ίκτυα Υπολογιστών (Γ έτος, ΣΤ εξ) ιάλεξη #1η: Οργάνωση & στόχοι μαθήματος, ιστορία και εξέλιξη Η/Υ και τηλεπικοινωνιών, εισαγωγή σε δίκτυα Η/Υ, Internet, WWW Γαβαλάς Δαμιανός dgavalas@aegean.gr Εαρινό εξάμηνο Στόχοι μαθήματος (θεωρίας) Σύντομη ιστορική αναδρομή σε τηλεπικοινωνίες & δίκτυα Η/Υ, χρησιμότητα και εφαρμογές δικτύων Η/Υ Το υλικό και λογισμικό των δικτύων To μοντέλο αναφοράς OSI (OSI reference model) To Μοντέλο αναφοράς TCP/IP, Πρωτόκολλα UDP, HTTP, SMTP Internet, Διευθυνσιοδότηση (addressing) στο Internet, Web Πρωτόκολλα Δρομολόγησης (routing protocols) Θέματα σχεδιασμού δικτύων(network design) Ασφάλεια δικτύων (network security) Τεχνολογίες ασύρματων και κινητών δικτύων Bluetooth, IEEE 802.11 (Wi-Fi) Κινητά (κυψελωτά) δίκτυα: GSM, GPRS, 3G, 4G Τεχνολογίες ασύρματου web (wireless Internet): WAP, i-mode, J2ME Οπτικά δίκτυα 1
Στόχοι εργαστηρίου Μετά την ολοκλήρωση του μαθήματος ο φοιτητής θα έχει αποκτήσει τις απαραίτητες γνώσεις και δεξιότητες ώστε: Να μπορεί να αναλύει ένα ίκτυο Υπολογιστών Να σχεδιάζει δάζ ένα δίκτυο Να επιλέγει τα κατάλληλα δικτυακά υλικά για να δημιουργήσει ένα δίκτυο υπολογιστών τόσο σε μικρή όσο και σε ευρεία κλίμακα Να μπορεί να αναπτύξει ένα δίκτυο υπολογιστών το οποίο θα είναι εύχρηστο, ευέλικτο και ανά πάσα στιγμή αναβαθμίσιμο Να προσαρμόζει κάθε δίκτυο στις απαιτήσεις των χρηστών Να συντηρεί και να διαχειρίζεται ένα δίκτυο υπολογιστών Στόχοι εργαστηρίου Εργαστηριακές ασκήσεις για τη βαθύτερη κατανόηση της δρομολόγησης στα δίκτυα Η/Υ Χρήση εργαλείου αναλυτή πρωτοκόλλων (Ethereal protocol analyzer / packet sniffer) για την ανάλυση και αποδόμηση πακέτων δεδομένων Χρήση του εργαλείου προσομοίωσης δικτύων (network simulator) Opnet Guru (Academic Edition) για τη βαθύτερη κατανόηση θεμάτων σχεδιασμού δικτύων Ανάλυση και σχεδιασμός ενός δικτύου υπολογιστών Επιλογή των κατάλληλων δικτυακών υλικών για σχεδιασμό δικτύων Ανάπτυξη δικτύου κύυ το οποίο θα είναι ία εύχρηστο, ευέλικτο και ανά πάσα στιγμή αναβαθμίσιμο. Προσαρμογή δικτύων στις απαιτήσεις των χρηστών 2
Αναμενόμενο αποτέλεσμα Κατανόηση του ρόλου των δικτύων Η/Υ στη σύγχρονη πραγματικότητα Κατανόηση της λογικής στρωμάτωσης (layering) των δικτυακών πρωτοκόλλων Γνωριμία με τα βασικότερα πρωτόκολλα στο χώρο του Internet Κατανόηση των βασικών αρχών ασύρματης διαδικτύωσης και της αρχιτεκτονικής κινητών δικτύων («δικτύων κινητής τηλεφωνίας») ) Γνωριμία με εργαλεία προσομοίωσης δικτύων και του ρόλου τους στο σχεδιασμό δικτύων μεσαίας και μεγάλης κλίμακας ομή Μαθήματος Πότε; Δευτέρα 15:00-18:00 Θεωρία & Εργαστήριο Που; Στα εργαστήρια Η/Υ (κτήριο Χατζηγιάννη), Α όροφος 3
