Κεφάλαιο 2 Υπολογιστές και Τεχνολογία Επικοινωνιών Παρελθόν - Παρόν - Μέλλον
Εισαγωγή Μέσα αποθήκευσης Δίκτυα υπολογιστών Βάσεις δεδομένων
Δίκτυα Υπολογιστών Σύνολο από υπολογιστές ή συσκευές διασυνδεδεμένες μεταξύ τους με σκοπό την διευκόλυνση της επικοινωνίας μεταξύ των χρηστών τους και του διαμοιρασμού πόρων και πληροφοριών. Χρήσεις: Επικοινωνία: ηλεκτρονικό ταχυδρομείο, στιγμιαία μηνύματα, τηλεφώνου, βιντεοκλήσεων και τηλεδιάσκεψης. Διαμοιρασμός υλικού: Κοινή χρήση δίσκων, εκτυπωτών, τηλεπικοινωνιακών συνδέσεων Διαμοιρασμός λογισμικού: LTSP
LAN Τοπικά Δίκτυα (Local Area Networks - LAN). Περιορισμένη γεωγραφική περιοχή, από υπολογιστές που βρίσκονται σε ένα δωμάτιο μέχρι υπολογιστές που απέχουν μεταξύ τους μερικά χιλιόμετρα. Τα τοπικά δίκτυα ακολουθούν τις προδιαγραφές του πρότυπου Ethernet, το οποίο καθορίζει τα φυσικά μέσα και τον τρόπο μετάδοσης των δεδομένων. Το πιο συνηθισμένο φυσικό μέσο που χρησιμοποιείται για την σύνδεση υπολογιστών σύμφωνα με το πρότυπο αυτό είναι το ζεύγος συνεστραμμένων καλωδίων (twisted pair cable), ενώ οι πιο σύγχρονες εκδόσεις του προτύπου υποστηρίζουν την χρήση οπτικών ινών. Στις πιο συνηθισμένες διαμορφώσεις το καλώδιο Ethernet ξεκινάει από την κάρτα δικτύου κάθε υπολογιστή του τοπικού δικτύου και καταλήγει σε μια δικτυακή συσκευή που ονομάζεται network switch, η οποία αναλαμβάνει την διακίνηση των πακέτων πληροφοριών μεταξύ των υπολογιστών του δικτύου. Παράδειγμα: Δίκτυο Εργαστηρίου Πληροφορικής
WAN Δίκτυα Ευρείας Περιοχής (Wide Area Networks - WAN). Ένα WAN είναι ένα δίκτυο που καλύπτει μια ευρεία γεωγραφική περιοχή, όπως για παράδειγμα ένα δίκτυο μεταξύ υποκαταστημάτων μιας πολυεθνικής εταιρείας που βρίσκονται σε διαφορετικές χώρες. Χρησιμοποιούνται συνήθως για την σύνδεση τοπικών δικτύων, ώστε χρήστες και υπολογιστές που βρίσκονται σε μια περιοχή να μπορούν να επικοινωνήσουν με τους χρήστες και τους υπολογιστές που βρίσκονται σε άλλες γεωγραφικές περιοχές. Xρησιμοποιούν μισθωμένες γραμμές και δρομολογητές (routers) για την σύνδεση των τοπικών δικτύων. Λόγω του υψηλού κόστους των μισθωμένων γραμμών πολλοί οργανισμοί εκμεταλλεύονται την υπάρχουσα υποδομή και της χαμηλού κόστους συνδέσεις στο Διαδίκτυο, και δημιουργούν WAN χρησιμοποιόντας την τεχνολογία Virtual Private Network - VPN. Παράδειγμα: Πανελλήνιο Σχολικό Δίκτυο Σύνδεση των σχολείων μεταξύ τους
Μεταφορά Δεδομένων download = λήψη (κατέβασμα) πληροφοριών μέσω δικτύου, αρχείο που προσφέρεται για κατέβασμα ή έχει ήδη κατέβει, καθώς και την διαδικασία λήψης. upload = αποστολή (ανέβασμα) πληροφοριών μέσω δίκτυο, αρχεία που ανεβαίνουν ή έχουν ήδη ανέβει, καθώς επίσης και για την διαδικασία αποστολής. Ο ρυθμός μετάδοσης των δεδομένων μετριέται με τον μέσο αριθμό των bit που διακινούνται ανά δευτερόλεπτο (bits per second, bps), και συνήθως εκφράζεται με τα πολλαπλάσιά του Kilobit per second (kbit/s, kb/s, ή kbps) 1000 bits per second 125 bytes per second Megabit per second (Mbit/s, Mb/s, ή Mbps) 1,000,000 bits per second 1,000 kilobits per second 125,000 bytes per second 125 kilobytes per second. Gigabit per second (Gbit/s, Gb/s, ή Gbps) 1,000 megabits per second 1,000,000 kilobits per second 1,000,000,000 bits per second 125,000,000 bytes per second
Διαδίκτυο internet = διαδίκτυο, σύνολο διασυνδεδεμένων δικτύων μέσω πυλών - δρομολογητών (routers/gateways) Internet = Παγκόσμιο σύστημα διασυνδεδεμένων δικτύων ICANN (Internet Corporation for Assigned Names and Numbers) Διεθνές συμβούλιο από την ακαδημαϊκή, επιχειρηματική και τεχνολογική κοινότητα. Ο ρόλος του στον συντονισμό της ανάθεσης διευθύνσεων και ονομάτων τον χαρακτηρίζει σαν την μοναδική κεντρική αρχή του παγκόσμιου Διαδικτύου IETF (Internet Engineering Task Force) Προτυποποίηση του λογισμικού που καθιστά εφικτή την διαλειτουργικότητα των πολύπλοκων επικοινωνιακών συστημάτων που αποτελούν την υποδομή του Διαδικτύου Τα πρότυπα αυτά καθορίζουν μια συλλογή πρωτοκόλλων επικοινωνίας γνωστό σαν TCP/IP (Transmission Control Program/Internet Protocol=Πρωτόκολλο Ελέγχου Μετάδοσης /Πρωτόκολλο Διαδικτύωσης), από τα δυο πιο σημαντικά πρωτόκολλα που περιλαμβάνει, το TCP και το IP.
