ΔΙΚΤΥΑ ΔΗΜΟΣΙΑΣ ΧΡΗΣΗΣ ΚΑΙ ΔΙΑΣΥΝΔΕΣΗ ΔΙΚΤΥΩΝ Ενότητα # 2: Εισαγωγή στα Δίκτυα Δεδομένων Μέρος 2

Σχετικά έγγραφα
ΔΙΚΤΥΑ ΔΗΜΟΣΙΑΣ ΧΡΗΣΗΣ ΚΑΙ ΔΙΑΣΥΝΔΕΣΗ ΔΙΚΤΥΩΝ Ενότητα # 2: Εισαγωγή στα Δίκτυα Δεδομένων Μέρος 2

AEI Πειραιά Τ.Τ. Τμ. Μηχ/κων Αυτοματισμού ΤΕ. Δίκτυα Υπολογιστών. Διάλεξη 1: Εισαγωγή στα δίκτυα υπολογιστών και βασικές αρχές

Εισαγωγή στη Δικτύωση Υπολογιστών

ΤΕΙ Στερεάς Ελλάδας Τμ. Ηλ.γων Μηχ/κων ΤΕ. Δίκτυα Υπολογιστών. Διάλεξη 1: Εισαγωγή στα δίκτυα υπολογιστών και βασικές αρχές

Σχεδίαση Δικτύων Υπολογιστών

ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΙ ΠΟΙΟΤΗΤΑΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑΣ ΣΕ ΔΙΚΤΥΑ

Κεφάλαιο 1 Ε Π Α Ν Α Λ Η Ψ Η

Αρχές Δικτύων Επικοινωνιών. Επικοινωνίες Δεδομένων Μάθημα 4 ο

Μάθημα 5: To Μοντέλο Αναφοράς O.S.I.

AEI Πειραιά Τ.Τ. Τμ. Μηχ/κων Αυτοματισμού ΤΕ. Δίκτυα Μετάδοσης Δεδομένων. Διάλεξη 1: Εισαγωγή στα δίκτυα υπολογιστών και βασικές αρχές

Εισαγωγή στους Αλγορίθμους

Ενδεικτικές λύσεις ασκήσεων διαχείρισης έργου υπό συνθήκες αβεβαιότητας

Εισαγωγή στη Δικτύωση Υπολογιστών

Εισαγωγή στους Αλγορίθμους

Πρόότυπο Αναφοράάς Open Systems Interconnection/OSI. 1. Τεχνολογία Δικτύων Επικοινωνιών, Βιβλίο Α τάξης 2 ου Κύκλου ΤΕΕ, ΥΠΕΠΘ

Τηλεπικοινωνιακά Δίκτυα Ευρείας Ζώνης Ενότητα 8: MPLS και Τηλεπικοινωνιακή Κίνηση

ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΙ ΠΟΙΟΤΗΤΑΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑΣ ΣΕ ΔΙΚΤΥΑ

1 η Διάλεξη. Ενδεικτικές λύσεις ασκήσεων

Τηλεπικοινωνιακά Ψηφιακά Δίκτυα Ενότητα 1: Δομή και Οργάνωση των Δημόσιων Τηλεπικοινωνιακών Δικτύων

Δίκτυα Επικοινωνίας και Υπολογιστών

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΔΙΚΤΥΩΝ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ 1 ο ΚΕΦΑΛΑΙΟ

Συστήματα Επικοινωνιών

Εισαγωγή στους Αλγορίθμους

Εισαγωγή στην πληροφορική

Μαθηματικά Διοικητικών & Οικονομικών Επιστημών

ΕΥΡΥΖΩΝΙΚΕΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΕΣ

Πρότυπο Αναφοράς Open Systems Interconnection (OSI) Επικοινωνίες Δεδομένων Μάθημα 5 ο

Τεχνολογία Δικτύων Επικοινωνιών (Ενότητα Πρωτόκολλα και Αρχιτεκτονική Δικτύου)

Ειδικά Θέματα Δικτύων ΙΙ. Ενότητα 7: Δρομολόγηση κατάστασης ζεύξης (Μέρος 1) Νικολάου Σπύρος Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής ΤΕ

ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΙ ΠΟΙΟΤΗΤΑΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑΣ ΣΕ ΔΙΚΤΥΑ

Τηλεματική και Νέες Υπηρεσίες

Ειδικά Θέματα Δικτύων Ι

Εισαγωγή στην Πληροφορική

Τίτλος Μαθήματος: Μαθηματική Ανάλυση Ενότητα Γ. Ολοκληρωτικός Λογισμός

Θερμοδυναμική. Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα. Πίνακες Νερού σε κατάσταση Κορεσμού. Γεώργιος Κ. Χατζηκωνσταντής Επίκουρος Καθηγητής

Εισαγωγή στη Δικτύωση Υπολογιστών

Ειδικά Θέματα Δικτύων Ι

Ασφάλεια Υπολογιστικών Συστημάτων

Ειδικά Θέματα Δικτύων ΙΙ. Ενότητα 8: Δρομολόγηση κατάστασης ζεύξης (Μέρος 2) Νικολάου Σπύρος Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής ΤΕ