Τρόπος αξιολόγησης (Πιθανόν) μία εργαστηριακή άσκηση (Α): 20% Τελική εξέταση (Τ): 80% Τελικός βαθμός (Β): OXI Τ >= 5 NAI B = Τ B = 0.8 Τ + 0.2 A ιδακτικά Εγχειρίδια (Ι) Τίτλος: «ίκτυα Υπολογιστών» Συγγραφέας: Andrew Tanenbaum Έκδοση: 2003 (εκδόσεις Κλειδάριθμος) 4
ιδακτικά Εγχειρίδια (ΙΙ) Τίτλος: «ίκτυα και διαδίκτυα υπολογιστών» Συγγραφέας: Douglas Comer Εκδόσεις Κλειδάριθμος Βιβλιογραφία Βιβλιοθήκη Λέσβου... 5
Ελληνική Βιβλιογραφία (I) «Εισαγωγή στα ίκτυα Υπολογιστών» (Richard McMahon ), 2004, εκδ. Γκιούρδας «ίκτυα Υπολογιστών Εισαγωγή στη Σύγχρονη Τεχνολογία» (Ciccarelli, Faulkner ), 2005, εκδ. Γκιούρδας «ίκτυα, Θεωρία & Πράξη» (Matt Hayden), 2001, εκδ. Γκιούρδας Ελληνική Βιβλιογραφία (II) «Εισαγωγή στα ίκτυα Υπολογιστών» (Woodcock), εκδ. Κλειδάριθμος «ίκτυα και ιαδίκτυα Υπολογιστών» (Douglas Comer ), 2002, εκδ. Κλειδάριθμος «ιαδικτυακά Πρωτόκολλα» (Βασίλης Τσαουσίδης),εκδ. Κλειδάριθμος 6
Ελληνική Βιβλιογραφία (IΙI) «Επικοινωνίες Υπολογιστών και εδομένων» (Stallings W), 2002, εκδ. Τζιόλα «ίκτυα Ευρείας Ζώνης» (Βενιέρης Ι.), 2004, εκδ. Τζιόλα «Προσομοίωση ικτύων Υπολογιστών» (Τσουλφάς Αν., Πομπόρτσης Αν.), 2001, εκδ. Τζιόλα Ξένη Βιβλιογραφία Computer Networks, 4 th eds (Andrew S. Tanenbaum), 2002, εκδ. Prentice Hall The Protocols (TCP/IP Illustrated, Volume 1) (W. Richard Stevens), 1993, εκδ. Addison-Wesley Wireless Communications & Networks, 2 nd eds (William Stallings), 2004, εκδ. Prentice Hall 7
Σελίδα του μαθήματος στο web http://www2.aegean.gr/dgavalas/cn/index.php Τι θα περιέχει; Ιστορία & Εξέλιξη Υπολογιστών και Δικτύων 8
Η εποχή της πληροφορίας... Η ποσότητα της πληροφορίας διπλασιάζεται κάθε 6-7 έτη Πώς θα διαχειριστούμε αυτή την έκρηξη; Πως θα μοιραστούμε αυτή την πληροφορία; Καμπύλες υιοθέτησης των τεχνολογιών TV Radio Electricity Airplane Telephone Microwave VCR Automobile PC Cell phone Internet Πηγή: Peter Brimelow, The Silent Boom, Forbes, July 7, 1997 9
Αν η εξέλιξη των αεροπλάνων ήταν ισοδύναμη με την εξέλιξη των ηλεκτρονικών υπολογιστών τα τελευταία 25 χρόνια, σήμερα ένα αεροπλάνο θα κόστιζε 500 δολάρια και θα έκανε το γύρο της γης σε 5 λεπτά, χρησιμοποιώντας καύσιμα αξίας 5 δολαρίων. Scientific American, εκέμβριος 1982 Η εξέλιξη της Τεχνολογίας Υπολογιστών και Επικοινωνιών 10
