Ειςαγωγό ςτο Ιnternet χολό Θετικών Επιςτημών, Σμόμα Βιολογύασ, Πανεπιςτόμιο Πατρών
Ιςτορικό Αναδρομό 1962: Ο Paul Baran τησ Rand Corporation ειςϊγει τη μεταγωγό πακϋτων. 1969: Σο DARPA (Department of Defense Advanced Research Projects Agency) εγκαθιςτϊ το πρώτο δύκτυο με μεταγωγό πακϋτων, το ARPANET, που ξεκινϊ με 4 κόμβουσ. 1974: Ο Vint Cerf κι ο Bob Kahn δημιουργούν τουσ βαςικούσ μηχανιςμούσ του TCP. 1982: Ορύζεται η ακολουθύα πρωτοκόλλων TCP/IP για το ARPANET.
Η Ανϊπτυξη του Internet To Internet διπλαςιϊζεται ςε μϋγεθοσ κϊθε χρόνο από το1969. Σο 1996, 10 εκατομμύρια υπολογιςτϋσ μπόκαν ςτο Internet. ύντομα, όποιοσ ϋχει τηλϋφωνο εύναι πιθανόν να ϋχει και πρόςβαςη ςτο Internet.
Δομό του Internet Σο Internet αποτελεύται από ϋνα ςύνολο δικτύων οργανωμϋνων ςε μια πολυεπύπεδη ιεραρχύα. Εκατοντϊδεσ regional service providers ςυνδεδεμϋνοι ςτον εθνικό κορμό. Δεκϊδεσ campus backbones ςυνδεδεμϋνοι με regional service providers. Δεκϊδεσ department backbones ςυνδεδεμϋνοι ςτο campus backbone. Δεκϊδεσ routers ςε department backbone. 10-100 υπολογιςτϋσ ςυνδεδεμϋνοι ςε ϋνα hub ό router.
χεδιϊγραμμα του Internet γύρω ςτο 1990
χεδιϊγραμμα του Internet γύρω ςτο 1997
Μοντϋλο Πελϊτη Εξυπηρετητό Client Server Model
Μοντϋλο Επικοινωνύασ Ομότιμων Κόμβων Peer-to-Peer (P2P) Communication
Πρόςβαςη ςτο Internet Σι πρϋπει να διαθϋτουμε; Τπολογιςτό/ κινητό τηλϋφωνο. Modem / router/ κϊρτα αςύρματου δικτύου (wireless network card/usb adapter). Πρόςβαςη ςε κϊποιον πϊροχο υπηρεςιών Internet (Ιnternet Service Provider) π.χ. otenet, forthnet.
Διαδύκτυο (Internet) Σύνδεςη ςτο Internet με χρόςη υπϊρχουςασ τηλεπικοινωνιακόσ υποδομόσ.
Διαδύκτυο (Internet) Η βαςικό αρχιτεκτονικό του Internet Βαςύζεται ςτην επικοινωνύα υπολογιςτών με χρόςη ενόσ προκαθοριςμϋνου ςυνόλου κανόνων επικοινωνύασ (πρωτόκολλα)
Πρωτόκολλα του Internet Πρωτόκολλο: Η ςυμφωνύα ανϊμεςα ςε δύο επικοινωνούντα μϋρη, ωσ προσ τον τρόπο με τον οπούο θα προχωρόςει η επικοινωνύα. Πρωτόκολλο Διαδικτύου (IP). Πρωτόκολλο Μεταφορϊσ Υπερκειμϋνου (HTTP). Πρωτόκολλο Μεταφορϊσ Αρχεύων (FTP). Ηλεκτρονικό Ταχυδρομεύο (SFTP). Πρόςβαςη ςε απομακρυςμϋνο υπολογιςτό (TELNET). Πρωτόκολλο μεταφορϊσ όχου και εικόνασ (RTP). Ηλεκτρονικό ςυνδιϊςκεψη (IRC). Πρωτόκολλο Ελϋγχου Διακύνηςησ (TCP).
