ιαδίκτυα & Ενδοδίκτυα Η/Υ ρ Θεοδώρου Παύλος pavlos@aegean.gr Βιβλίο Μαθήµατος: Επικοινωνίες Υπολογιστών & εδοµένων, William Stallings, 6/e, 2000. ΕΥ - κεφ.9 (1/2) ρ Παύλος Θεοδώρου 1
Εισαγωγή Εισαγωγή στα ιαδίκτυα & Ενδοδίκτυα Η/Υ ίκτυα Μεταγωγής ίκτυα Μεταγωγής Κυκλώµατος Αρχές Μεταγωγής Κυκλώµατος ΕΥ - κεφ.9 (1/2) ρ Παύλος Θεοδώρου 2
Ένα Μοντέλο Επικοινωνιών (1/2) ΕΥ - κεφ.9 (1/2) ρ Παύλος Θεοδώρου 3
Ένα Μοντέλο Επικοινωνιών (2/2) Πηγή: Αυτή η συσκευή παράγει τα δεδοµένα. Ποµπός: Ο ποµπός µεταλλάζει και κωδικοποιεί την πληροφορία µε τέτοιο τρόπο ώστε να παράγει ηλεκτροµαγνητικά σήµατα τα οποία µπορούν να µεταδοθούν µέσω κάποιου είδους συστήµατος µετάδοσης. Σύστηµα µετάδοσης: Αυτό µπορεί να είναι µία µονή γραµµή µετάδοσης ή ένα πολύπλοκο δίκτυο που συνδέει την πηγή µε τον προορισµό. έκτης: Ο δέκτης δέχεται το σήµα από το σύστηµα µετάδοσης και το µετατρέπει σε τέτοια µορφή ώστε να µπορεί να είναι κατανοητή από την συσκευή προορισµού. Προορισµός: Παίρνει τα εισερχόµενα δεδοµένα από τον δέκτη. ΕΥ - κεφ.9 (1/2) ρ Παύλος Θεοδώρου 4
ικτύωση για την Επικοινωνία εδοµένων εν θεωρείται συνήθως πρακτικό δύο συσκευές να είναι άµεσα συνδεδεµένες λόγω: Οι συσκευές µπορεί να είναι πολύ αποµακρυσµένες η µία από την άλλη Ένας µεγάλος αριθµός συσκευών θα χρειαζόταν έναν µη πρακτικά εφικτό µεγάλο αριθµό συνδέσεων Η λύση είναι να συνδέσουµε κάθε συσκευή σ ένα επικοινωνιακό δίκτυο. ίκτυα για εταιρίες (client/server, κτλ) ίκτυα για ανθρώπους (www, email, videoconference, κτλ) Κοινωνικά θέµατα (πολιτική, θρησκείες, κτλ) ΕΥ - κεφ.9 (1/2) ρ Παύλος Θεοδώρου 5
ίκτυο Επικοινωνιών Όροι ικτύωσης Μία εγκατάσταση που παρέχει υπηρεσία µεταφοράς δεδοµένων µεταξύ συνδεδεµένων στο δίκτυο συσκευών ιαδίκτυο Μία συλλογή από δίκτυα επικοινωνιών (WAN, MAN και LAN) διασυνδεδεµένων µε γέφυρες και/ή δροµολογητές Ενδοδίκτυο Ένα εταιρικό τοπικό δίκτυο που παρέχει τις βασικές εφαρµογές διαδικτύου, ειδικά τον παγκόσµιο ιστό (WWW) Ένα ενδοδίκτυο λειτουργεί εντός του οργανισµού για εσωτερικούς σκοπούς και µπορεί να υπάρχει ως ένα αποµονωµένο (ανεξάρτητο) διαδίκτυο ή µπορεί να έχει συνδέσεις µε το ιαδίκτυο ΕΥ - κεφ.9 (1/2) ρ Παύλος Θεοδώρου 6
WANs Γενικά καλύπτουν µεγάλη γεωγραφική περιοχή Απαιτούν τη διέλευση από δηµόσια δίκτυα Εξαρτώνται από κυκλώµατα που παρέχονται από δηµόσιους φορείς Υλοποιούνται χρησιµοποιώντας τις τεχνολογίες: Μεταγωγή κυκλώµατος (circuit switching) Μεταγωγή πακέτου (packet switching) Αναµετάδοση πλαισίου (frame relay) Ασύγχρονο τρόπο µεταφοράς (ATM) ΕΥ - κεφ.9 (1/2) ρ Παύλος Θεοδώρου 7