Η εξέλιξη της Τεχνολογίας Υπολογιστών και Επικοινωνιών Η εξέλιξη της Τεχνολογίας Υπολογιστών και Επικοινωνιών 11
Η εξέλιξη της Τεχνολογίας Υπολογιστών και Επικοινωνιών Η ΣΥΓΚΛΙΣΗ της Τεχνολογίας Υπολογιστών και Επικοινωνιών 12
Το Παγκόσμιο Χωριό Δίκτυα Υπολογιστών ίκτυα Υπολογιστών: Εφαρμογές Δορυφορικές επικοινωνίες Εκπαίδευση Τηλε-εκπαίδευση (εικονικές τάξεις, Πρόγνωση εκπαίδευση καιρού, από απόσταση), Στρατιωτικές Ηλεκτρονικές εφαρμογές, ξεναγήσεις Έλεγχος σε κίνησης μουσεία, οχημάτων Εικονικές Μικρές εταιρίες μπορούν με φτηνούς περιηγήσεις (συμβουλές σε για αρχαίες βέλτιστες πόλεις, τρόπους να εμφανίζονται μεγάλες (e- Ηλεκτρονικές διαδρομές), Ηλεκτρονική βιβλιοθήκες, μεταφορά ψήφος, commerce), Αγοραστικό κοινό παντού. ί Εμπόριο Εκπαιδευτικό φωνής/εικόνας/video Πληροφόρηση λογισμικό πολιτών, Ανταλλαγή Ηλεκτρονική σχεδίων προϊόντων με άλλες Ηλεκτρονικές συναντήσεις εταιρίες, σμίκρυνση του χρόνου για να φτάσει το Διακυβέρνηση ψηφοφόρων-κυβερνόντων, Video on-demand, προϊόν από το σχεδιασμό στην Σμίκρυνση Ηλεκτρονικές γραφειοκρατίας (online παραγγελία παραγγελίες/ψώνια, πιστοποιητικών, αγορά (αύξηση ανταγωνιστικότητας) Τηλε-ιατρική (ηλεκτρονική εξέταση, διάγνωση), πληρωμή Παιχνίδια, φόρων) e-mail, Πληρωμή Πληροφόρηση κοινή λογαριασμών σχετικά με χρήση ιατρικών αρχείων διασκέδαση, on-line ασθενούς από πολλούς δημοσίευση Ενσωμάτωση κυβερνητικών πολλών ιατρούς, συντονισμός λειτουργιών ιατρικών νομοσχεδίων/αρχείων, σε μια κινητή ερευνητικών ινστιτούτων συσκευή δορυφορικοί (φωνή, χάρτες, fax, Προσωπικές κείμενο, Ψηφιοποίηση εικόνα, βιβλιοθηκών video, Η/Υ, PDA, Web browser,..) Υπηρεσίες Υγεία Πληροφόρηση Κινητές Επικοινωνίες 13
ίκτυα Επικοινωνιών Εισαγωγή στα ΔΙΚΤΥΑ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ 14
ίκτυα Η/Υ ίκτυο υπολογιστών (computer network): δύο τουλάχιστον Η/Υ συνδεδεμένοι ώστε να μπορούν να μοιράζονται δεδομένα και πόρους ομικά στοιχεία ενός δικτύου: Υπολογιστικό σύστημα (host), π.χ. PCs, σταθμοί εργασίας, εξυπηρετητές δικτύου (network servers) Κόμβος (node), δηλ. σημεία συνάντησης γραμμών επικοινωνίας Περιφερειακές συσκευές δικτύου (network peripherals), όπως εκτυπωτές, modem, κ.λπ. Υποδίκτυο επικοινωνίας (communication i subnet): καλωδίωση, γραμμές μετάδοσης Κάθε Η/Υ έχει τη δική του διεύθυνση δικτύου, που τον χαρακτηρίζει μονοσήμαντα Χρησιμότητα ικτύων Η/Υ ιαμοίραση πόρων (εκτυπωτές, αποθηκευτικός χώρος, επεξεργαστική ισχύς,...) Ανταλλαγή πληροφοριών, μηνυμάτων, αρχείων Συντονισμός εργασιών Ομαδική εργασία Ευκολότερη αποθήκευση εφεδρικών αρχείων (backup) 15