Πρωτόκολλα του Internet IP (Internet Protocol) Σο πρωτόκολλο του Internet χειρύζεται την δρομολόγηςη πακϋτων προσ τουσ προοριςμούσ τουσ. Ο ϋλεγχοσ των μηνυμϊτων από τουσ κόμβουσ του Internet γύνεται με το πρωτόκολλο ICMP (Internet Control Message Protocol). Σο ΙΡ εύναι πρωτόκολλο αυτοδύναμων πακϋτων (datagrams), δηλαδό, προωθεύ πακϋτα μεγϋθουσ ωσ 64 kbytes το ϋνα ανεξϊρτητα από τα ϊλλα. Έτςι, κϊθε πακϋτο μπορεύ να ακολουθεύ διαφορετικό διαδρομό. Υυςικϊ, κϊθε πακϋτο φϋρει την διεύθυνςη προοριςμού του. Όταν κϊτι πϊει ςτραβϊ, πχ., όταν ο προοριςμόσ απρόςιτοσ ό όταν κϊποια πακϋτα χϊνονται, γιατύ τυχαύνει να κϊνουν ςυνεχεύσ κύκλουσ (loops), τότε το Πρωτόκολλο του Internet του Ελϋγχου των Μηνυμϊτων ICMP ειδοποιεύ τον host να κϊνει κϊτι, π.χ. να διορθώςει την δρομολόγηςη.
Πρωτόκολλα του Internet HTTP (HyperText Transfer Protocol, HTTP) Σο Πρωτόκολλο Μεταφορϊσ Υπερκειμϋνου εύναι η κύρια μϋθοδοσ που χρηςιμοποιούν τα πρωτόκολλα του Παγκοςμύου Ιςτού για να μεταφϋρουν δεδομϋνα ανϊμεςα ςε ϋναν διακομιςτό (server) και ϋνα πελϊτη (client). FTP (File Transfer Protocol) Σο Πρωτόκολλο Μεταφορϊσ Αρχεύων χρηςιμοποιεύται για τη μεταφορϊ αρχεύων από υπολογιςτό ςε υπολογιςτό. Επιτρϋπει μεταφορϊ, μετϊβαςη, δημιουργύα και μεταβολό ςε αρχεύα και καταλόγουσ εξ αποςτϊςεωσ. SMTP (Simple Mail-Transfer Protocol) Σο Πρωτόκολο Απλόσ Μεταφορϊσ Ταχυδρομεύου χρηςιμοποιεύται για την ανταλλαγό μηνυμϊτων ηλεκτρονικού ταχυδρομεύου (e-mails) μεταξύ hosts.
Πρωτόκολλα του Internet TELNET Σο TELNET επιτρϋπει ςτον χρόςτη να προςομοιώςει μια απευθεύασ ςύνδεςη από το τερματικό του ς ϋναν απομακρυςμϋνο host. TFTP (Trivial File Transfer Protocol) Σο TFTP επιτρϋπει τη μεταφορϊ αρχεύων μεταξύ δυο διαδικαςιών πϊνω από το UDP, τεμαχύζοντασ τα πακϋτα ςε blocks μϋχρι 512 bytes. RTP (Real-Time Transfer Protocol) Σο RTP μεταφϋρει όχο και video ςτο Internet. Ο πομπόσ ςυμπιϋζει τα δεδομϋνα των πακϋτων, ενώ ο δϋκτησ τα αποθηκεύει προςωρινϊ (buffer), τα αποςυμπιϋζει και ςτη ςυνϋχεια τα παύζει.
