Data behöver utbytas mellan datorer

Data behöver utbytas mellan datorer Detta är speciellt sant för alla som arbetar inom området Affärssystem! Om alla ska direktanslutas till alla (Fully Connected) så behövs det (n-1)! ledningar. ( ”!” Betyder här fakultets-funktionen, n(n-1)(n-2)…1, som är mycket snabbt ökande med n ). William Sandqvist william@kth.se

Direktanslutning är omöjlig! 30 datorer, fakultetsfunktionen (30-1)! fyller Windows Kalkylator’s teckenfönster med siffror … 30 räcker inte långt, Internet har nu (år 2006) 747 miljoner användare … William Sandqvist william@kth.se

Nätverks Topologi Det sätt som ett nätverk är sammankopplat på kallas för nätets topologi. De topologier som används är stjärn-, buss- och ringtopologi. William Sandqvist william@kth.se

Bussnät Bussnät är den vanligaste topologin och den byggs upp kring en stamledning, en sk buss. Alla datorer är inkopp-lade på denna gemensamma buss och nås av samma information. Fördelen med ett bussnät är att det är lätt att installera och lätt att bygga ut. Stamledningen är en passiv komponent som sällan går sönder. William Sandqvist william@kth.se

Media Access Control, MAC En bussledning kan bara användas av en dator åt gången. Om en dator börjar använda en ledig ledning kanske en annan dator också, av misstag, börjar samtidigt! Det vanligaste är att datorerna använder Ethernet och bussprotokolletCSMA/CD Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection. 1) Datorn väntar tills ledningen är ledig2) Datorn sänder sitt meddelande3) Datorn lyssnar under sändningen efter avvikelser4) Om det finns avvikelser (= data kollission) sänder man om efter en slumpmässigt vald paus William Sandqvist william@kth.se

CSMA/CD figure Chris Bryant chris@thebryantadvantage.com William Sandqvist william@kth.se

CSMA/CD throughput Man når aldrig den teoretiska nätkapaciteten! Segt nät? S Burd, Systems Architecture ISBN 0-619-21692-1 Figure 9-9 Varje kollision innebär slöseri med nätverksresurser. Effektiva datahastigheten minskar med ökande trafik på bussen eftersom det blir fler sändningsförsök/paket. William Sandqvist william@kth.se

Stjärnnät Ett stjärnnät har en central anslut-ningspunkt för alla datorer (här en Hubb). Fördelen med stjärnnätet är den enkla ledningsdragningen. En nackdel är att hela nätet är beroende av att den centrala anslutningspunkten, som är en aktiv komponent, verkligen fungerar. William Sandqvist william@kth.se

Ringnät I ringnätet ansluts varje dator till två andra datorer, så att det bildas en ”ring”. Kommunikationen kopieras från dator till dator i ena riktningen. Nackdelen är att ett fel i en av datorerna slår ut hela kommunikationen. Fördelen är att långa kablar kan användas mellan datorerna eftersom varje dator återställer signalnivåerna samtidigt som den kopierar informationen. William Sandqvist william@kth.se

Logisk och Fysisk topologi Den fysiska topologin av ett datanät är oftast en blandning av de tre olika grundtopologierna, detta för att ta tillvara de olika topologiernas fördelar. Eftersom det ingår aktiva komponenter i datanäten kan man programmera dessa att ”uppföra sig” som om nätet har en annan topologi än den fysiska, den sk logiska topologin. Ett fysiskt stjärnnät kan uppföra sig som ett logiskt bussnät, eller som ett ringnät. Däremot kan inte bussnätets passiva kabel ”programmeras” om till något annat … William Sandqvist william@kth.se

Nätverk hårdvara NIU network interface unitNIC network interface card, nätverkskort Hub Central anslutningspunkt i LAN, för nätets logiska topologi Bridge Överbryggar delnät, tex med olika protokoll Router Lagrar väginformation och gör vägval Switch Växel. Kopplar olika delar av nätet till varandra. William Sandqvist william@kth.se