Συνδέσεις δικτύων Κάθε Η/Υ σε ένα δίκτυο θα μπορούσε να είναι συνδεδεμένος με κάθε άλλον Η/Υ του δικτύου Αυτές λέγονται σημείο προς σημείο συνδέσεις (point to point ή mesh) Προσθήκη ενός Η/Υ απαιτεί μια νέα γραμμή επικοινωνίας για τον καθένα Η/Υ που ήδη υπάρχει στο δίκτυο Αυτή η τεχνική δεν είναι εφικτή για περισσότερες από λίγες κοντινές μηχανές (Ν (Ν-1) / 2 σύνδεσμοι: απαγορευτικό κόστος) Λύση: Σε ένα δίκτυο, διαφορετικές ροές πληροφορίας πρέπει να κάνουν κοινή χρήση των δικτυακών ζεύξεων Συνδέσεις δικτύων Τα περισσότερα σύγχρονα δίκτυα μοιράζονται μία μόνο γραμμή επικοινωνίας Η προσθήκη ενός νέου Η/Υ είναι σχετικά εύκολη Η κυκλοφορία φρ στο δίκτυο,, χρησιμοποιώντας τη γραμμή, πρέπει να γίνεται εκ περιτροπής, πράγμα το οποίο εισάγει καθυστερήσεις H πληροφορία ρ αναλύεται σε κομμάτια, τα λεγόμενα πακέτα (packets) packets), τα οποία όταν στέλνονται ανασυνθέτονται από τον Η/Υ παραλήπτη 16
Κατηγοριοποίηση ικτύων βάσει Μεγέθους Τοπικό δίκτυο (Local Area Network, LAN) ίκτυο ευρείας ζώνης (Wide Area Network, WAN) ιαδίκτυο (Internet) Τοπικά ίκτυα Ένα Τοπικό Δίκτυο (Local-Area Network, LAN) καλύπτει μια μικρή απόσταση και ένα μικρό αριθμό Η/Υ LAN Ένα LAN συνήθως συνδέει υπολογιστικά συστήματα σε ένα δωμάτιο ή ένα κτίριο 17
Πως Είναι ομημένα τα ίκτυα LANs Στα LANs οι Η/Υ απέχουν μικρές αποστάσεις. Οι κόμβοι μπορούν να είναι συνδεδεμένοι με καλώδιο, υπέρυθρη σύνδεση,... Ένα δίκτυο διαβιβάζει δεδομένα μεταξύ των υπολογιστών διασπώντας τα σε μικρά κομμάτια, τα πακέτα Κάθε LAN χρησιμοποιεί ένα πρωτόκολλο ένα σύνολο κανόνων το οποίο καθορίζει πως είναι διαμορφωμένα τα πακέτα και πως μεταφέρονται 18
ίκτυα Ευρείας Περιοχής Ένα Ευρείας Περιοχής Δίκτυο (Wide-Area Network, WAN) συνδέει δύο τουλάχιστον LANs, συχνά σε μεγάλες αποστάσεις LAN LAN Ένα LAN ανήκει συνήθως σε κάποιον οργανισμό, αλλά ένα WAN συχνά συνδέει διαφορετικές ομάδες σε διαφορετικές χώρες WANs Πολλά LANs μπορούν να συνδεθούν χρησιμοποιώντας συσκευές όπως οι bridges (γέφυρες), routers (δρομολογητές), ή gateways (πύλες). Ένα WAN συνδέει δύο τουλάχιστον LANs συνδεδεμένα μαζί. Τα LANs μπορούν να είναι χιλιόμετρα μακριά. Για να καλύπτουν μεγάλες αποστάσεις, τα WANs πρέπει να διαβιβάζουν δεδομένα μέσω μισθωμένων τηλεφωνικών γραμμών υψηλής ταχύτητας ή ασύρματες συνδέσεις όπως οι δορυφορικές. 19
Τα WANs είναι διασυνδέσεις LANs ιασύνδεση δικτύων 20