Πληροφοριακά Συστήματα Διοίκησης (ΜΒΑ) Ενότητα 3: Εφαρμογές Δικτυωτής Ανάλυσης (2 ο Μέρος)

Ψηφιακή Επεξεργασία και Ανάλυση Εικόνας Ενότητα 10 η : Ανάλυση Εικόνας. Καθ. Κωνσταντίνος Μπερμπερίδης Πολυτεχνική Σχολή Μηχανικών Η/Υ & Πληροφορικής

Σχεδίαση Δικτύων Υπολογιστών

Λογιστική Κόστους Ενότητα 12: Λογισμός Κόστους (2)

Διοικητική Λογιστική

Κβαντική Επεξεργασία Πληροφορίας

Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Αθήνας. Βιοστατιστική (Ε) Ενότητα 3: Έλεγχοι στατιστικών υποθέσεων

Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Αθήνας. Βιοστατιστική (Ε) Ενότητα 1: Καταχώρηση δεδομένων

Στοχαστικά Σήματα και Τηλεπικοινωνιές

Εισαγωγή στην Πληροφορική

Ενότητα 1. Εισαγωγή στις βασικές έννοιες των ικτύων ΗΥ

Εισαγωγή στους Αλγορίθμους Ενότητα 9η Άσκηση - Αλγόριθμος Prim

Μαθηματικά Διοικητικών & Οικονομικών Επιστημών

Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Αθήνας. Βιοστατιστική (Ε) Ενότητα 2: Περιγραφική στατιστική

Εφαρμογές των Τεχνολογιών της Πληροφορίας και των Επικοινωνιών στη διδασκαλία και τη μάθηση

Έλεγχος και Διασφάλιση Ποιότητας Ενότητα 4: Μελέτη ISO Κουππάρης Μιχαήλ Τμήμα Χημείας Εργαστήριο Αναλυτικής Χημείας

Ειδικά Θέματα Δικτύων ΙΙ

Εφαρμογές των Τεχνολογιών της Πληροφορίας και των Επικοινωνιών στη διδασκαλία και τη μάθηση

Μαθηματικά Διοικητικών & Οικονομικών Επιστημών

Κεφάλαιο 1 Ε Π Α Ν Α Λ Η Ψ Η. Αρχές Δικτύων Επικοινωνιών

Ενότητα. Εισαγωγή στις βάσεις δεδομένων

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1.7. Πρωτόκολλα και Αρχιτεκτονική Δικτύου

Κεφάλαιο 5: Τοπικά ίκτυα

Σχεδίαση Δικτύων Υπολογιστών

Αερισμός. Ενότητα 1: Αερισμός και αιμάτωση. Κωνσταντίνος Σπυρόπουλος, Καθηγητής Σχολή Επιστημών Υγείας Τμήμα Ιατρικής

Εισαγωγή στους Αλγορίθμους Ενότητα 10η Άσκηση Αλγόριθμος Dijkstra

Εισαγωγή στους Αλγορίθμους Φροντιστήριο 1

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΙIΙ

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΙIΙ

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΙIΙ

Ειδικά Θέματα Δικτύων Ι

Δίκτυα Υψηλών Ταχυτήτων Ενότητα 2: Τοπικά Δίκτυα

Κβαντική Επεξεργασία Πληροφορίας

Βάσεις Περιβαλλοντικών Δεδομένων

Εκπαιδευτική Διαδικασία και Μάθηση στο Νηπιαγωγείο Ενότητα 1: Εισαγωγή

Τεχνολογία Λογισμικού

Μηχανολογικό Σχέδιο Ι

7.1.1 Επίπεδο δικτύου Γενικές Αρχές

Διοίκηση Ολικής Ποιότητας & Επιχειρηματική Αριστεία Ενότητα 1.3.2: Παραδοσιακή VS νέα προσέγγιση της ΔΟΠ

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΔΙΚΤΥΩΝ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ 7ο ΚΕΦΑΛΑΙΟ

Ειδικά Θέματα Δικτύων Ι

Ειδικά Θέματα Δικτύων ΙΙ

Ερωτήσεις / Απαντήσεις Πιστοποίησης (Επικοινωνίες Δεδομένων)

ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΙ ΠΟΙΟΤΗΤΑΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑΣ ΣΕ ΔΙΚΤΥΑ

Μαθηματικά Διοικητικών & Οικονομικών Επιστημών

ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΕΣ INTERNET

Διεθνείς Οικονομικές Σχέσεις και Ανάπτυξη

Μυελού των Οστών Ενότητα #1: Ερωτήσεις κατανόησης και αυτόαξιολόγησης

Εισαγωγή στην Πληροφορική

ΜΑΘΗΜΑ: Δίκτυα Υψηλών Ταχυτήτων

Μαθηματικά Διοικητικών & Οικονομικών Επιστημών

Ψηφιακές Επικοινωνίες

Φυσική ΙΙΙ. Ενότητα 4: Ηλεκτρικά Κυκλώματα. Γεώργιος Βούλγαρης Σχολή Θετικών Επιστημών Τμήμα Φυσικής