Μοντϋλο του Διαδικτύου FTP HTTP NV TFTP TCP UDP IP Χρήστης Χρήστης Χρήστης 1 2 n Η Αρχιτεκτονικό των Δικτύων TCP/IP
Το Στρώμα Ζεύξησ Τοπικού Δικτύου Σο ςτρώμα ζεύξησ τοπικού δικτύου (LAN-link) μεταδύδει πακϋτα μεταξύ κόμβων που επικοινωνούν με κϊποιο κοινό κανϊλι. Για παρϊδειγμα, όταν ςυνδϋεται κανεύσ με modem από το ςπύτι του, χρηςιμοποιεύ κϊποιο πρωτόκολλο ζεύξησ, όπωσ το PPP ό το SLIP. Σα βαςικϊ χαρακτηριςτικϊ μεγϋθη τησ απόδοςησ τησ λειτουργύασ του ςτρώματοσ ζεύξησ τοπικού δικτύου εύναι: Η Μϋγιςτη Μονϊδα Μεταφορϊσ MTU (Maximum Transfer Unit) Ο Ρυθμόσ φαλμϊτων Πακϋτων PER (Packet Error Rate) Ο Ρυθμόσ Μετϊδοςησ (Transmission Rate)
Το Στρώμα Δικτύου Σο Πρωτόκολλο του Internet IP υλοποιεύ την διανομό των πακϋτων (μϋχρι 64 KB). Όταν ϋνα πακϋτο εύναι μεγαλύτερο του MTU τησ ςύνδεςησ, το ΙΡ το τεμαχύζει και μεταδύδει τα τμόματα του ϋνα-ϋνα. Σο ΙΡ επιτηρεύ την διευθυνςιοδότηςη των κόμβων και την δρομολόγηςη των πακϋτων τουσ κόμβουσ το ICMP (Internet Control Message Protocol) επιτηρεύ την παρϊδοςη των πακϋτων. Οι δρομολογητϋσ (routers) χρηςιμοποιούν τη μϋθοδο τησ διακύνηςησ αυτοδύναμων πακϋτων (datagrams).
Το Στρώμα Διακύνηςησ Σο ςτρώμα διακύνηςησ υλοποιεύται ςτα δυο ακραύα ςυςτόματα και δεν γύνεται αιςθητό από τουσ routers. Σο ΙΡ χρηςιμοποιεύ δυο πρωτόκολλα ςτρώματοσ διακύνηςησ: Σο Πρωτόκολλο Ελϋγχου Διακύνηςησ TCP (Transmission Control Protocol): Δυο εύναι οι κύριεσ λειτουργύεσ του: ϋλεγχοσ ςφαλμϊτων (με την επαναποςτολό των λανθαςμϋνων πακϋτων) κι ϋλεγχοσ ροόσ πακϋτων (με την επιβρϊδυνςη τησ διακύνηςησ όταν ςυμβαύνουν ςυμφορόςεισ). Προςοχό: Οι λειτουργύεσ αυτϋσ ελϋγχου γύνονται από τα τελικϊ ςυςτόματα, όχι τουσ routers! Σο Φωρύσ ύνδεςη Πρωτόκολο Αυτοδύναμων Πακϋτων UDP (User Datagram Protocol): Αυτό παραδύδει τα πακϋτα από την πηγό τουσ ςτον τελικό παραλόπτη. Ο μόνοσ ϋλεγχοσ που κϊνει εύναι αν τα πακϋτα εφθϊςαν ςωςτϊ, διαφορετικϊ τα παραβλϋπει.
Το Στρώμα Εφαρμογών Σο πρωτόκολλο FTP Φρηςιμοποιεύ 3 τρόπουσ μεταφορϊσ: stream: εύναι ο default τρόποσ και δεν αλλϊζει τύποτε ςτα μεταφερόμενα αρχεύα block: διαμερύζει τα μεταφερόμενα αρχεύα ςε block compressed: ςυμπιϋζει τα αρχεύα Σο FTP χρηςιμοποιεύ δυο ςυνδϋςεισ TCP: Μύα για εντολϋσ/απαντόςεισ. Μια για μεταφορϋσ/αναγνωρύςεισ δεδομϋνων. Ένασ FTP server ϋχει ανοικτό την πόρτα 21 κι όταν ϋρχεται αύτημα ςύνδεςησ από ϋναν πελϊτη (client) μπορεύ να ζητόςει πιςτοπούηςη κωδικού (password) ό να επιτρϋπει ανώνυμη μεταφορϊ.
