wyklad 1

Literatura
Sieci komputerowe
D. Comer: Sieci komputerowe TCP/IP, tom 1, WNT
D. Comer: Sieci komputerowe i intersieci, WNT
L. L. Peterson: Computer Networks. A System Approach
A. Frisch: Unix. Administracja systemu, O’Reilly & ReadMe
C. Hunt: TCP/IP. Administracja sieci. O’Reilly & ReadMe
wykład 1
rok ak. 2004/2005
Agata Półrola
Katedra Informatyki Stosowanej UŁ
[email protected]
http://www.math.uni.lodz.pl/~polrola
Głównym celem tworzenia sieci jest
mo liwo korzystania np. ze wspólnych
urz dze peryferyjnych czy zasobów
dyskowych
Historia
1969 – pierwsze fragmenty sieci
ARPANET (USA)
ok. 1980 – pocz tki wiatowego Internetu
1983 – wyodr bnienie z sieci ARPANET
sieci MILNET (do zastosowa
wojskowych)
Praca w sieci (ang. networking) –
współdzielenie informacji i usług
Modele pracy w sieci
Przetwarzanie scentralizowane
Klasyfikacja ze wzgl. na sposób przetwarzania:
przetwarzanie scentralizowane (centralized computing)
przetwarzanie rozproszone (distributed computing)
przetwarzanie wspólne (collaborative computing)
Do przetwarzania i przechowywania danych słu komputery
centralne (ang. mainframes)
wprowadzanie danych odbywa si za po rednictwem terminali
sie umo liwia współdzielenie informacji i usług przez komputery
centralne
Klasyfikacja ze wzgl. na sposób udost pniania usług:
klient – serwer
klient - sie
Przetwarzanie rozproszone
wszystkie komputery maj zdolno przetwarzania danych
wykonywane zadanie jest dzielone na podzadania przydzielane
poszczególnym komputerom
wyniki podzada przesyłane s innym komputerom (komunikacja za
po rednictwem sieci)
Przetwarzanie wspólne
odmiana przetwarzania rozproszonego
komputery współdziel zdolno przetwarzania danych (jeden
komputer mo e korzysta z zasobów innego)
jedno (pod)zadanie mo e by przetwarzane przez kilka komputerów
Model klient - serwer
Model klient - sie
wielu klientów jest poł czonych z jednym lub wieloma serwerami
wiele maszyn ma zdolno przetwarzania danych
klienci korzystaj z usług udost pnianych przez serwery
serwery wykonuj pewne działania (przetwarzanie danych) dla
klientów
U ytkownicy loguj c si do sieci uzyskuj dost p do zbioru usług, a
nie do konkretnych serwerów
usługi mog by udost pniane np. za pomoc tzw. usług
katalogowych, jak np. NDS – Novell Directory Service
Aplikacje działaj ce w sieci klient – serwer mo na podzieli na tzw. frontend (uruchamiane u klienta) i back-end (uruchamiane na serwerze)
Klasyfikacja sieci
ze wzgl du na zasi g
Klasyfikacja sieci
ze wzgl du na sposób organizacji
sieci lokalne - LAN (Local Area Networks)
sieci MAN (Metropolitan Area Networks),
sieci o szerokim zasi gu - WAN (Wide Area Networks)
sie globalna
Klasyfikacja sieci
ze wzgl. na sposób komunikacji
zasada działania: tworzenie dedykowanych poł cze mi dzy
elementami sieci
zaleta: gwarantowana przepustowo ł cza
wada: stały koszt poł czenia niezale nie od ilo ci przesłanych danych
sieci z komutacj pakietów (bezpoł czeniowe) (ang. packet-switched,
connectionless)
klient – korzysta z usług
serwer – udost pnia usługi
peer – zarówno udost pnia usługi, jak i z nich korzysta
Elementy sieci
sieci z komutacj obwodów (zorientowane poł czeniowo) (ang.
connection-oriented, circuit-switched)
sieci „ka dy z ka dym” (peer-to-peer)
sieci z centralnym serwerem (server-centric)
Sie wymaga nast puj cych elementów:
usług sieciowych (zapotrzebowania na współdzielenie pewnych
zasobów)
mo e by z nimi zwi zany sieciowy system operacyjny
medium transmisyjnego (umo liwiaj cego komunikowanie si )
protokołów (zasad komunikacji)
dane do przesłania dzielone s na małe porcje (komunikaty, pakiety –
ang. messages, packets)
zaleta: współdzielenie ł cza
wada: przeci enia
Usługi sieciowe
usługi plikowe (file services)
usługi drukowania (print services)
usługi informacyjne (information services)
usługi aplikacyjne (application services)
usługi bazodanowe (database services)
Sieciowe systemy operacyjne
Wykonanie zadania przez program komputerowy
wymaga zazwyczaj pewnej
kombinacji danych, zasobów urz dze wej cia/wyj cia oraz mocy
obliczeniowej. Usługi
sieciowe umo liwiaj komputerom współdzielenie ich
zasobów przy u yciu specjalnych aplikacji sieciowych. Aplikacje
udost pniaj ce zasoby sieciowe mog by poł czone w jeden sieciowy
system operacyjny.