Μεταγωγή Κυκλώµατος, Κεφ. 9 ΕΥ - κεφ.9 (1/2) ρ Παύλος Θεοδώρου 8
ίκτυα Μεταγωγής Η µετάδοση δεδοµένων πέρα από µία τοπική περιοχή συνήθως επιτυγχάνεται µέσω ενός δικτύου µε ενδιάµεσους κόµβους µεταγωγής. Οι κόµβοι µεταγωγής δεν ασχολούνται µε το περιεχόµενο των δεδοµένων Οι τερµατικές συσκευές αναφέρονται ως σταθµοί Υπολογιστής, τηλέφωνο, κτλ. Κάθε σταθµός συνδέεται σε ένα κόµβο και το σύνολο των κόµβων αναφέρεται ως δίκτυο επικοινωνιών Τα δεδοµένα δροµολογούνται στον προορισµό µε µεταγωγή από κόµβο σε κόµβο ΕΥ - κεφ.9 (1/2) ρ Παύλος Θεοδώρου 9
Κόµβοι Οι κόµβοι µπορεί να συνδέονται µόνο µε άλλους κόµβους ή µε σταθµούς και άλλους κόµβους Οι ζεύξεις κόµβου µε κόµβο είναι συνήθως πολυπλεγµένες (FDM, TDM) Συνήθως, το δίκτυο δεν είναι πλήρως συνδεδεµένο Για αξιοπιστία, είναι επιθυµητό να έχουµε περισσότερα από ένα πιθανά µονοπάτια δικτύου για κάθε ζεύγος σταθµών ύο διαφορετικές τεχνολογίες µεταγωγής: Μεταγωγή κυκλώµατος (circuit switching) Μεταγωγή πακέτου (packet switching) ΕΥ - κεφ.9 (1/2) ρ Παύλος Θεοδώρου 10
Απλό ίκτυο Μεταγωγής ΕΥ - κεφ.9 (1/2) ρ Παύλος Θεοδώρου 11
Μεταγωγή Κυκλώµατος Υπάρχει ένα αποκλειστικό επικοινωνιακό µονοπάτι ανάµεσα σε δύο σταθµούς Τρεις φάσεις Αποκατάσταση κυκλώµατος Μεταφορά δεδοµένων Αποσύνδεση κυκλώµατος Πρέπει να κρατηθεί χωρητικότητα καναλιού και εσωτερική χωρητικότητα µεταγωγής για αποκατάσταση σύνδεσης Οι µεταγωγείς πρέπει να έχουν τη νοηµοσύνη να επινοούν µία διαδροµή µέσω του δικτύου ΕΥ - κεφ.9 (1/2) ρ Παύλος Θεοδώρου 12
Ανεπαρκείς Μεταγωγή Κυκλώµατος Η χωρητικότητα του καναλιού είναι κατειληµµένη για όλη τη διάρκεια της σύνδεσης Αν δεν υπάρχουν δεδοµένα η χωρητικότητα σπαταλιέται Η αποκατάσταση του κυκλώµατος είναι χρονοβόρα Όταν αποκατασταθεί το κύκλωµα το δίκτυο είναι ουσιαστικά διάφανο στους χρήστες Αναπτύχθηκε για κίνησης φωνής (τηλεφωνία) ΕΥ - κεφ.9 (1/2) ρ Παύλος Θεοδώρου 13
Τηλεπικοινωνιακά Εξαρτήµατα Συνδροµητές Οι συσκευές που συνδέονται στο δίκτυο Συνδροµητή γραµµή Η ζεύξη ανάµεσα στον συνδροµητή και στο δίκτυο (συνδροµητικός βρόχος ή τοπικός βρόχος) Κέντρα Κέντρα µεταγωγής Τερµατικό κέντρο - υποστηρίζει άµεσα συνδροµητές Τηλεπικοινωνιακοί δίαυλοι Οι διακλαδώσεις ανάµεσα στα κέντρα Χρησιµοποιούν πολυπλεξία ( FDM ή σύγχρονη TDM) ΕΥ - κεφ.9 (1/2) ρ Παύλος Θεοδώρου 14
Παράδειγµα ηµοσίου ικτύου Μεταγωγής Κυκλώµατος ΕΥ - κεφ.9 (1/2) ρ Παύλος Θεοδώρου 15
