AEN ΗΠΕΙΡΟΥ ΣΧΟΛΗ ΠΛΟΙΑΡΧΩΝ Ηλεκτρονικοί Υπολογιστές Δ Εξάμηνο ΘΕΩΡΙΑ 10 η Διάλεξη ΧΑΣΑΝΗΣ ΒΑΣΙΛΕΙΟΣ
ΔΙΑΔΙΚΤΥΟ Το δίκτυο που προκύπτει από τη διασύνδεση δύο ή περισσοτέρων δικτύων, ονομάζεται διαδίκτυο (internet). Το μεγαλύτερο διαδίκτυο παγκόσμιας εμβέλειας και δημόσιας χρήσεως έχει πάρει την ονομασία Διαδίκτυο (Internet). Η λειτουργία του δικτύου βασίζεται στη διασύνδεση κόμβων, που είναι εγκατεστημένοι ανά τον κόσμο. Στους κόμβους έχουν πρόσβαση οι ενδιαφερόμενοι χρήστες, συνήθως μέσω των τοπικών τηλεφωνικών δικτύων 2
ΔΙΑΔΙΚΤΥΟ - ΔΥΝΑΤΟΤΗΤΕΣ Διαβάσει εφημερίδες/ περιοδικά/ blogs Μάθει τις τελευταίες ειδήσεις (Reuters, Associated Press, CNN κλπ.). Εξερευνήσει τις βιβλιοθήκες όλων των μεγάλων πανεπιστημίων των ΗΠΑ και της Ευρώπης. Περιηγηθεί σε διάφορες τοποθεσίες του Διαδικτύου (sites), όπου εμπορικές επιχειρήσεις παρέχουν στο κοινό πληροφορίες για διάφορες υπηρεσίες και προϊόντα που διαθέτουν. 3
ΔΙΑΔΙΚΤΥΟ - ΔΥΝΑΤΟΤΗΤΕΣ Αγορές μέσω του Διαδικτύου. Επικοινωνία μέσω ηλεκτρονικού ταχυδρομείου. Συμμετάσχει σε ανακοινώσεις και συζητήσεις διαφόρων ομάδων με κοινά ενδιαφέροντα ανά τον κόσμο. Μεταφέρει στον υπολογιστή του προγράμματα και γενικότερα αρχεία, από διάφορους υπολογιστές που τα διαθέτουν στο κοινό και πολλά άλλα. 4
ΔΙΑΔΙΚΤΥΟ - ΙΣΤΟΡΙΑ Η κατασκευή του Διαδικτύου ξεκίνησε στα τέλη της δεκαετίας του 70 από το Υπουργείο Άμυνας των ΗΠΑ. Στόχος του ήταν να αποτελέσει ένα δίκτυο υπολογιστών με μη ιεραρχική δομή, που θα εξακολουθούσε να λειτουργεί, ακόμη και εάν ένας σημαντικός αριθμός κόμβων καταστρεφόταν σε περίπτωση πολέμου. Το λειτουργικό σύστημα των υπολογιστών που το αποτελούσαν ήταν το UNIX, για δε την επικοινωνία μεταξύ αυτών επιλέχτηκε το πρωτόκολλο TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol). 5
Transmission Control Protocol/Internet Protocol-TCP/IP. Είναι το πρωτόκολλο που επιτυγχάνει την επικοινωνία "ετερογενών" συστημάτων Η/Υ, που συμμετέχουν στο Διαδίκτυο. Στην πραγματικότητα είναι πολλά πρωτόκολλα μαζί, τα οποία χρησιμοποιούνται για να οργανώσουν τα συστήματα Η/Υ σε ένα ενιαίο δίκτυο. Τα δυο περισσότερο σημαντικά πρωτόκολλα είναι: Internet Protocol-IP: το οποίο μεταφέρει τα δεδομένα από το ένα μέρος στο άλλο. Transmission Control Protocol-TCP: το οποίο ελέγχει τη διαδικασία μεταφοράς. 6
ΥΛΟΠΟΙΗΣΗ ΤΟΥ ΔΙΑΔΙΚΤΥΟΥ Στηρίζεται σε: Τηλεπικοινωνιακές ζεύξεις με βάση διάφορα μέσα (καλώδια χαλκού, οπτικών ινών, ραδιοκύματα, δορυφόρους), σε διάφορες ταχύτητες. Μηχανισμούς δρομολόγησης για την προώθηση των δεδομένων στο σωστό προορισμό. 7