ίκτυα πελάτη/εξυπηρέτη & Ισότιμα δίκτυα ίκτυα πελάτη/ εξυπηρέτη (client/server) Πολλοί πελάτες μοιράζονται τις υπηρεσίες (δεδομένα και προγράμματα) ενός κεντρικού εξυπηρέτη Ισότιμα δίκτυα (peer-topeer) Όλοι οι Η/Υ μοιράζονται ισότιμα με τους άλλους, χωρίς να βασίζονται σε κάποιον εξυπηρέτη peer-to-peer client/server Κατηγορίες εξυπηρετητών (Servers) Κατηγορίες: File server Printer server Printer server Mail server Web server FTP server 21
Ο χρήστης του Η/Υ θέλει να ανοίξει ένα έγγραφο αποθηκευμένο στο server 1 3 Ο server επεξεργάζεται την αίτηση και επιστρέφει το ζητούμενο έγγραφο που εμφανίζεται στην οθόνη του client 2 Ο χρήστης εντοπίζει το έγγραφο χρησιμοποιώντας ένα user interface (π.χ. διπλό κλικ στον Windows Exlporer) Κατηγορίες συνδέσεων Άμεση σύνδεση Απομακρυσμένη σύνδεση Τηλεφωνικό δίκτυο ίκτυο καλωδιακής τηλεόρασης ορυφορική σύνδεση 22
Άμεση σύνδεση: ικτυακά Μέσα και Υλικό Σε ένα δίκτυο το μέσο (media) είναι τα σύρματα, τα καλώδια και άλλα μέσα με τα οποία τα δεδομένα ταξιδεύουν από την πηγή τους στον προορισμό τους Τα πιο συνηθισμένα δικτυακά μέσα είναι πεπλεγμένο διπλό καλώδιο, ομοαξονικό καλώδιο, fiber-optic καλώδιο, και ασύρματοι σύνδεσμοι Κάθε κόμβος χρησιμοποιεί μια κάρτα διασύνδεσης δικτύου (Network Interface Card NIC) που συνδέει τον Η/Υ στο δικτυακό μέσο και ελέγχει τη ροή των δεδομένων. Οι NICs πρέπει να χρησιμοποιούν μια κοινή τεχνολογία δικτύου για να επικοινωνούν. Οι πιο δημοφιλείς τεχνολογίες δικτύου για τα LANs είναι οι Ethernet, Fast Ethernet, και Token Ring. Απομακρυσμένη σύνδεση: Modems Modem: Modulator/Demodulator ( ιαμορφωτής/αποδιαμορφωτής) Διαμόρφωση Digital signals Analog signals Phone line Αποδιαμόρφωση Digital signals Modem Terminal Modem Computer 23
Πως λειτουργεί το modem Το modem λοιπόν: Μετατρέπει το αναλογικό σήμα που λαμβάνεται από την τηλεφωνική γραμμή σε ψηφιακή μορφή που είναι κατανοητή από τους υπολογιστές και αντίστροφα. Τυπική ταχύτητα: 56Kbps Fax - modem Γρηγορότερες εναλλακτικές στα modems DSL (Digital Subscriber Line): κάνει χρήση τηλεφωνικού δικτύου, γρηγορότερο, ακριβότερο (χρέωση με πάγιο) Καλωδιακό modem: χρήση του δικτύου καλωδιακής τηλεόρασης ορυφορική σύνδεση: χρήση δορυφορικού «πιάτου» 24
Φυσικά μέσα μετάδοσης Τύπος Χρήση Εύρος ζώνης (Mbps) Μέγιστη απόσταση (χωρίς ενίσχυση) Κόστος Συνεστραμμένα ζεύγη (twisted pair) Μικρά/ Μεγάλα LAN 10 / 100 100m Χαμηλό Ομοαξονικό (coaxial) Μεγάλα LAN 10 / 100 200-800m Μεσαίο Οπτική ίνα (fiber optic) Ασύρματο / Υπέρυθρο Κύρια δίκτυα, WAN 100 1,6-40 km Μικρά LAN 2-11 100-300m Υψηλό Μεσαίο Παράδειγμα: Καλωδίωση με ομοαξονικό καλώδιο 25