TCP / IP Συλλογή πρωτοκόλλων είναι οργανωμένη σε στρώματα ή επίπεδα (layers), το καθένα από τα οποία απαντά σε συγκεκριμένα προβλήματα μεταφοράς δεδομένων και παρέχει μια καθορισμένη υπηρεσία στα υψηλότερα στρώματα. Τα ανώτερα επίπεδα είναι πιο κοντά στη λογική του χρήστη και εξετάζουν πιο αφηρημένα δεδομένα, στηριζόμενα σε πρωτόκολλα χαμηλότερωνστρωμάτων για να μεταφράσουν τα δεδομένα αυτά σε μορφές που μπορούν να διαβιβαστούν με φυσικά μέσα. Το TCP/IP παρέχει συνδεσιμότητα μεταξύ δυο συστημάτων καθορίζοντας την μορφοποίηση, την διευθυνσιοδότηση, την μετάδοση, την δρομολόγηση και την παραλαβή των δεδομένων στον προορισμό. Για τον καθορισμό των λειτουργιών αυτών χρησιμοποιούνται τέσσερα εννοιολογικά επίπεδα (layers), καθένα από τα οποία περιλαμβάνει διάφορα πρωτόκολλα.
TCP / IP Το επίπεδο σύνδεσης (Data Link Layer) που καθορίζει τους τρόπους σύνδεσης μεταξύ υπολογιστών και συσκευών του ίδιου δικτύου και τον τρόπο που αυτοί χρησιμοποιούν το φυσικό μέσο μετάδοσης. Στην περίπτωση των τοπικών δικτύων που συνδέονται ενσύρματαχρησιμοποιείται συνήθως το πρωτόκολλο Ethernet To επίπεδο διαδικτύου (Internet Layer), που ορίζονται οι τρόποι που οι υπολογιστές εντοπίζουν και ταυτοποιούν ο ένας τον άλλο μέσω διευθύνσεων πρωτοκόλλου Διαδικτύου (Internet Protocol ή IP addresses), και επικοινωνούν μεταξύ τους μέσω ενδιάμεσων δικτύων. Κάθε υπολογιστής ή συσκευή που αποτελεί μέρος ενός δικτύου έχει μια διεύθυνση IP ως μοναδικό αναγνωριστικό, η οποία είναι ανάλογη του αριθμού τηλεφώνου στο τηλεφωνικό δίκτυο.
TCP / IP Το επίπεδο μεταφοράς (Transport Layer), που καθορίζεται η σύνδεση μεταξύ εφαρμογών που εκτελούνται σε διαφορετικούς υπολογιστές μέσω δικτύου με την περιγραφή των κατάλληλων μεθόδων ανταλλαγής δεδομένων. Συνήθως χρησιμοποιείται το TCP. Κάθε εφαρμογή ενός υπολογιστή που θέλει να χρησιμοποιήσει τις υπηρεσίες δικτύου θα πρέπει να χρησιμοποιήσει μια θύρα (port) TCP, η οποία της αποδίδεται από το λειτουργικό σύστημα. Με βάση τα παραπάνω μπορούμε να πούμε ότι κάθε σύνδεση στο Διαδίκτυο καθορίζεται από 4 αριθμούς, την διεύθυνση IP και την θύρα TCP που χρησιμοποιεί η εφαρμογή που αποστέλλει δεδομένα στον κόμβο - αποστολέα, και την διεύθυνση IP και την θύρα που χρησιμοποιεί η εφαρμογή του κόμβου παραλήπτη. Για τις ευρέως χρησιμοποιούμενες εφαρμογές-διακομιστές έχουν καθοριστεί συγκεκριμένες θύρες (well-known ports), όπως γιαπαράδειγμα η θύρα 80 που χρησιμοποιείται από τους διακομιστές ιστοσελίδων. Το επίπεδο εφαρμογής (Application Layer), που περιέχει όλα τα πρωτόκολλα επικοινωνίας μεταξύ εφαρμογών. Το πιο ευρέως χρησιμοποιούμενο πρωτόκολλο αυτό του επιπέδου είναι το HTTP (Hypertext Transfer Protocol), το οποίο καθορίζει πως ένα πρόγραμμα πλοήγησης ιστού επικοινωνεί με έναν διακομιστή ιστοσελίδων.
TCP / IP
TCP / IP