Προχωρημένα Θέματα Προγραμματισμού Δικτύων

Δίκτυα Επικοινωνίας Υπολογιστών Ενότητα 2: Εισαγωγή. Μιχαήλ Λογοθέτης Πολυτεχνική Σχολή Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών

Τεχνολογία Πολυμέσων. Ενότητα 6: Υπερκείμενο - Υπερμέσα. Νικολάου Σπύρος Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής ΤΕ

Γενική Φυσική Ενότητα: Εισαγωγή στην Ειδική Θεωρία της Σχετικότητας

Τηλεπικοινωνιακά Ψηφιακά Δίκτυα Ενότητα 5: Έλεγχος Συστημάτων Μεταγωγής και Σηματοδοσία

Τεχνολογία Πολυμέσων. Ενότητα # 17: Πρωτόκολλα μετάδοσης Διδάσκων: Γεώργιος Ξυλωμένος Τμήμα: Πληροφορικής

Ευφυής Προγραμματισμός

Πρωτόκολλα Επικοινωνίας Πρωτόκολλο IP

Transcript:

ΔΙΚΤΥΑ ΔΗΜΟΣΙΑΣ ΧΡΗΣΗΣ ΚΑΙ ΔΙΑΣΥΝΔΕΣΗ ΔΙΚΤΥΩΝ Ενότητα # 2: Καθηγητής Χρήστος Ι. Μπούρας Τμήμα Μηχανικών Η/Υ & Πληροφορικής, Πανεπιστήμιο Πατρών email: bouras@cti.gr, site: http://ru6.cti.gr/ru6/bouras

Σκοποί ενότητας Βασικές έννοιες δικτύων δεδομένων 2

Περιεχόμενα ενότητας Τοπολογίες δικτύων Μοντέλο ISO/OSI Πρωτόκολλα Πολυπλεξία 3

Εισαγωγή στα Δίκτυα Δεδομένων Μέρος 2

Τοπολογίες Δικτύων Τοπολογία είναι η γεωμετρική αναπαράσταση των συνδεδεμένων συσκευών του δικτύου και των μεταξύ τους συνδέσμων Υπάρχουν 5 βασικές τοπολογίες δικτύων: Τοπολογία πλέγματος Τοπολογία αστέρα Τοπολογία διαύλου Τοπολογία δένδρου Τοπολογία δακτυλίου 5

Τοπολογία Πλέγματος (1/2) Για κάθε ζεύγος συσκευών υπάρχει μια γραμμή σύνδεσης Για n συσκευές/κόμβους: n-1 I/O Ports n(n-1)/2 κανάλια επικοινωνίας Πηγή εικόνας: https://en.wikipedia.org/wiki/file:ne tworktopology-fullyconnected.png 6

Τοπολογία Πλέγματος (2/2) Πλεονεκτήματα: Μηδαμινά ως ελάχιστα προβλήματα κυκλοφορίας Μέγιστη ασφάλεια Αχρήστευση μιας γραμμής δεν οδηγεί σε αχρήστευση του συστήματος Εύκολη ανίχνευση απομόνωση σφαλμάτων Μειονεκτήματα: Υψηλό έως απαγορευτικά υψηλό κόστος Δυσκολίες στην εγκατάσταση λόγω καλωδιώσεων 7

Τοπολογία Αστέρα (1/2) Υπάρχει ένας κεντρικός κόμβος (hub) για τον έλεγχο της κυκλοφορίας και όλες οι συσκευές συνδέονται με αυτόν με μια φυσική σύνδεση (Star Topology) Πηγή εικόνας: https://en.wikipedia.org/wiki/file:sta rnetwork.svg 8

Τοπολογία Αστέρα (2/2) Πλεονεκτήματα: Μικρό κόστος και πολύ λιγότερες καλωδιώσεις Καλή λειτουργία στην αναγνώριση και απομόνωση σφαλμάτων Μειονεκτήματα: Δυσλειτουργία ή καταστροφή του κεντρικού κόμβου οδηγεί σε κατάρρευση του συστήματος 9

Τοπολογία Διαύλου (1/2) Υπάρχει ένας κοινός δίαυλος που αποτελεί το backbone του δικτύου και όλες οι συσκευές είναι συνδεδεμένες σε αυτόν (Bus Topology) Πηγή εικόνας: https://en.wikipedia.org/wiki/file:bu snetwork.svg 10

Τοπολογία Διαύλου (2/2) Πλεονεκτήματα: Απαιτείται μικρός αριθμός καλωδιώσεων Γίνεται σχετικά εύκολη διαχείριση της προσθήκης ή απομάκρυνσης συνδέσεων Μειονεκτήματα: Δυνατότητα σύνδεσης περιορισμένου αριθμού συσκευών Δυσκολία στην απομόνωση σφαλμάτων και στην ανάκαμψη του δικτύου Εξασθένιση σήματος ανάλογη με το μήκος του κεντρικού καλωδίου 11

