Παρουσίαση του...

46
Κάντε κλικ για να ξεκινήσετε Δίκτυα Υπολογιστών Ενότητα 2: Διαδίκτυο: οργάνωση, λειτουργία του, και πρόσβαση σε αυτό Δρ. Χαράλαμπος Ζ. Πατρικάκης Τμήμα Ηλεκτρονικών Μηχανικών Τ.Ε ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα

Upload: others

Post on 26-Sep-2020

5 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: Παρουσίαση του PowerPointeclass.teipir.gr/openeclass/modules/document/file.php...93177-753-7.ch009. Τμήμα των σημιώσων ίναι βασισμένο σ συνουτικό

Κάντε κλικ για να ξεκινήσετε

Δίκτυα Υπολογιστών

Ενότητα 2: Διαδίκτυο: οργάνωση, λειτουργία του, και πρόσβαση σε

αυτό

Δρ. Χαράλαμπος Ζ. Πατρικάκης Τμήμα Ηλεκτρονικών Μηχανικών Τ.Ε

ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ

Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά

Τεχνολογικού Τομέα

Page 2: Παρουσίαση του PowerPointeclass.teipir.gr/openeclass/modules/document/file.php...93177-753-7.ch009. Τμήμα των σημιώσων ίναι βασισμένο σ συνουτικό

Άδειες Χρήσης

• Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons.

• Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άλλου τύπου άδειας χρήσης, η άδεια χρήσης αναφέρεται ρητώς.

2

Page 3: Παρουσίαση του PowerPointeclass.teipir.gr/openeclass/modules/document/file.php...93177-753-7.ch009. Τμήμα των σημιώσων ίναι βασισμένο σ συνουτικό

Χρηματοδότηση

• Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στα πλαίσια του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα.

• Το έργο «Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα» έχει χρηματοδοτήσει μόνο τη αναδιαμόρφωση του εκπαιδευτικού υλικού.

• Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους.

3

Page 4: Παρουσίαση του PowerPointeclass.teipir.gr/openeclass/modules/document/file.php...93177-753-7.ch009. Τμήμα των σημιώσων ίναι βασισμένο σ συνουτικό

Ευχαριστίες

• Στην ανάπτυξη του υλικού βοήθησαν οι συνεργάτες του εργαστηρίου Δημήτρης Κόγιας, Μάνος Μιχαηλίδης και οι φοιτητές Λάζαρος Τουμανίδης, Στέφανος Μπογδάνης, Γιώργος Μπελτάος, Γιώργος Τσούκας.

4

Page 5: Παρουσίαση του PowerPointeclass.teipir.gr/openeclass/modules/document/file.php...93177-753-7.ch009. Τμήμα των σημιώσων ίναι βασισμένο σ συνουτικό

Βιβλιογραφία

• James F. Kurose - Keith W. Ross, Δικτύωση Υπολογιστών, εκδ. Γκιούρδας. • Tanenbaum, Wetherall, Δίκτυα Υπολογιστών, Εκδ. Κλειδάριθμος. • Douglas E. Comer, Δίκτυα και διαδίκτυα υπολογιστών και εφαρμογές τους

στο Internet, Κλειδάριθμος. • Monteiro, J. M., Cruz, R. S., Patrikakis, C. Z., Papaoulakis, N. C., Calafate, C.

T., & Nunes, M. S. (2013). Peer-to-Peer Video Streaming. In R. Farrugia, & C. Debono (Eds.), Multimedia Networking and Coding (pp. 254-313). Hershey, PA: Information Science Reference. doi:10.4018/978-1-4666-2660-7.ch010.

• Charalampos Z. Patrikakis, Angelos- Christos Anadiotis, Penetrating with DDoS Attacks, (διαθέσιμο στο διαδίκτυο: http://pentestmag.com), PenTest Magazine, vol2 no 5, Aug 2012, pp [16-22].