Internet & World Wide Web Το ιαδίκτυο ( Internet ) Το ιαδίκτυο είναι ένα WAN που καλύπτει ολόκληρο τον πλανήτη Η λέξη Internet t από τον όρο internetworking, t ο οποίος υποδηλώνει επικοινωνία μεταξύ δικτύων Ξεκίνησε σαν ένα ερευνητικό πρόγραμμα της κυβέρνησης των ΗΠΑ, επιχορηγούμενο από την Advanced Research Projects Agency (ARPA). Αρχικά ονομάζονταν ARPANET Το Internet αναπτύχθηκε γρήγορα στις δεκαετίες των 80-90 Το 1983 ήταν συνδεδεμένοι στο Internet λιγότεροι από 600 Η/Υ, ενώ τώρα υπάρχουν δεκάδες εκατομμύρια 26
Ανάπτυξη του Internet: Συνδεδεμένοι Η/Υ Ανάπτυξη του Internet: χρήστες μός χρηστών (σε χιλιάδες) Αριθ 600.000 500.000 400.000 300.000 200.000 100.000 0 Έτος Ανάπτυξη του Internet Αριθμός χρηστών 1985 15,000 1989 245,000 1991 900,000 1993 3,000,000 1994 7,000,000 1995 16,000,000 1996 31,000,000 1997 63,000,000 1998 125,000,000 1999 250,000,000 Έτος 2000 500,000,000 1985 1989 1991 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 27
Κύριες Εφαρμογές Tο Internet συχνά συγχέεται με τις εφαρμογές που δουλεύουν επί του Internet. Τέτοιες δημοφιλείς εφαρμογές είναι οι: E-Mail News Telnet File Transfer Protocol (FTP) Internet Relay Chat (IRC) The World Wide Web (www) Εφαρμογές για Internet The World Wide Web ( WWW) Εμφανίζεται το 1993 και «απογειώνει» το Internet Προέρχεται από ένα εσωτερικό σύστημα διαχείρισης εγγράφων που αναπτύχθηκε από τον Tim Berners-Lee για συναδέλφους του φυσικούς στο CERN (Ελβετία). Πρωτομιλάει για το www το 1990. Αποτελεί σύνθεση τριών τεχνολογιών: ίκτυα Η/Υ ιαχείριση εγγράφων / πληροφορίας Λογισμικό γραφικής διεπαφής με χρήστες (graphical user interface) Το όνομά του;;; Το WWW υποστηρίζει έγγραφα υπερκειμένου (hypertext documents) και επιτρέπει στους χρήστες να βλέπουν και να κάνουν πλοήγηση σε διαφορετικούς τύπους δεδομένων. Μέσο επικοινωνίας όχι διαφορετικό από τους παρόμοιους πρόγονους του (ραδιόφωνο, τηλεόραση,...). Όμως ο καθένας μπορεί να γράψει μια ιστοσελίδα (Web page) και να την κάνει διαθέσιμη σε κοινή θέα. 28
Ηλεκτρονικό εμπόριο (e-commerce) (I) Ηλεκτρονικό εμπόριο (e-commerce) (II) 29
Ηλεκτρονική ιακυβέρνηση (e-government) Τηλεϊατρική (tele-medicine) 30
Τηλε-συνδιάσκεψη (tele-conference) Ενημέρωση 31