Το Στρωμα Μεταφορασ του Ιnternet Σο ςτρώμα μεταφορϊσ εποπτεύει τα εξόσ πεδύα τησ διακύνηςησ των πακϋτων: τον ϋλεγχο τησ ροόσ την αποφυγό ςυμφορόςεων τον ϋλεγχο λαθών
Το Στρώμα Μεταφορϊσ του Internet Λϊθη λόγω χαλαςμϋνων πακϋτων λόγω απόρριψησ πακϋτων, όταν ϋχει γεμύςει η προςωρινό αποθόκη (buffer) του router. Έλεγχοσ ροόσ εύναι η διαδικαςύα που ενεργοποιεύται ςτον πομπό για τη ρύθμιςη του ρυθμού μετϊδοςησ ϋτςι ώςτε να μην μπλοκαριςθεύ ο δϋκτησ. το TCP, ο δϋκτησ γνωςτοποιεύ ςτον πομπό τον αριθμό των πακϋτων που μπορεύ να δεχθεύ. Έλεγχοσ ςυμφόρηςησ εύναι ο μηχανιςμόσ που ενεργοποιεύ ο πομπόσ για να περιορύςει τη ςυμφόρηςη ςτουσ επόμενουσ κόμβουσ του δικτύου. το TCP, ο πομπόσ υποψιϊζεται πιθανϋσ ςυμφορόςεισ από τισ καθυςτερόςεισ επιβεβαιώςεων και ανϊλογα ρυθμύζει το παρϊθυρο των αναμεταδόςεων.
Τεμαχιςμόσ (Fragmentation) Οι ςυνδϋςεισ του Internet ϋχουν κϊποιο μϋγιςτο μϋγεθοσ πακϋτων που μπορούν να μεταφϋρουν, που καθορύζεται από τη μϋγιςτη μονϊδα μεταφορϊσ MTU τησ ςύνδεςησ. Αν ϋνα πακϋτο φθϊνει ςτον δρομολογητό (router) ςε μϋγεθοσ μεγαλύτερο τησ MTU τησ εξερχόμενησ ςύνδεςησ, τότε ο router το τεμαχύζει ςε μικρότερα κομμϊτια, τα οπούα αναςυντύθενται ςτον host του προοριςμού τουσ.
Ομαδοπούηςη των Ονομϊτων των hosts Domains (Πεδία), όπωσ:.edu για Πανεπιςτόμια των ΗΠΑ.gov για κυβερνητικϋσ υπηρεςύεσ των ΗΠΑ.mil για τον ςτρατό των ΗΠΑ.com για εταιρεύεσ.net για παροχεύσ δικτυακών υπηρεςιών.org για οργανιςμούσ.gr για την Ελλϊδα.uk για το Ηνωμϋνο Βαςύλειο.de για την Γερμανύα.fr για την Γαλλύα Subdomains (Υποπεδία), όπωσ, για παρϊδειγμα: berkeley.edu upatras.gr
Αςφϊλεια ςτον Παγκόςμιο Ιςτό Φαρακτηριςτικϊ που παρϊγουν προβλόματα αςφϊλειασ ςτον Παγκόςμιο Ιςτό: Πολύπλοκο, κατανεμημϋνο ςύςτημα Ανώριμεσ τεχνολογύεσ Ανοικτό δύκτυο (Internet) Κακόβουλοι χρόςτεσ Σρόποι αντιμετώπιςησ των κινδύνων αςφϊλειασ: Περιοριςμόσ τησ πρόςβαςησ ςε εξυπηρετητϋσ Εξακρύβωςη Φρόςτη Προςωπικό Πιςτοποιητικό Χηφιακϋσ Τπογραφϋσ Κρυπτογρϊφηςη Αςφαλεύσ υνδϋςεισ πρωτόκολλο SSL (Secure Socket Layer)
Web Browsers Ένασ Web browser (φυλλομετρητόσ ιςτοςελύδων, πλοηγόσ Web, πρόγραμμα περιόγηςησ Web ό περιηγητόσ Ιςτού) εύναι ϋνα λογιςμικό που επιτρϋπει ςτον χρόςτη του να προβϊλλει, και να αλληλεπιδρϊ με, κεύμενα, εικόνεσ, βύντεο, μουςικό, παιχνύδια και ϊλλεσ πληροφορύεσ ςυνόθωσ αναρτημϋνεσ ςε μια ιςτοςελύδα ενόσ ιςτότοπου ςτον Παγκόςμιο Ιςτό ό ςε ϋνα τοπικό δύκτυο. Ο Web browser επιτρϋπει ςτον χρόςτη την γρόγορη και εύκολη πρόςβαςη ςε πληροφορύεσ που βρύςκονται ςε διϊφορεσ ιςτοςελύδεσ και ιςτότοπουσ εναλλϊςςοντασ τισ ιςτοςελύδεσ μϋςω των υπερςυνδϋςμων. Οι φυλλομετρητϋσ χρηςιμοποιούν τη γλώςςα μορφοπούηςησ HTML για την προβολό των ιςτοςελύδων, για αυτό η εμφϊνιςη μιασ ιςτοςελύδασ μπορεύ να διαφϋρει ανϊλογα με τον browser.