Hub och Switch William Sandqvist william@kth.se

Logical Linc Control, LLC Datakommunikation sker med Ethernet och bussproto-kollet LLC. Till datapaketen läggs information om Source (källa) och Destination (mål). Varje NIC/NIU har tilldelats en unik 48 bitars fysisk MAC-adress av tillverkaren. Den anges som sex hexa-decimala talpar (den kan tex stå på en klisterlapp på nätverkskortet där de tre talparen till vänster identifierar tillverkaren, 80 00 20 i figuren).Varje Bridge och Switch längs vägen läser denna information och styr datapaketen till målet. William Sandqvist william@kth.se

LAN och WAN • Alla nätverk kan vara antingen lokala, t.ex finnas i en byggnad, eller spänna över ett större geografiskt område. På datorspråk kallas dessa båda typer LAN och WAN: • LAN står för "Local Area Network" och är alltså ett lokalt nätverk. • WAN står för "Wide Area Network" och består av minst två sammankopplade LAN. • LAN och WAN kallas ibland även för intranet respektive Internet. (Ett företags intranet kan numera använda internet för att koppla samman verksamhet på olika ställen så begreppen är otydliga.) William Sandqvist william@kth.se

LAN används till … • Fildelning (File sharing) • Skrivardelning • Applikationsserver • Databasserver • Mailserver • Webserver WAN används till precis samma saker, men då kan det vara hela världen som är den yttersta gränsen! William Sandqvist william@kth.se

IP-adressens delar Antag att vi ska fylla i IP-adress-en till en dator i ett lokalt nätverk. Rubriker: IP-adressNätmaskStandard GatewayÖnskad DNS-serverAlternativ DNS-server William Sandqvist william@kth.se

IP-adress William Sandqvist william@kth.se

Nätmask IP_adress: 172.016.254.001Net_mask: 255.255.255.000 Den första delen (vänstra delen) av IP-adressen kallas nätnummer. Nätmasken visar hur stor del nätnumret upptar. Nollorna i nätmasken markerar gränsen mellan nätnummer och lokala adresser inom LAN. Här är det 255 st (men 0 och 255 är undantagna för andra ändamål , så i praktik-en blir det 254 st lokala adresser). Netnumber = Netmask & IP_adress Två IP-adresser med samma nätnummer är lokala! William Sandqvist william@kth.se

Ex. Nätnummer. Ip_adress: 172.016.254.001Net_mask: 255.255.255.248 Netnumber = Netmask & IP_adress 11111111.11111111.11111111.11111000 &&&&&&&&.&&&&&&&&.&&&&&&&&.&&&&&&&& 10101100.00010000.11111110.00000001= 10101100.00010000.11111110.00000000 = 172.016.254.000 Detta är vårt nätnummer William Sandqvist william@kth.se

Ex. Lokala adresser. Ip_adress: 172.016.254.001Net_mask: 255.255.255.248Är 172.016.254.033 en lokal adress? De lokala adresserna har alla samma nätnummer 172.016.254.000 11111111.11111111.11111111.11111000 &&&&&&&&.&&&&&&&&.&&&&&&&&.&&&&&&&& 10101100.00010000.11111110.00100001= 10101100.00010000.11111110.00100000 = 172.016.254.032 Annat nätnummer! Inte en lokal adress. William Sandqvist william@kth.se

Gateway En IP-adress med ett annat nätnummer än de lokala adresserna gäller utanför LAN, dvs till ett WAN. För att nå en sådan adress måste man använda en Gateway. Den har ofta (valfritt) den högsta lediga lokala adressen dvs. nätnummer.254.( nätnummer.000 och nätnummer.255 betyder Broadcast = till alla lokalt. ) En gateway kopplar ofta ihop två olika LAN med varandra, den har därför två helt olika IP-adresser – en adress för vardera sidan. Som gateway används ofta en Router. Den har lagrat möjliga vägar samt deras status i en tabell, och kan då vid varje givet tillfälle beräkna bästa vägen för paketet som ska förmedlas vidare. William Sandqvist william@kth.se