ιασκέδαση Άλλες χρήσεις Σήμερα: e-banking Επικοινωνίες (π.χ. e-mail, chat, ) Προσομοίωση (simulation) Αύριο: Ηλεκτρονική Ψήφος Τηλε-εργασία Εικονικές Περιηγήσεις (π.χ. περιήγηση στην αρχαία Αθήνα) 32
Ο Η/Υ NeXT στον οποίο «έτρεξε» ο πρώτος web server και browser στο CERN Ενδεικτική οθόνη από τον πρώτο web browser στο CERN 33
Υπερκείμενο (HyperText ) Το Web είναι βασισμένο στην έννοια του υπερκειμένου - ένας μηχανισμός όπου η πληροφορία είναι κατανεμημένη σε πολλές σελίδες και δια-συνδεδεμένη. Επιτρέπει την πλοήγηση ανάμεσα σε πληροφορίες με μη γραμμικό τρόπο και μη ιεραρχικό τρόπο Το 1990 κυκλοφόρησε ο πρώτος Web browser, βασισμένος σε κείμενο και ικανός να ακολουθεί βασισμένους σε κείμενο υπερσυνδέσμους. Η ανάγκη υποστήριξης γραφικών οδήγησε στον πρώτο Web browser γραφικών Mosaic τον πρόγονο του Netscape. Μια τυπική web σελίδα σήμερα υποστηρίζει κείμενο, πίνακες, πλαίσια, φόρμες, ήχο, βίντεο,... Μοντέλο Client-Server στο Web Client (πελάτης): web browser (Microsoft Internet Explorer, Netscape Navigator, ) Server (εξυπηρέτης): web server Υλικό (PC, workstation, mainframe) Λειτουργικό σύστημα (Windows NT, 2000, XP, Unix) Λογισμικό web server: Apache (60% της αγοράς, open-source), IIS (τρέχει σε Windows), iplanet, HTTP: HyperText Transfer Protocol HTML: HyperText Meta Language Web browser Internet Αίτηση Απόκριση HTTP Web server Web server filesystem HTML files 34
Γλώσσα Σε τι γλώσσα γράφει κανείς μια ιστοσελίδα; Ο server στέλνει πίσω την ιστοσελίδα που ζητήθηκε ως έγγραφο κειμένου με οδηγίες για το πώς αυτή θα έπρεπε να εμφανιστεί. Είναι αρμοδιότητα του client browser να ανταποδώσει το έγγραφο στην κατάλληλη μορφή. Αυτές οι οδηγίες είναι σε Hypertext Markup Language - HTML. Τα HTML έγγραφα μπορούν να δημιουργηθούν με έναν συντάκτη κειμένου (text editor), όπως NotePad (Windows), vi/emacs (Unix κλπ.). Εξειδικευμένα εργαλεία συγγραφής (web authoring tools): Microsoft FrontPage, Adobe DreamWeaver,... (με δικαιώματα ιδιοκτησίας) 35
Καθυστέρηση σε δίκτυα μεταγωγής πακέτων (packetswitched networks) - 4 πηγές καθυστέρησης πακέτων 1. Επεξεργασία στον κόμβο (processing): ιάβασμα επικεφαλίδων/δεδομένων Ανίχνευση και διόρθωση λαθών καθορισμός του output link / interface A transmission propagation 2. Αναμονή σε ουρά (queueing) Ο χρόνος αναμονής σε ένα output link μέχρι την εκπομπή Εξαρτάται από το επίπεδο συμφόρησης στον δρομολογητή (router) B nodal processing queueing Καθυστέρηση σε δίκτυα μεταγωγής πακέτων (packetswitched networks) - 4 πηγές καθυστέρησης πακέτων 3. Καθυστέρηση μετάδοσης (Transmission delay): R=bandwidth καναλιού (bps) L=μήκος πακέτου (bits) χρόνος εκπομπής των bits μέσα στο καναλιού = L/R 4. Καθυστέρηση διάδοσης (Propagation delay): d = μήκος φυσικού καναλιού s = ταχύτητα διάδοσης στο μέσο (~2x10 8 m/sec) καθυστέρηση διάδοσης = d/s A transmission propagation B nodal processing queueing 36