Τοπολογία Δένδρου (1/2) Αποτελεί επέκταση της τοπολογίας διαύλου (συνδυασμός Διαύλου με Αστέρα). Υπάρχει μια κεντρική γραμμή επικοινωνίας διαμέσου της οποίας επικοινωνούν δενδρικά οι υπολογιστές κόμβοι Πηγή εικόνας: https://en.wikipedia.org/wiki/networ k_topology#/media/file:networktop ologies.svg 12

Τοπολογία Δένδρου (2/2) Μειονεκτήματα Πλεονεκτήματα (ίδια με της Τοπολογίας Αστέρα) Επιπλέον Πλεονεκτήματα: Δυνατότητα σύνδεσης περισσότερων συσκευών σε μεγαλύτερες αποστάσεις Παροχή υπηρεσιών προτεραιότητας στην αποστολή πληροφοριών Υποστήριξη από πολλούς παραγωγούς υλικού και λογισμικού Διασύνδεση σημείου-προς-σημείο μεταξύ των κόμβων 13

Τοπολογία Δακτυλίου (1/2) Κάθε συσκευή-κόμβος συνδέεται με μια γραμμή σύνδεσης με τις δύο διπλανές της (Πηγή εικόνας: https://en.wikipedia.org/wiki/net work_topology#/media/file:ring Network.svg) 14

Τοπολογία Δακτυλίου (2/2) Πλεονεκτήματα: Εύκολη εγκατάσταση και αναβάθμιση του συστήματος Ευκολία στην ανίχνευση και απομόνωση σφαλμάτων Μειονεκτήματα: Περιορισμένος αριθμός συνδεδεμένων συσκευών Κίνδυνος κατάρρευσης του συστήματος από την κατάρρευση ενός σταθμού 15

Σύνθετες Τοπολογίες Συνδυασμοί των 5 παραπάνω κύριων τοπολογιών Η μορφή της τοπολογίας εξαρτάται από τις δικτυακές ανάγκες που προκύπτουν κάθε φορά ή λόγω της ύπαρξης εγκατεστημένων δικτύων διαφορετικών τοπολογιών 16

Στρωματοποιημένες Αρχιτεκτονικές Δικτύων Για την υλοποίηση του δικτύου χρησιμοποιούνται ανεξάρτητα δομικά στοιχεία, τα layers ή levels Κάθε layer υλοποιείται με διάφορα πρωτόκολλα Κάθε layer δέχεται τις υπηρεσίες του κατωτέρου του και προσφέρει τις υπηρεσίες του στο ανώτερο Δεδομένα ανώτερου επιπέδου + δεδομένα ελέγχου του layer = PDU (Protocol Data Unit) 17

Πλεονεκτήματα Στρωματοποιημένων Αρχιτεκτονικών Διαχωρισμός προβλήματος επικοινωνίας σε μικρότερα και πιο εύκολα διαχειρίσιμα προβλήματα Εύκολη προσθήκη, διόρθωση ή βελτίωση υπηρεσιών Παράδειγμα στρωματοποιημένων αρχιτεκτονικών: OSI και TCP/IP 18

Μοντέλο OSI (1/2) Μια ευρέως αποδεκτή τεχνική δόμησης όπου οι λειτουργίες χωρίζονται σε επίπεδα. Κάθε επίπεδο σχετίζεται με ένα υποσύνολο λειτουργιών και στηρίζεται στο αμέσως χαμηλότερο. 19

Μοντέλο OSI (2/2) Επίπεδο Εφαρμογής Επίπεδο Παρουσίασης Επίπεδο Συνόδου Επίπεδο Μεταφοράς Επίπεδο Δικτύου Επίπεδο Διασύνδεσης Δεδομένων Φυσικό Επίπεδο 20

Μοντέλο OSI Επικοινωνία 2 Συσκευών Μοντέλο OSI - Επικοινωνία 2 Συσκευών (source: http://en.wikipedia.org/wiki/file:osi_model_trad.jpg) 21

Φυσικό Επίπεδο (1/2) Η φυσική διεπαφή ανάμεσα σε συσκευές (απλή μετάδοση bit) Χαρακτηριστικά: Μηχανικό: Οι φυσικές ιδιότητες της διεπαφής σε ένα μέσο μετάδοσης Ηλεκτρικό: Αναπαράσταση των bit Λειτουργικό: Καθορίζει τις λειτουργίες στα ανεξάρτητα κυκλώματα της φυσικής διεπαφής Διαδικαστικό: Καθορίζει την ακολουθία γεγονότων για την ανταλλαγή bit μέσω ενός φυσικού μέσου 22