Web Browsers Οι περιςςότερο χρηςιμοποιούμενοι browsers εύναι οι: Internet Explorer Mozilla Firefox Apple Safari Netscape Navigator Opera Google Chrome
Υπηρεςύεσ του Internet Παγκόςμιοσ Ιςτόσ - WWW (World Wide Web). Ηλεκτρονικό Σαχυδρομεύο (email). Μεταφορϊ αρχεύων (ftp, p2p, torrents). Άλλεσ υπηρεςύεσ Φρόςη μακρινού υπολογιςτό (telnet). υνομιλύα (chat). Σηλεδιϊςκεψη Tηλεςυνεργαςύα. Μετϊδοςη όχου. Μετϊδοςη video.
Ο Παγκόςμιοσ ιςτόσ - WWW Η τεχνολογύα του ιςτού καθιςτϊ δυνατό την δημιουργύα "υπερκειμϋνων", μύα διαςύνδεςη δηλαδό πϊρα πολλών μη ιεραρχημϋνων ςτοιχεύων που παλαιότερα όταν απομονωμϋνα. Σα ςτοιχεύα αυτϊ μπορούν να πϊρουν και ϊλλεσ μορφϋσ πϋραν τησ μορφόσ του γραπτού κειμϋνου, όπωσ εικόνασ και όχου. O ιςτόσ αποτελεύ μύα μόνο εφαρμογό του Internet. Τπολογιςτϋσ (servers) ςε παγκόςμιο επύπεδο προςφϋρουν πληροφορύεσ για διϊφορα θϋματα. Κϊθε υπολογιςτόσ server χαρακτηρύζεται από μια μοναδικό διεύθυνςη π.χ. www.upatras.gr
Ο Παγκόςμιοσ ιςτόσ - WWW Αναζότηςη και ανταλλαγό πληροφοριών (Κεύμενο, Εικόνα, Ήχοσ, Video). Βαςύζεται ςτο Internet για την επικοινωνύα των χρηςτών (μοντϋλο client/server). Φρηςιμοποιεύ το πρωτόκολλο μεταφορϊσ υπερκειμϋνου (HTTP). Για το χαρακτηριςμό μη κειμενικού περιεχομϋνου, χρηςιμοποιεύται το πρωτόκολλο MIME Multipurpose Internet mail extensions.
Ηλεκτρονικό Ταχυδρομεύο Σο ηλεκτρονικό ταχυδρομεύο (e-mail) εύναι ςόμερα η βαςικότερη μορφό επικοινωνύασ ςτο διαδύκτυο. Τποςτηρύζει την ανταλλαγό μηνυμϊτων μεταξύ χρηςτών χϊρη ςτην προςωπικό ηλεκτρονικό διεύθυνςη του καθενόσ, η οπούα μπορεύ να παρομοιαςτεύ με μια πλόρη ταχυδρομικό διεύθυνςη. Σο περιεχόμενο του μηνύματοσ μπορεύ να εύναι κεύμενο, όχοσ, εικόνα, video ό δεδομϋνα. Παρϋχεται από 1. Σουσ παρόχουσ Internet. 2. Τπηρεςύεσ email ςτο www, όπωσ gmail, hotmail, yahoo, κτλ. Πλεονϋκτημα: Διατηρούμε τον ύδιο λογαριαςμό ακόμα και αν αλλϊξουμε πϊροχο.