Η αναλογία του καραβανιού 100 km 100 km Καραβάνι από 10 αυτοκίνητα σταθμός διοδίων Τα αυτοκίνητα «διαδίδονται» (ταξιδεύουν) με ταχύτητα 100 km/h (propagation delay) Ο υπάλληλος των διοδίων χρειάζεται 12 sec για να εξυπηρετήσει ένα αυτοκίνητο (transmission time) αυτοκίνητο~bit; καραβάνι ~ πακέτο Ερώτηση: Πόσο χρόνο χρειάζεται όλο το καραβάνι για να φθάσει στο 2ο σταθμό διοδίων; σταθμός διοδίων Ο χρόνος για να περάσει το καραβάνι από τον 1ο σταθμό διοδίων στον αυτοκινητόδρομο = 12*10 = 120 sec Ο χρόνος για να ταξιδεύσει το τελευταίο αυτοκίνητο από τον 1ο στο 2ο σταθμό διοδίων: 100km/(100km/hr)= 1 hr Απάντηση: 62 minutes Η αναλογία του καραβανιού 100 km 100 km Καραβάνι από 10 αυτοκίνητα σταθμός διοδίων Τα αυτοκίνητα τώρα ταξιδεύουν με ταχύτητα 1000 km/h (propagation delay) Ο υπάλληλος των διοδίων χρειάζεται 1 min για να εξυπηρετήσει ένα αυτοκίνητο (transmission time) Ερώτηση: Θα έχουν φθάσει αυτοκίνητα στο 2ο σταθμό ενώ δεν έχουν ακόμα εξυπηρετηθεί όλα τα αυτοκίνητα στον 1ο σταθμό; σταθμός διοδίων Ναι! Μετά από 1+6=7 min, το πρώτο αυτοκίνητο θα φτάνει στο 2ο σταθμό, ενώ 3 αυτοκίνητα θα περιμένουν ακόμα στην ουρά του 1ου σταθμού. Το πρώτο bit ενός πακέτου μπορεί να φτάσει στο δεύτερο router πριν ο πρώτος router προλάβει να εκπέμψει όλο το πακέτο! είτε το Ethernet applet στο AWL Web site 37
Καθυστέρηση σε δίκτυα μεταγωγής πακέτων (packetswitched networks) - 4 πηγές καθυστέρησης πακέτων d = d + d + d + d overall proc queue trans prop d proc = Καθυστέρηση επεξεργασίας στον κόμβο (processing delay) Συνήθως λίγα μsecs ή λιγότερο d queue = Καθυστέρηση αναμονής στην ουρά (queuing delay) Εξαρτάται από τη συμφόρηση (congestion) d trans = Καθυστέρηση μετάδοσης (transmission delay) = L/R, σημαντικό για κανάλια χαμηλών ταχυτήτων (π.χ. dial-up modems) d prop = Καθυστέρηση διάδοσης (propagation delay) Εξαρτάται από τη φυσική απόσταση του καναλιού Συνήθως λίγα μsecs ως μερικές εκατοντάδες msecs Συνολική καθυστέρηση ενός πακέτου από-άκρο-σε-άκρο (end-toend): το άθροισμα των επί μέρους καθυστερήσεων για να διατρέξει όλα τα επί μέρους κανάλια και routers 38