ΥΛΟΠΟΙΗΣΗ ΤΟΥ ΔΙΑΔΙΚΤΥΟΥ Στηρίζεται σε: Πρωτόκολλα επικοινωνίας και λογισμικό υλοποίησης υπηρεσιών, με βάση τα πρωτόκολλα αυτά. Διάφορους οργανισμούς υποστήριξης, όπως οργανισμούς διαχείρισης, τυποποιήσεων, εταιρίες παροχής συνδέσεων, ερευνητικά κέντρα, κ.λπ. 8
ΥΛΟΠΟΙΗΣΗ ΤΟΥ ΔΙΑΔΙΚΤΥΟΥ Οι επιμέρους υπολογιστές συνδέονται μέσω ενός παρόχου υπηρεσιών Διαδικτύου (ISP - Internet Service Provider). Η χρηματοδότηση, γίνεται από τους χρήστες του, οι οποίοι πληρώνουν τους παροχείς υπηρεσιών Διαδικτύου (IPSs) και οι οποίοι με τη σειρά τους πληρώνουν τις εταιρίες τηλεπικοινωνιών που διαθέτουν τα κυκλώματά τους. Άλλη σημαντική πηγή χρηματοδότησης για το Διαδίκτυο -η οποία μάλιστα βαίνει αυξανόμενηαποτελεί η διαφήμιση. 9
ΦΥΣΙΚΗ ΔΟΜΗ ΔΙΑΔΙΚΤΥΟΥ Το Διαδίκτυο δεν έχει ιεραρχική δομή, όλοι οι "κόμβοι" του μπορούν να θεωρηθούν ισότιμοι. Για λόγους όμως αυξήσεως της ταχύτητας μεταφοράς των δεδομένων έχουν αναπτυχθεί σε εθνικό, ευρωπαϊκό και παγκόσμιο επίπεδο οι λεγόμενες ραχοκοκαλιές (backbones). Μέσα από τις ραχοκοκαλιές περνά ο μεγαλύτερος όγκος των δεδομένων που διακινούνται. 10
ΛΟΓΙΚΗ ΔΟΜΗ ΔΙΑΔΙΚΤΥΟΥ Το Διαδίκτυο βασίζεται σε μια σειρά λογικούς μηχανισμούς: Διακίνηση δεδομένων σε μορφή πακέτων. Λογική ζεύξη των στοιχείων που συνιστούν το Διαδίκτυο, μέσω ενός χώρου διευθύνσεων με βάση το πρωτόκολλο IP. Υποστήριξη επικοινωνιών με βάση την στοίβα - ακολουθία πρωτοκόλλων TCP/IP. Παροχή υπηρεσιών προς το χρήστη μέσω εφαρμογών που λειτουργούν με πρωτόκολλα αντίστοιχου επιπέδου. 13
ΛΟΓΙΚΗ ΔΟΜΗ ΔΙΑΔΙΚΤΥΟΥ Για την ανταλλαγή δεδομένων μεταξύ των στοιχείων του, το Διαδίκτυο χρησιμοποιεί τεχνολογία πακετομεταγωγής. Κάθε είδους πληροφορία που ταξιδεύει σε ένα δίκτυο πακετομεταγωγής, ανεξάρτητα από το αν πρόκειται για ένα απλό μήνυμα ηλεκτρονικού ταχυδρομείου, κάποια ιστοσελίδα ή μια ταινία video, τεμαχίζεται σε τμήματα γνωστά ως πακέτα (packets). Κάθε πακέτο στη συνέχεια δρομολογείται από τη μηχανή προέλευσης προς τον προορισμό του. 14
ΛΟΓΙΚΗ ΔΟΜΗ ΔΙΑΔΙΚΤΥΟΥ Ειδικευμένοι υπολογιστές (δρομολογητές) καθιστούν δυνατή τη διακίνησή των πακέτων έως τη μηχανή προορισμού. Η ονομασία των πακέτων είναι διαφορετική ανάλογα με το επίπεδο του μοντέλου OSI όπου αυτά δημιουργούνται: Τμήματα (segments) στο πρωτόκολλο TCP (επίπεδο μεταφοράς) Δεδομενογράμματα (datagrams) στο πρωτόκολλο IP (επίπεδο Internet) Πλαίσια (frames) στο επίπεδο πρόσβασης στο δίκτυο 15