Χρόςη Ηλεκτρονικού Ταχυδρομεύου Ένα πρόγραμμα ηλεκτρονικού ταχυδρομεύου Outlook Express. Microsoft Outlook. Thunderbird Webmail (πρόςβαςη ςτο λογαριαςμό μϋςω του www) Ένασ λογαριαςμόσ ηλεκτρονικού ταχυδρομεύου ςε κϊποιο e-mail server
Λογαριαςμόσ Ηλεκτρονικού Ταχυδρομεύου Περιλαμβϊνει την διεύθυνςη ηλεκτρονικού ταχυδρομεύου του χρόςτη, π.χ. student@math.upatras.gr Ένα όνομα χρόςτη και ϋνα κωδικό πρόςβαςησ για να μπορεύ μόνο αυτόσ να διαβϊζει την αλληλογραφύα του. Σην διεύθυνςη του διακομιςτό ειςερχόμενησ και εξερχόμενησ αλληλογραφύασ. mail.upatras.gr smtp.googlemail.com smtp.live.com smtp.hotmail.com
Αποςτολό και λόψη email Πρόγραμμα ηλεκτρονικόσ αλληλογραφύασ χρόςτη. Διακομιςτόσ εξερχόμενησ αλληλογραφύασ SMTP. Διακομιςτόσ ειςερχόμενησ αλληλογραφύασ. Πρόγραμμα ηλεκτρονικόσ αλληλογραφύασ χρόςτη.
Αποςτολό και λόψη email
Αναζότηςη Πληροφορύασ ςτο Internet Βαςικό υπηρεςύα που απαιτούν οι χρόςτεσ από τον Παγκόςμιο Ιςτό Δυςκολύεσ ανεύρεςησ τησ πληροφορύασ: Σερϊςτιο πλόθοσ εγγρϊφων. Έλλειψη τυποποιημϋνου τρόπου ταξινόμηςησ τησ πληροφορύασ. Βοηθητικϊ εργαλεύα και ςυλλογϋσ : Μηχανϋσ Αναζότηςησ (search engines). Μεταμηχανϋσ Αναζότηςησ (meta-search engines). Θεματικού Κατϊλογοι (subject directories). Μελλοντικϋσ εξελύξεισ: ημαςιολογικόσ Ιςτόσ Semantic Web. Προςωποποιημϋνη αναζότηςη.
Μηχανϋσ Αναζότηςησ Δύνουν τισ διευθύνςεισ που μπορούν να μασ δώςουν πληροφορύεσ για ϋνα θϋμα. Διακρύνονται ςε Ευρετόρια www.google.gr www.yahoo.gr Θεματικούσ καταλόγουσ http://dir.forthnet.gr http://www.in.gr
Απόδοςη Η εξϊπλωςη τησ χρόςησ του Παγκόςμιου Ιςτού, δημιουργεύ την απαύτηςη καλύτερησ απόδοςησ για τουσ χρόςτεσ: ωςτό μεταφορϊ και απεικόνιςη δεδομϋνων Μικρόσ χρόνοσ προςπϋλαςησ Ενδιαφϋρον για καλύτερη απόδοςη και όςον αφορϊ τουσ διαχειριςτϋσ των ςυςτημϊτων εξυπηρετητών Παγκόςμιου Ιςτού: Μεγιςτοπούηςη τησ αξιοπούηςησ των ςυςτημϊτων Εξυπηρϋτηςη περιςςότερων χρηςτών Εξιςορρόπηςη φορτύου ςε περιςςότερα ςυςτόματα
Απόδοςη Η ςυνολικό απόδοςη εξαρτϊται από τη ςυμπεριφορϊ των επύ μϋρουσ τμημϊτων: Σου δικτύου (Internet) και του πρωτοκόλλου επικοινωνύασ HTTP. Σου εξυπηρετητό (υλικό και λογιςμικό). Σου πελϊτη (ςύςτημα του χρόςτη). Τεχνικϋσ και μεθοδολογύεσ αξιολόγηςησ τησ απόδοςησ: Αναλυτικϊ μοντϋλα (μαθηματικϋσ τεχνικϋσ). Προγρϊμματα προςομούωςησ (simulation) Μετρόςεισ τησ λειτουργύασ του ςυςτόματοσ (benchmarks, κ.ϊ.)