Φυσικό Επίπεδο (2/2) Στοιχεία του Φυσικού Επιπέδου περιλαμβάνουν: Εξαρτήματα του συστήματος καλωδίωσης Προσαρμογείς που συνδέουν τα μέσα μετάδοσης σε φυσικές διεπαφές Σχεδιασμός συνδέσμων Προδιαγραφές Hub, επαναληπτών και patch panel Εξαρτήματα του ασύρματου συστήματος Parallel SCSI (Small Computer System Interface) 23

Επίπεδο Διασύνδεσης Δεδομένων Επιχειρεί να κάνει αξιόπιστη τη φυσική σύνδεση Ενεργοποίηση, επισκευή και απενεργοποίηση της ζεύξης Ανίχνευση και έλεγχος σφαλμάτων (τα υψηλότερα στρώματα συνήθως δεν απαλλάσσονται από την ευθύνη για έλεγχο σφαλμάτων) Συχνά δικτυακά στοιχεία του επιπέδου: Κάρτα δικτύου Ethernet switches Bridges 24

Επίπεδο Δικτύου (1/2) Παρέχει υπηρεσίες για τη μεταφορά πληροφορίας ανάμεσα σε τερματικά συστήματα ενός τηλεπικοινωνιακού δικτύου Τα υψηλότερα στρώματα δε χρειάζεται να γνωρίζουν οτιδήποτε για την υποκείμενη μετάδοση δεδομένων και τις τεχνολογίες μεταγωγής Παρέχει ένα end-to-end σύστημα διευθυνσιοδότησης για τη δρομολόγηση των πακέτων Στοιχεία του επιπέδου είναι οι δρομολογητές που επικοινωνούν μεταξύ τους μέσω πρωτοκόλλων δρομολόγησης Στο επίπεδο αυτό ανήκει το IP 25

Επίπεδο Δικτύου (2/2) Επίπεδο δικτύου (source: http://blog.globalknowledge.com/technology/layers-andnumbers) 26

Επίπεδο Μεταφοράς (1/2) Μηχανισμός για την ανταλλαγή δεδομένων ανάμεσα σε τερματικά συστήματα Εξασφαλίζει τη μετάδοση δεδομένων απαλλαγμένη από σφάλματα, στη σωστή σειρά χωρίς πολλαπλά αντίγραφα ή απώλειες Μπορεί να παρέχει μια ζητούμενη Ποιότητα Υπηρεσίας στο επίπεδο συνόδου Στο επίπεδο αυτό ανήκει το TCP και το UDP 27

Επίπεδο Μεταφοράς (2/2) Μερικές από τις λειτουργίες που προσφέρονται από το επίπεδο μεταφοράς περιλαμβάνουν: Αναγνώριση εφαρμογών Επιβεβαίωση ότι ολόκληρο το μήνυμα έφτασε άθικτο Τμηματοποίηση των δεδομένων Έλεγχος της ροής δεδομένων για την πρόληψη υπερβάσεων μνήμης Δημιουργία και συντήρηση των δύο άκρων των εικονικών κυκλωμάτων Ανίχνευση σφαλμάτων στη μετάδοση 28

Επίπεδο Συνόδου Παρέχει το μηχανισμό για τον έλεγχο της επικοινωνίας μεταξύ εφαρμογών και τερματικών συστημάτων Κυριότερες υπηρεσίες: Τρόπος «διαλόγου» (full-duplex ή half duplex) Ομαδοποίηση ροής δεδομένων Ανάκτηση (π.χ. μηχανισμός με σημεία έλεγχου για την επαναμετάδοση δεδομένων) Διαπραγμάτευση παραμέτρων σύνδεσης Συγχρονισμός των ροών δεδομένων 29

Επίπεδο Παρουσίασης Καθορίζει τη μορφή των δεδομένων που πρόκειται να ανταλλαγούν ανάμεσα στις εφαρμογές Προσφέρει ένα σύνολο υπηρεσιών μετασχηματισμού δεδομένων Παραδείγματα υπηρεσιών: Συμπίεση και αποσυμπίεση Κρυπτογράφηση και αποκρυπτογράφηση δεδομένων Μετάφραση περιεχομένου 30

Επίπεδο Εφαρμογής Παρέχει το μέσο ώστε τα προγράμματα εφαρμογών να έχουν πρόσβαση στο περιβάλλον του OSI Περιλαμβάνει: Διαχειριστικές λειτουργίες Μηχανισμούς για την υποστήριξη κατανεμημένων εφαρμογών Παραδείγματα λειτουργιών του επιπέδου εφαρμογών: Μεταφορά αρχείων Ηλεκτρονικό ταχυδρομείο Πρόσβαση τερματικού σε απομακρυσμένους υπολογιστές 31

Συνοπτική απεικόνιση των OSI επιπέδων και λειτουργιών Σύνοψη των OSI επιπέδων και λειτουργιών 32

Υποεπίπεδα του επιπέδου σύνδεσης δεδομένων (1/2) Σε ορισμένες περιπτώσεις, όπως για τα πρωτόκολλα της οικογένειας IEEE 802 για τοπικά δίκτυα, το επίπεδο σύνδεσης δεδομένων περιγράφεται με δύο υποεπίπεδα: Υποεπίπεδο ελέγχου λογικής σύνδεσης (Logical Link Control LLC) Υποεπίπεδο ελέγχου πρόσβασης στο μέσο (Media Access Control MAC) 33