ΛΟΓΙΚΗ ΔΟΜΗ ΔΙΑΔΙΚΤΥΟΥ Κάθε μηχανή εντός του δικτύου προσδιορίζεται μονοσήμαντα (διευθύνσεις IP και η αντιστοίχησή τους σε φυσικό επίπεδο). Ο χρήστης τυπικά χρησιμοποιεί ονόματα αντί διευθύνσεων IP. Η μετάφραση σε διευθύνσεις IP γίνεται από ειδική υπηρεσία, την επονομαζόμενη DNS. 16
ΔΙΕΥΘΥΝΣΕΙΣ ΙΡ Κάθε διεύθυνση ΙΡ αποτελείται από τέσσερις οκτάδες bits. Η διεύθυνση κάθε μηχανής έχει εύρος 32 bits. Οι διαθέσιμες διευθύνσεις είναι 2 32 (4,3 δισεκατομμύρια διευθύνσεις). Αντικατάσταση της έκδοσης 4 του πρωτοκόλλου ΙΡ {IPv4) με την έκδοση 6 (IPv6). Στην έκδοση αυτή χρησιμοποιούνται διευθύνσεις εύρους 128 bits. Η διεύθυνση ΙΡ κάθε μηχανής που συνδέεται στο Διαδίκτυο πρέπει να είναι μοναδική. Οι διευθύνσεις ΙΡ πληρούν συγκεκριμένους κανόνες, τηρούνται δε και αποδίδονται από ειδική αρχή, τον οργανισμό ICANN (Internet Corporation for Assigned Names and Numbers). 17
ΑΠΟΔΟΣΗ ΔΥΝΑΜΙΚΩΝ ΔΙΕΥΘΥΝΣΕΩΝ ΙΡ Στους ατομικούς χρήστες που προσπελαύνουν τον ISP μέσω μόντεμ, τυπικά αποδίδεται μια δυναμική διεύθυνση IP, η οποία εκχωρείται δυναμικά από τον ISP, κάθε φορά που εισάγεται ο χρήστης. Η απόδοση μιας διεύθυνσης IP του είδους αυτού γίνεται με βάση ειδικό πρωτόκολλο (DHCP) και έχει ως αποτέλεσμα η αποδιδόμενη διεύθυνση IP να μην είναι σταθερή, αλλά να μεταβάλλεται από σύνδεση σε σύνδεση. Με τον τρόπο αυτό, οι ISPs εξοικονομούν διευθύνσεις IP επειδή απαιτείται μία διεύθυνση IP ανά σύνδεση και όχι ανά συνδρομητή. 18
ΑΠΟΔΟΣΗ ΔΥΝΑΜΙΚΩΝ ΔΙΕΥΘΥΝΣΕΩΝ ΙΡ Μπορεί να εξετάσει κανείς τη διεύθυνση IP του υπολογιστή του σε περιβάλλον Windows εμφανίζοντας το παράθυρο γραμμής εντολής (Έναρξη >Παράθυρο εντολής, πληκτρολόγηση cmd) και στη συνέχεια πληκτρολογώντας την εντολή: C:\users\>ipconfig Η εντολή αυτή δίνει μια έξοδο που περιλαμβάνει μεταξύ άλλων τα εξής: IP Address : 192.168.1.2 Subnet Mask : 255.255.255.0 Default Gateway : 192.168.1.1 Στο συγκεκριμένο παράδειγμα, έχει αποδοθεί στον υπολογιστή διεύθυνση IP 192.168.1.2. 19
ΜΕΤΑΦΡΑΣΗ ΔΙΕΥΘΥΝΣΕΩΝ Τα συστήματα NAT χρησιμοποιούνται για δρομολόγηση πακέτων με ιδιωτικές διευθύνσεις στο Διαδίκτυο. Όταν ένας εσωτερικός χρήστης αποστέλλει ένα πακέτο εκτός του εσωτερικού δικτύου, το σύστημα ΝΑΤ αλλάζει την εσωτερική διεύθυνση στη δημόσια εξωτερική και η μεταβολή αποθηκεύεται σε πίνακες αναφοράς. Όταν επιστρέφει η απόκριση, το σύστημα ΝΑΤ αποκαθιστά την αρχική διεύθυνση, συμβουλευόμενο τον πίνακα αναφοράς, και η δρομολόγηση συνεχίζεται. Εξωτερικά όλες οι μηχανές του δικτύου εμφανίζονται με την ίδια διεύθυνση. 20
ΡΥΘΜΙΣΕΙΣ Διεύθυνση IP του εξυπηρετητή DNS για το συγκεκριμένο δίκτυο Μέσω αυτού, όλες οι συσκευές που συμμετέχουν στο δίκτυο, μπορούν να μεταφράζουν ονόματα σε διευθύνσεις IP και το αντίστροφο. 21
ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΟ ΤΑΧΥΔΡΟΜΕΙΟ Το ηλεκτρονικό ταχυδρομείο (Internet e-mail) είναι η ιδιαίτερα δημοφιλής υπηρεσία, που επιτρέπει την αποστολή και παραλαβή μηνυμάτων, αλλά και γενικότερα αρχείων με ήχο, εικόνα, κινούμενη εικόνα κλπ. μέσω του Διαδικτύου. Κάθε χρήστης της υπηρεσίας αυτής έχει στο Διαδίκτυο μία ηλεκτρονική διεύθυνση, στην οποία μπορεί να δεχθεί μηνύματα από οποιονδήποτε άλλο χρήστη του Διαδικτύου, ενώ ταυτόχρονα έχει και ο ίδιος τη δυνατότητα να αποστείλει μηνύματα σε άλλους χρήστες, των οποίων γνωρίζει την ηλεκτρονική διεύθυνση. 22
ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΟ ΤΑΧΥΔΡΟΜΕΙΟ Συγκρίνοντας το ηλεκτρονικό ταχυδρομείο με το κλασικό, παραδοσιακό ταχυδρομείο, διαπιστώνουμε πολλές λειτουργικές και διαδικαστικές ομοιότητες, αλλά και αρκετές διαφορές. Η παραλαβή των μηνυμάτων, ο διαχωρισμός τους, η δρομολόγηση και η μεταφορά τους, η παράδοση στο γραμματοκιβώτιο ή την ταχυδρομική θυρίδα του παραλήπτη διαφέρουν μόνο κατά το ότι δεν διενεργούνται από ταχυδρομικούς υπαλλήλους. 23
ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΟ ΤΑΧΥΔΡΟΜΕΙΟ Γίνεται από προγράμματα, τα οποία γνωρίζουν: πού βρίσκεται η διεύθυνση του παραλήπτη, ποια διαδρομή πρέπει να ακολουθήσει το μήνυμα, πώς θα το παραλάβει ο χρήστης, τι θα γίνει σε περίπτωση λανθασμένης διευθύνσεως, καθώς και κάθε άλλη λεπτομέρεια που σχετίζεται με την αποτελεσματική διακίνηση της αλληλογραφίας. 24
ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΟ ΤΑΧΥΔΡΟΜΕΙΟ Τα παραδοσιακά ταχυδρομεία αντικαθίστανται από τους σταθμούς εξυπηρετήσεως ηλεκτρονικού ταχυδρομείου (mail servers), δηλαδή ηλεκτρονικούς υπολογιστές, οι οποίοι "τρέχουν" τα παραπάνω προγράμματα και είτε αποστέλλουν άμεσα την προς αποστολή αλληλογραφία είτε αποθηκεύουν προσωρινά την αλληλογραφία που παρέλαβαν, μέχρι να τη ζητήσει από αυτούς ο τελικός παραλήπτης. 25
ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΟ ΤΑΧΥΔΡΟΜΕΙΟ Τέλος, όπως η ταχυδρομική διεύθυνση προσδιορίζει με μονοσήμαντο τρόπο το ποιος είναι και πού βρίσκεται ο παραλήπτης, έτσι και η ηλεκτρονική διεύθυνση (email adresses) προσδιορίζει ακριβώς τα ίδια, με τον τρόπο που θα περιγράψομε στην παράγραφο 6.7. 26
ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΟ ΤΑΧΥΔΡΟΜΕΙΟ Τα κυριότερα πλεονεκτήματα του ηλεκτρονικού, σε σχέση με το παραδοσιακό ταχυδρομείο, είναι τα εξής: Η αποστολή των μηνυμάτων είναι ανέξοδη. Πράγματι, εκτός του τέλους συνδέσεως ή της συνδρομής για πρόσβαση στο Διαδίκτυο, την οποία, ούτως ή άλλως, πληρώνει ο χρήστης σε κάποιον παροχέα υπηρεσιών Διαδικτύου (ISP: Internet Service Provider), δεν υπάρχει άλλη επιβάρυνση (π.χ. γραμματόσημο) για τα μηνύματα που ταχυδρομούνται. 27
ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΟ ΤΑΧΥΔΡΟΜΕΙΟ Η παράδοση των μηνυμάτων είναι άμεση. Πράγματι, το μήνυμα που αποστέλλει ο αποστολέας παραδίδεται στο ηλεκτρονικό γραμματοκιβώτιο ή την ηλεκτρονική θυρίδα του παραλήπτη σε ελάχιστο χρόνο (μερικά δευτερόλεπτα έως λίγα λεπτά). Ο αποστολέας στέλνει την αλληλογραφία του από τη θέση εργασίας του, χωρίς να χρειάζεται να μεταβαίνει στο ταχυδρομείο ή σε δημόσιο ταχυδρομικό κουτί της περιοχής. 28
ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΟ ΤΑΧΥΔΡΟΜΕΙΟ Ένα μήνυμα μπορεί να αποστέλλεται ταυτόχρονα σε πολλούς παραλήπτες. Ο αποστολέας μπορεί να γνωρίζει αν η παράδοση του μηνύματος έγινε κανονικά ή αν παρουσιάστηκαν προβλήματα, όπως π.χ. ανύπαρκτη ηλεκτρονική διεύθυνση κ.ά. 29
ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΟ ΤΑΧΥΔΡΟΜΕΙΟ Τα κυριότερα μειονεκτήματα του ηλεκτρονικού ταχυδρομείου είναι τα εξής: Η απαίτηση να υπάρχει διαθέσιμος κατάλληλος εξοπλισμός (προσωπικός υπολογιστής, modem, τηλεφωνική γραμμή), κατάλληλο λογισμικό (mailer) και δυνατότητα προσβάσεως στο Διαδίκτυο (π.χ. μέσω κάποιου παροχέα). 30
ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΟ ΤΑΧΥΔΡΟΜΕΙΟ Η μη απόλυτη διασφάλιση του απόρρητου της αλληλογραφίας. Για την αντιμετώπιση του προβλήματος αυτού έχουν αναπτυχθεί και εξελίσσονται προγράμματα κωδικοποιήσεως και τεχνικές κρυπτογραφήσεως του περιεχομένου των μηνυμάτων. 31
ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΟ ΤΑΧΥΔΡΟΜΕΙΟ Ο απρόκλητος καταιγισμός από μηνύματα διαφημιστικού ή άλλου άχρηστου περιεχομένου. Πράγματι, είναι δυνατό κάποιος χρήστης, του οποίου η ηλεκτρονική διεύθυνση έχει γίνει ευρέως γνωστή, να βρει στη θυρίδα του μεγάλο αριθμό μηνυμάτων, μεταξύ των οποίων μόνο λίγα παρουσιάζουν πραγματικό ενδιαφέρον. Όμως δεν είναι πάντα εύκολο να ξεχωρίζει κάποιος τα χρήσιμα από τα άχρηστα μηνύματα, χωρίς να χρειασθεί να τα διαβάσει, ξοδεύοντας έτσι πολύτιμο χρόνο. 32
ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΟ ΤΑΧΥΔΡΟΜΕΙΟ Η δυσκολία πιστοποιήσεως της υπογραφής του αποστολέα. Αυτό επιτρέπει την αποστολή παραπλανητικών μηνυμάτων, δηλαδή μηνυμάτων που φέρουν ως όνομα αποστολέα κάποιο υποθετικό όνομα ή, στη χειρότερη περίπτωση, υπαρκτό όνομα κάποιου διαφορετικού από τον πραγματικό αποστολέα προσώπου. 33