2 Σύνδεσμος Δεδομενων (Data Link) 3 Δίκτυο (Network) Δικτυακές Διευθύνσεις και Δρομολόγηση 4 Μεταφορά (Transport) 5 Σύνοδος (Session) Π.χ., ασφάλεια, πιστοποίηση ταυτότητος 6 Παρουσίαση (Presentation) Αναπαράσταση Δεδομένων 7 Εφαρμογή (Application)

11 Μοντέλο Αναφοράς TCP/IP 5 επίπεδα Αντιστοιχίες με ISO OSI 5 5, 6,

12 Στοίβα (Stack) Συνήθως τα πρωτόκολλα μίας οικογένειας διαστρωμάτωσης υλοποιούνται με λογισμικό το οποίο είναι πλέον πολυεπίπεδο Συνηθισμένος όρος Στοίβα (Stack) Πρωτοκόλλων Ουσιαστικά έχουμε ένθετες κεφαλίδες, μία για κάθε πρωτόκολλο, όπως στο σχήμα

13 Η Αρχή της Διαστρωμάτωσης

14 Μερικές από τις Τεχνικές των Πρωτοκόλλων Καθορισμός (αριθμού) ακολουθίας για επίδοση εκτός σειράς Χρήσιμο για επανεκπομπή ιδίωςόταναπαιτείται αξιοπιστία Επίσης όταν κάποιο πακέτο καθυστερήσει και παραληφθεί όχι κατά την διάρκεια μίας σύνδεσης, αλλά κατά την διάρκεια άλλης σύνδεσης μεταξύ του ιδίου ζεύγους υπολογιστών Έλεγχος ροής για την αποφυγή της υπέρβασης δεδομένων (Flow Control)

15 Μερικές από τις Τεχνικές των Πρωτοκόλλων 2 Ολισθαίνον Παράθυρο (Sliding Window)

16 Μηχανισμοί Αποφυγής Συμφόρησης Με πληροφόρηση από τους μεταγωγείς Έμμεσα, με την απώλεια πακέτων Προτιμάται το δεύτερο σήμερα, επειδή οι περισσότερες απώλειες οφείλονται σε συμφόρηση Ενσωματώνεται μηχανισμός ελέγχου Ρυθμού Μετάδοσης (Rate Control)

17 Διαδικτύωση Καμία από τις τεχνολογίες δικτύωσης δεν είναι η καλύτερη για όλες τις ανάγκες Η Οικουμενική εξυπηρέτηση είναι επιθυμητή, αλλά οι ασυμβατότητες των τεχνολογιών δικτύωσης και φυσικής διευθυνσιοδότησης δυσχεραίνουν το καθήκον αυτό Το βασικό στοιχείο για σύνδεση ετερογενών (αλλά και μη) δικτύων είναι ο δρομολογητής (router)

18 Επίτευξη Οικουμενικής Εξυπηρέτησης Μέσω Εικονικού Δικτύου Το λογισμικό διαδικτύου δημιουργεί την αίσθηση ενός ενιαίου, αδιαιρέτου συστήματος επικοινωνίας στο οποίο είναι συνδεδεμένοι πολλοί υπολογιστές Αποκρύπτονται οι φυσικές διευθύνσεις, πληροφορίες δρομολόγησης, κλπ. Η οικογένεια πρωτοκόλλων για κάτι τέτοιο στο Διαδίκτυο είναι γνωστή ως πρωτόκολλα διαδικτύου TCP/IP Ξεκίνησε από το ARPA (Advance Research Projects Agency) του Αμερικανικού στρατού

19 Αρχιτεκτονική Διαδικτύου Στην γενική περίπτωση διασύνδεσης πολλών επί μέρους δικτύων θα μπορούσαμε να χρησιμοποιήσουμε έναν μόνον δρομολογητή Σπάνια γίνεται κάτι τέτοιο από έναν οργανισμό, επειδή: Ο δρομολογητής πρέπει να προωθεί κάθε πακέτο, άρα ίσως ο επεξεργαστής του να μην μπορεί να ανταποκριθεί στην αυξημένη κυκλοφορία Η αξιοπιστία ενός δικτύου βελτιώνεται από την υπερεπάρκεια (διαδρομών). Έτσι εάν υπάρξει κάποιο σημείο αστοχίας, θα μπορεί να γίνει δρομολόγηση μέσω εναλακτικών διαδρομών