Sieciowe systemy operacyjne koordynuj i udost pniaj ró ne zasoby sieciowe
innym programom komputerowym.
Sieciowy system operacyjny – wyspecjalizowany system operacyjny, który
zarz dza zasobami wykorzystywanymi przez wielu klientów, koordynuj c
współdzielenie przez nich usług sieciowych.
Przykłady:
Banyan Vines, Novell NetWare, Open VMS (server-centric)
Windows NT, Windows for Workgroups, Windows XP (peer-to-peer )
Media transmisyjne
Typy poł cze
Media transmisyjne – technologie bezprzewodowe i przewodowe
pozwalaj ce na komunikacj mi dzy urz dzeniami doł czonymi do
sieci
ka dy z ka dym (point-to-point)
Media transmisyjne nie gwarantuj , e komunikat przesłany sieci
zostanie zrozumiany przez komputer – odbiorc . Stanowi jedynie
drog dostarczenia komunikatu.
ł cze wielodost pne (multiple-access link)
poł czenie fizyczne – ł cze (ang. link)
poł czone komputery – w zły, hosty (ang. nodes, hosts)
Protokoły
Warstwy protokołów
Protokoły okre laj zasady komunikacji i umo liwiaj wzajemne
„rozumienie si ” urz dze doł czonych do sieci
Odbiorca
warstwa n
warstwa n
...
warstwa 2
warstwa 1
Protokół mo e by pojedyncz reguł albo zbiorem reguł lub
standardów pozwalaj cych na komunikacj ró nych urz dze
Nadawca
...
Protokoły umo liwiaj komunikacj bez znajomo ci szczegółów
sprz tu sieciowego
Zło one systemy komunikacyjne wymagaj zazwyczaj zbiorów
współpracuj cych protokołów (s to tzw. rodziny protokołów –
protocol families, protocol suites), a nie pojedynczego protokołu
Model warstwowy ISO / OSI
7
warstwa aplikacji
6
warstwa prezentacji
5
warstwa sesji
4
warstwa transportu
3
warstwa sieci
2
warstwa ł cza danych
1
warstwa fizyczna
warstwa 2
warstwa 1
sie
Warstwy modelu OSI:
warstwa aplikacji - zawiera programy aplikacyjne korzystaj ce z sieci
(programy transferu plików, programy pocztowe itp.)
warstwa prezentacji - opisuje reprezentacj danych, zawiera funkcje
wykorzystywane przez wiele programów korzystaj cych z sieci (np.
standardowe metody kompresji tekstu lub konwersji grafiki do
postaci strumienia bitów, w jakiej maj by transmitowane przez sie )
warstwa sesji – obsługa dost pu zdalnego (bezpiecze stwo,
identyfikacja za pomoc haseł itp.)
warstwa transportowa – zapewnia niezawodny przesył danych
Model warstwowy TCP/IP
warstwa sieci – definiuje podstawow jednostk transferu danych w
sieci (tzw.
datagram), adresowanie i trasowanie; obsługuje
przeci enia sieci i zgodno rozmiaru datagramów z rozmiarem
ramek sieci fizycznej
warstwa ł cza danych – okre la sposób przesyłania danych w sieci,
definiuje podstawow jednostk przesyłu (ramk
sieci fizycznej),
sposób rozpoznawania granic ramki przez urz dzenia, definiuje
sposób wykrywania bł dów (sumy
kontrolne ramek) oraz sposób
wymiany komunikatów pozwalaj cych maszynom „wiedzie ” e
ramka została przesłana poprawnie
warstwa
fizyczna – okre la standardy poł cze fizycznych mi dzy
urz dzeniami sieciowymi
(w tym np. charakterystyk elektryczn
)
oraz procedury u uwane do przesyłania danych mi dzy urz dzeniami
4
3
2
1
0
warstwa aplikacji
warstwa transportu
warstwa internetu
warstwa interfejsu sieciowego
sprz t
Warstwy modelu TCP/IP
warstwa aplikacji – programy u ytkowe korzystaj ce z usług
dost pnych w sieci TCP/IP; komunikuj si one z którym z
protokołów warstwy transportu. Wybieraj sposób transferu danych
(sekwencja pojedynczych komunikatów, ci gły strumie bajtów) i
przekazuj dane w odpowiedniej postaci do protokołu warstwy
transportu
warstwa transportu – zapewnia komunikacj mi dzy aplikacjami
(end-to-end communnication); mo e regulowa przepływ danych,
zapewnia niezawodny transport; dokonuje podziału danych w
strumieniu na mniejsze cz ci (pakiety) i przekazuje je ni szej
warstwie do przesyłu
warstwa intersieci – zapewnia komunikacj mi dzy maszynami;
wykonuje kapsułkowanie pakietów w datagramy IP, okre la nagłówki
datagramów i podejmuje decyzj czy datagram ma by przesłany
bezpo rednio do adresata, czy te do routera po rednicz cego
(dokonuje wyboru trasy). Obsługuje datagramy przychodz ce,
sprawdza ich poprawno , przesyła komunikaty kontrolne
warstwa interfejsu sieciowego – odpowiada za przesyłanie
datagramów IP konkretn sieci fizyczn .