DNS-server DNS, Domain Name System eller Domännamnssystemet, är ett system för att förenkla adressering av datorer på internet. Man kan ange en IP-adress som: sv.wikipedia.org En domännamnsserver kan sedan översätta detta namn till: 145.97.39.155 William Sandqvist william@kth.se

IPv6 • IPv4: 32-bitars nummer. Skrivs med decimal punktnotation, 4 miljarder olika adresser. • 205.150.58.7 • IPv6: 128-bitars nummer. Skrivs med hexadecimal kolonnotation – lugn, antalet adresser räcker länge! • 2001:0503:0C27:0000:0000:0000:0000:0000 William Sandqvist william@kth.se

OSI Modellen Protokoll = regler för kommunikation. Protokollstack = Flera sammanslagna protokoll. Tanken är att varje lager (också kallade skikt) tillhandahåller en specifik tjänst som är oberoende av de tekniker som används i lagret ovanför eller nedanför. William Sandqvist william@kth.se

OSI Lager 7. Applikationslagret mellan applikation och nätverkstjänst 6. Presentation Dataframställning och kryptering 5. Session Kommunikationssamordning mellan värddatorerna 4. Transport Sändning mottagning och ankomstkontroll 3. Nätverk Navigering och IP (logisk adressering) 2. Data Länk MAC och LLC (fysisk adressering) 1. Fysiskt Media, signal och binär överföring William Sandqvist william@kth.se

Det finns inget 8:e lager … När någon säger att ”problemet ligger i OSI lager 8” så menas att problemet handlar om vilsna användare som inte kan sköta datorn, eller illvilliga politiker som vill sätta käppar i hjulen för utvecklingen … Något OSI-lager 8 finns inte! William Sandqvist william@kth.se

Internetprotokollen TCP/IP Internetprotokollen TCP/IP är numera vår de facto kommunikationsstandard. För att göra kunna göra en jämförelse med OSI-modell-en brukar man baka ihop applikation, presentation och session och kalla dem "applikation" . Inte heller nät, datalänk och fysiska skiktet har några direkta motsvarigheter. William Sandqvist william@kth.se

FTP – HTTP – SMPT – DNS FTP är ett kommandobaserat protokoll för överföring av text och binära datafiler. HTTP (Hypertext Transfer Protocol) är ett protokoll mellan webbläsare och webbservrar. SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) är det vanligaste protokollet för att leverera elektronisk post. William Sandqvist william@kth.se

DNS – TFTP DNS (Domain Name System) domännamnssystemet, är ett system för att förenkla adressering av datorer på IP-nätverk som till exempel Internet. TFTP (Trivial File Transfer Protocol) är en enkel FTP-tjänst som används i sammanhang där man inte behöver autenticering, tex programuppdateringar. William Sandqvist william@kth.se

OSI-Lager för Router, Switch, Hub William Sandqvist william@kth.se

TCP/IP connection Source - Destination William Sandqvist william@kth.se

Länkar Vilken IP-adress har Datorn Du sitter vid? http://www.whatismyip.org/ Vem har en given IP-adress (servrar på tre kontinenter)? http://www.arin.net/whois/index.htmlhttp://www.ripe.net/db/whois/whois.htmlhttp://www.apnic.net William Sandqvist william@kth.se

IP-adresser för privata nät 10.000.000.000 … 10.255.255.255 172.016.000.000 … 172.031.255.255 192.168.000.000 … 196.168.255.255 William Sandqvist william@kth.se

Internetstandarden för brevduvor 1:a April 1990 Transmission of IP Datagrams on Avian Carriers Standarden gäller det fysiska OSI-lagret. Vesta brevduvefören-ing i Bergen testade standarden. William Sandqvist william@kth.se

Internetstandarden för optisk telegraf 1:a April 2007 IP Datagrams over Semaphore Flag Signaling System Optiska telegrafen på Gärdet i Stockholm. William Sandqvist william@kth.se

Data behöver utbytas mellan datorer