Υποεπίπεδα του επιπέδου σύνδεσης δεδομένων (2/2) LLC και MAC 34

Το υποεπίπεδο ελέγχου λογικής σύνδεσης - LLC Το υποεπίπεδο ελέγχου λογικής σύνδεσης παρέχει πολυπλεξία των πακέτων από τα ανώτερα επίπεδα προαιρετικά έλεγχο ροής, επιβεβαιώσεις και ενημέρωση για λάθη διευθυνσιοδότηση και έλεγχο της σύνδεσης δεδομένων 35

Υποεπίπεδο ελέγχου πρόσβασης στο μέσο MAC Το υποεπίπεδο ελέγχου πρόσβασης παρέχει διευθυνσιοδότηση και μηχανισμούς ελέγχου της πρόσβασης στο μέσο που επιτρέπει την πρόσβαση πολλών σταθμών / κόμβων να επικοινωνούν μέσα από ένα δίκτυο πολλαπλής πρόσβασης 36

Κριτική του μοντέλου ISO/OSI Κύρια μειονεκτήματα του μοντέλου: Κακός χρονισμός Πολυπλοκότητα και ελαττώματα Αρχικά μεγάλες, δυσκίνητες και αργές υλοποιήσεις Πεποίθηση πως επιβάλλεται από κυβερνήσεις 37

Πρωτόκολλα (1/2) Όταν υπολογιστές ή άλλες συσκευές εξεργασίας δεδομένων ανταλλάσσουν στοιχεία οι διαδικασίες είναι αρκετά πολύπλοκες Θα πρέπει να υπάρχει συνεργασία και συνεννόηση ανάμεσα στα επικοινωνούντα συστήματα Πρωτόκολλο ονομάζεται ένα προσυμφωνημένο σετ ψηφιακών κανόνων για την ανταλλαγή δεδομένων Ένα πρωτόκολλο χρησιμοποιείται για την επικοινωνία μεταξύ οντοτήτων σε διαφορετικά συστήματα (π.χ. πρόγραμμα μεταφοράς αρχείων σε 2 διαφορετικούς υπολογιστές) 38

Πρωτόκολλα (2/2) Κύρια σημεία ενός πρωτοκόλλου: Σύνταξη: περιλαμβάνει σημεία όπως η μορφή των δεδομένων και τα επίπεδα του σήματος Σημασιολογία: πληροφορίες ελέγχου για το χειρισμό των σφαλμάτων Συγχρονισμός: εναρμονισμός της ταχύτητας και της ακολουθίας των πακέτων 39

Αρχιτεκτονική Πρωτοκόλλου Είναι η δομή των υλικών και λογισμικών επιπέδων που υποστηρίζει: Την ανταλλαγή δεδομένων μεταξύ συστημάτων Κατανεμημένες εφαρμογές (π.χ. ηλεκτρονικό ταχυδρομείο, μεταφορά αρχείων) 40

Παράδειγμα επικοινωνίας μέσω IP σουίτας πρωτοκόλλων Παράδειγμα ροής δεδομένων στη σουίτα πρωτοκόλλων IP 41

Βασικές Λειτουργίες Πρωτοκόλλων Επικοινωνίας (1/2) Ενθυλάκωση: Η διαδικασία προσθήκης της κεφαλίδας σε ένα πακέτο δεδομένων διεύθυνση, κώδικας ανίχνευσης σφαλμάτων, έλεγχος πρωτοκόλλου, δεδομένα Τεμαχισμός και συναρμολόγηση: Η πληροφορία σπάει σε μικρότερα κομμάτια που συναρμολογούνται στον τελικό προορισμό μικρά ή μεγάλα PDU Έλεγχος σύνδεσης έναρξη, μεταφορά, τερματισμός 42

Βασικές Λειτουργίες Πρωτοκόλλων Επικοινωνίας (2/2) Διατεταγμένη παράδοση Έλεγχος ροής και σφαλμάτων Διευθυνσιοδότηση Πολυπλεξία Υπηρεσίες μετάδοσης προτεραιότητα, ποιότητα υπηρεσίας, ασφάλεια 43

Ενθυλάκωση (1/2) Κάθε PDU (Protocol data Unit) δεν περιέχει μόνο δεδομένα αλλά και πληροφορία ελέγχου Στην πραγματικότητα μερικά PDU αποτελούνται αποκλειστικά από πληροφορία ελέγχου που μπορεί να είναι: Διεύθυνση αποστολέα ή/και παραλήπτη Κώδικας ανίχνευσης σφαλμάτων Έλεγχος του πρωτοκόλλου (πρόσθετες πληροφορίες για την υλοποίηση λειτουργιών) 44