Αρχές Μεταγωγής Κυκλώµατος Ψηφιακός µεταγωγέας Παρέχει ένα διάφανο µονοπάτι σήµατος ανάµεσα σε οποιοδήποτε ζεύγος συνδεδεµένων συσκευών ιεπαφή δικτύου Αναπαριστά τις λειτουργίες και το υλικό που χρειάζεται για τη σύνδεση ψηφιακών συσκευών Μονάδα ελέγχου Αποκαθιστά συνδέσεις Συνήθως κατά απαίτηση Χειρίζεται και επιβεβαιώνει τις αιτήσεις σύνδεσης Προσδιορίζει αν ο επιθυµητός προορισµός είναι ελεύθερος ηµιουργεί ένα µονοπάτι µέσω του µεταγωγέα Συντηρεί τη σύνδεση ιακόπτει τη σύνδεση ΕΥ - κεφ.9 (1/2) ρ Παύλος Θεοδώρου 16
Βασικά Στοιχεία Κόµβου Μεταγωγής Κυκλώµατος ΕΥ - κεφ.9 (1/2) ρ Παύλος Θεοδώρου 17
Μπλοκάρισµα ή Μη-Μπλοκάρισµα Μπλοκάρισµα Το δίκτυο δεν είναι ικανό να συνδέσει δύο σταθµούς επειδή όλα τα πιθανά µονοπάτια ανάµεσά τους είναι ήδη σε χρήση Όταν ένα δίκτυο υποστηρίζει µόνο κίνηση φωνής, µία µπλοκαρισµένη διάταξη είναι γενικά αποδεκτή, επειδή είναι αναµενόµενο ότι οι περισσότερες τηλεφωνικές κλήσεις είναι σύντοµες Μη-Μπλοκάρισµα Το δίκτυο επιτρέπει σε όλους τους σταθµούς να συνδέονται (κατά ζεύγη) αµέσως Χρησιµοποιείται σε πολλές συσκευές επεξεργασίας δεδοµένων ΕΥ - κεφ.9 (1/2) ρ Παύλος Θεοδώρου 18
Μεταγωγή ιαίρεσης Χώρου Αρχικά αναπτύχθηκε για αναλογικό περιβάλλον Τα µονοπάτια των σηµάτων είναι φυσικά αποµακρυσµένα το ένα από το άλλο (διαιρεµένα στο χώρο) Ραβδεπαφικός µεταγωγέας Ο αριθµός των διασταυρώσεων αυξάνει κατά το τετράγωνο του αριθµού των συνδεδεµένων σταθµών Η καταστροφή µιας διασταύρωσης εµποδίζει τη σύνδεση δύο συσκευών Οι διασταυρώσεις χρησιµοποιούνται αναποτελεσµατικά Οταν όλες οι συνδεδεµένες συσκευές είναι ενεργές, µόνο ένα µικρό κλάσµα των διασταυρώσεων εµπλέκεται Ενας ραβδεπαφικός πίνακας ενός σταδίου δεν µπλοκάρει ΕΥ - κεφ.9 (1/2) ρ Παύλος Θεοδώρου 19
Μεταγωγέας ιαίρεσης Χώρου ΕΥ - κεφ.9 (1/2) ρ Παύλος Θεοδώρου 20
Μεταγωγέας Πολλαπλών Σταδίων Οαριθµός των διασταυρώσεων µειώνεται Υπάρχουν περισσότερα από ένα µονοπάτια µέσα στο δίκτυο για τη σύνδεση δύο τερµατικών σηµείων Αυξάνει την αξιοπιστία Απαιτεί ένα πιο πολύπλοκο σχήµα ελέγχου Μπορεί να βρεθεί σε κατάσταση µπλοκαρίσµατος ΕΥ - κεφ.9 (1/2) ρ Παύλος Θεοδώρου 21
Μεταγωγέας ιαίρεσης Χώρου Τριών Σταδίων ΕΥ - κεφ.9 (1/2) ρ Παύλος Θεοδώρου 22
Μεταγωγή ιαίρεσης Χρόνου Τεµαχίζει µια ροή από bit σε µπλοκ που µοιράζονται µία ταχύτερη ροή µε άλλες ροές από bit π.χ. TDM µεταγωγή αρτηρίας (TDM bus switching) Βασίζεται στη σύγχρονη πολυπλεξία διαίρεσης χρόνου (TDM) Κάθε σταθµός συνδέεται διαµέσου ελεγχόµενων πυλών σε µία γραµµή υψηλότερης ταχύτητας Τα µπλοκ δεδοµένων οργανώνονται κατά σειρά σε σχισµές χρόνου (κανάλια) Η πηγή και ο προορισµός των δεδοµένων σε κάθε χρονοσχισµή είναι γνωστά Έτσι δεν υπάρχει ανάγκη για bit διεύθυνσης σε κάθε σχισµή ΕΥ - κεφ.9 (1/2) ρ Παύλος Θεοδώρου 23