Ενθυλάκωση (2/2) Διαδικασία ενθυλάκωσης σε μια TCP/IP στοίβα πρωτοκόλλου 45

Τεμαχισμός και Συναρμολόγηση (1/2) Γίνεται τεμαχισμός γιατί: Το δίκτυο δεδομένων αποδέχεται μπλοκ δεδομένων συγκεκριμένου μεγέθους Πιο αποτελεσματικός έλεγχος Δικαιότερη πρόσβαση σε εξοπλισμό μετάδοσης μικρότερες καθυστερήσεις Μικρότερο PDU απαιτεί μικρότερους buffers 46

Τεμαχισμός και Συναρμολόγηση (2/2) Μειονεκτήματα: Όσο μικρότερο το μπλοκ, τόσο μεγαλύτερο το ποσοστό της επικεφαλίδας Η άφιξη ενός PDU μπορεί να δημιουργήσει interrupt (διακοπές). Μικρότερα μπλοκ περισσότερες διακοπές Περισσότερος χρόνος για την επεξεργασία των PDU s 47

Έλεγχος Σύνδεσης (1/2) Σε μετάδοση δεδομένων με σύνδεση connection-oriented data transfer: Αποκατάσταση σύνδεσης Μεταφορά δεδομένων Τερματισμός σύνδεσης 48

Έλεγχος Σύνδεσης (2/2) Έλεγχος Σύνδεσης 49

Διατεταγμένη Παράδοση Υπάρχει ο «κίνδυνος» PDU s να μην φτάνουν με τη σειρά που στάλθηκαν (λόγω διαφορετικών μονοπατιών) Στα πρωτόκολλα με σύνδεση γενικά απαιτείται να διατηρείται η σειρά των PDUs 50

Έλεγχος Ροής Είναι μια λειτουργία που εκτελείται από τον παραλήπτη για να περιορίσει την ποσότητα ή το ρυθμό των δεδομένων που στέλνονται από τον αποστολέα 51

Έλεγχος Σφαλμάτων Ανίχνευση σφαλμάτων Προσθήκη κώδικα ανίχνευσης συναρτήσει των υπολοίπων bits Σε μερικά πρωτόκολλα και κώδικας διόρθωσης σφαλμάτων Επαναμετάδοση Τα πακέτα για τα οποία δεν έχει ληφθεί η απαραίτητη (ανάλογα με το πρωτόκολλο) επιβεβαίωση, επαναμεταδίδονται 52

Διευθυνσιοδότηση Πολύπλοκο θέμα σε μια αρχιτεκτονική πρωτοκόλλων που καλύπτει πολλά ζητήματα Επίπεδο διευθυνσιοδότησης Σκοπός διευθυνσιοδότησης Αναγνωριστές σύνδεσης Τύπος διευθυνσιοδότησης 53

Πολυπλεξία Πολλαπλές συνδέσεις στο ίδιο σύστημα (π.χ. Χ.25 πολλαπλά νοητά κυκλώματα στο ίδιο τερματικό σύστημα) Ονόματα θυρών (π.χ. TCP Ports) Αντιστοίχιση συνδέσεων από το ένα επίπεδο στο άλλο Διαφορά Multiplexing - Multiple Access: Πολυπλεξία (Multiplexing) : διαδικασία όπου τα πολλαπλά σήματα συνδυάζονται σε ένα σήμα για τη μετάδοση σε ένα κοινό μέσο Πολλαπλή πρόσβαση (Multiple Access): επιτρέπει πολλά τερματικά συνδεδεμένα στο ίδιο μέσο να μοιράζονται την χωρητικότητά του 54

Τύποι πολυπλεξίας Time-division multiplexing (TDM): Πολυπλεξία Διαίρεσης Χρόνου Frequency-division multiplexing (FDM): Πολυπλεξία Διαίρεσης Συχνοτήτων Space-division multiplexing (SDM): Πολυπλεξία Διαίρεσης Χώρου Code division multiplexing (CDM): Πολυπλεξία Διαίρεσης Κώδικα 55

FDM TDM (1/2) Πολυπλεξία διαίρεσης χρόνου (TDM) : Ο χρόνος διαιρείται σε χρονοθυρίδες (timeslots) και η μεταφορά των σημάτων γίνεται κυκλικά Όταν η εναλλαγή μετάδοσης γίνεται γρήγορα και το μέσο μετάδοσης είναι γρηγορότερο από τα κανάλια/γραμμές δημιουργείται η ψευδαίσθηση ότι έχουμε ταυτόχρονη μετάδοση Πολυπλεξία διαίρεσης συχνότητας (FDM) : Το εύρος ζώνης του επικοινωνιακού καναλιού διαιρείται σε ζώνες συχνοτήτων που ονομάζονται κανάλια Η μετάδοση των σημάτων γίνεται ταυτόχρονα στα κανάλια που έχουν καθοριστεί 56

FDM TDM (2/2) Απεικόνιση FDM και TDM 57

SDM - CDM Η πολυπλεξία διαίρεσης χώρου (SDM) διαιρεί το χώρο για να κερδίσει περισσότερα κανάλια, όπως Στις ασύρματες επικοινωνίες υλοποιείται χρησιμοποιώντας πολλαπλές κεραίες Στην πολυπλεξία διαίρεσης κώδικα (CDM) τα δεδομένα των χρηστών διαφοροποιούνται και χωρίζονται με την χρήση διαφορετικών κωδίκων Όλοι οι χρήστες χρησιμοποιούν όλο το φάσμα συχνοτήτων χωρίς χρονοθυρίδες Τα δεδομένα μεταδίδονται με την χρήση ορθογώνιων κωδίκων 58

Υπηρεσίες Μετάδοσης Επιπρόσθετες υπηρεσίες: Προτεραιότητα Με βάση τον τύπο του μηνύματος Με βάση τη σύνδεση Ποιότητα Υπηρεσίας Throughput, delay, jitter, packet loss Ασφάλεια Μηχανισμοί ασφάλειας για τον έλεγχο πρόσβασης 59

Σύντομη ανασκόπηση Τοπολογίες δικτύων Μοντέλο ISO/OSI Πρωτόκολλα Πολυπλεξία 60

Βιβλιογραφία Σημειώσεις μαθήματος (Κεφάλαιο 1) Βιβλία: Δίκτυα Υπολογιστών - Εισαγωγή στη Σύγχρονη Τεχνολογία, Ciccarelli P., Faulkner C. Τηλεπικοινωνίες και Δίκτυα Υπολογιστών, Αλεξόπουλος Α., Λαγογιάννης Γ. Computer Networks, Tanenbaum S. A., David j. W. Data And Computer Communications, William Stallings 61

Links http://ru6.cti.gr/ru6/bouras/undergraduate-courses/diktuadhmosias-xrhshs-kai-diasundesh-diktuwn?language=el (Δικτυακός τόπος μαθήματος) http://ru6.cti.gr/bouras/wp_simoneau_osimodel.pdf (white paper πάνω στο μοντέλο OSI) http://ww2.it.nuigalway.ie/staff/pbigioi/ct101/ct101_introductiont odatacommunicationsandnetworking.ppt (Data Communications & Networking presentation) http://opencourseware.kfupm.edu.sa/colleges/ccse/coe/coe341/fil es%5c2-lecture_notes_coe341_chapter02_t081.pdf (Παρουσίαση για την αρχιτεκτονική πρωτοκόλλων) http://www.csd.uoc.gr/~hy335a/w2011/10-11/pdf/hy335a_l04_10b.pdf (Παρουσίαση πάνω στην πολυπλεξία) 62

Ερωτήσεις 63

Τέλος Ενότητας

Χρηματοδότηση Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στo πλαίσιo του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα. Το έργο «Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο Πανεπιστήμιο Αθηνών» έχει χρηματοδοτήσει μόνο την αναδιαμόρφωση του εκπαιδευτικού υλικού. Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους. 65

Σημειώματα

Σημείωμα Ιστορικού Εκδόσεων Έργου Το παρόν έργο αποτελεί την έκδοση 1.0. 67

Σημείωμα Αναφοράς Copyright Πανεπιστήμιο Πατρών, Χρήστος Μπούρας 2014. «Δίκτυα Δημόσιας Χρήσης και Διασύνδεση Δικτύων. Εισαγωγή στα Δίκτυα Δεδομένων Μέρος 2». Έκδοση: 1.0. Πάτρα 2014. Διαθέσιμο από τη δικτυακή διεύθυνση: https://eclass.upatras.gr/courses/ceid1064/ 68

Σημείωμα Αδειοδότησης Το παρόν υλικό διατίθεται με τους όρους της άδειας χρήσης Creative Commons Αναφορά, Μη Εμπορική Χρήση Παρόμοια Διανομή 4.0 [1] ή μεταγενέστερη, Διεθνής Έκδοση. Εξαιρούνται τα αυτοτελή έργα τρίτων π.χ. φωτογραφίες, διαγράμματα κ.λ.π., τα οποία εμπεριέχονται σε αυτό και τα οποία αναφέρονται μαζί με τους όρους χρήσης τους στο «Σημείωμα Χρήσης Έργων Τρίτων». [1] http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/ Ως Μη Εμπορική ορίζεται η χρήση: που δεν περιλαμβάνει άμεσο ή έμμεσο οικονομικό όφελος από την χρήση του έργου, για το διανομέα του έργου και αδειοδόχο που δεν περιλαμβάνει οικονομική συναλλαγή ως προϋπόθεση για τη χρήση ή πρόσβαση στο έργο που δεν προσπορίζει στο διανομέα του έργου και αδειοδόχο έμμεσο οικονομικό όφελος (π.χ. διαφημίσεις) από την προβολή του έργου σε διαδικτυακό τόπο Ο δικαιούχος μπορεί να παρέχει στον αδειοδόχο ξεχωριστή άδεια να χρησιμοποιεί το έργο για εμπορική χρήση, εφόσον αυτό του ζητηθεί. 69