• Pendegraft, N. (2003). The TCP/IP Game. In T. McGill (Ed.), Current Issues in IT Education (pp. 117-124). Hershey, PA: IRM Press. doi:10.4018/978-1-93177-753-7.ch009. Τμήμα των σημειώσεων είναι βασισμένο σε συνοδευτικό υλικό του βιβλίου των

James F. Kurose - Keith W. Ross, Computer Networking, Pearson publications

5

Page 6: Παρουσίαση του PowerPointeclass.teipir.gr/openeclass/modules/document/file.php...93177-753-7.ch009. Τμήμα των σημιώσων ίναι βασισμένο σ συνουτικό

Περιεχόμενα

6

2.1 Εισαγωγή στα δίκτυα υπολογιστών και το διαδίκτυο

2.2 Τοπική πρόσβαση στο διαδίκτυο (Τεχνολογίες, αρχιτεκτονικές και υλικό)

Page 7: Παρουσίαση του PowerPointeclass.teipir.gr/openeclass/modules/document/file.php...93177-753-7.ch009. Τμήμα των σημιώσων ίναι βασισμένο σ συνουτικό

Προσδοκώμενα Αποτελέσματα

7

Στην ενότητα αυτή θα μάθετε για:

Τις αρχές ελέγχου και λειτουργίας του Διαδικτύου, Την ιστορία αυτού και την οργάνωση του, Το δίκτυο κορμού και το δίκτυο πρόσβασης, και Τα πρωτόκολλα του με αναφορά στη

διαστρωματοποιημένη αρχιτεκτονική.

Page 8: Παρουσίαση του PowerPointeclass.teipir.gr/openeclass/modules/document/file.php...93177-753-7.ch009. Τμήμα των σημιώσων ίναι βασισμένο σ συνουτικό

8

2.1 Εισαγωγή στα δίκτυα υπολογιστών και το διαδίκτυο

Page 9: Παρουσίαση του PowerPointeclass.teipir.gr/openeclass/modules/document/file.php...93177-753-7.ch009. Τμήμα των σημιώσων ίναι βασισμένο σ συνουτικό

Τι είναι το διαδίκτυο

9

δ ρ ο μ ο λ ο γ η τ έ ς ερματ ι κά

κ λ ώ δ ι α

συνδ έ σ ι ς

ι ν η τ ά

ορυφόρο ι

τ ε ρ μ α τ ι κ ά

κ ό μ β ι

δ ι ε υ θ ύ σ ε ι ς

π ο λ υ μ σ α ο ή

ρ α δ ι ο ά σ μ α

Π ρ ω τ ό κ λ λ α

ε φ α ρ μ γ έ ς

Page 10: Παρουσίαση του PowerPointeclass.teipir.gr/openeclass/modules/document/file.php...93177-753-7.ch009. Τμήμα των σημιώσων ίναι βασισμένο σ συνουτικό

Το διαδίκτυο

• Όπως λέει και το όνομά του, είναι ένα δίκτυο δικτύων.

• Εκατομμύρια συσκευές διασυνδεδεμένες πάνω από ένα παγκόσμιο δίκτυο, το οποίο είναι – Ιεραρχικό (χωρίς αυστηρούς κανόνες)

– Βασισμένο σε ανοικτές προδιαγραφές

– Δημόσιο (αν και μπορεί να λειτουργεί και σε ιδιωτικά πλαίσια)

• Δίνει τη δυνατότητα σε διαφορετικές συσκευές, με διαφορετικές προδιαγραφές και τρόπο λειτουργίας να συνεργάζονται.

• Στόχος: η διασύνδεση των συσκευών αυτών με τον πιο εύκολο και σταθερό τρόπο

10

Page 11: Παρουσίαση του PowerPointeclass.teipir.gr/openeclass/modules/document/file.php...93177-753-7.ch009. Τμήμα των σημιώσων ίναι βασισμένο σ συνουτικό

Το διαδίκτυο (με ορολογία)

• Πρωτόκολλα (IP, ARP, TCP, UDP, HTTP, SMTP)

• Διαστρωματοποιημένη αρχιτεκτονική (OSI-TCP/IP)

• Δρομολογητές (routers)

• Μεταγωγείς (switches)

• Τερματικά (network terminals)

• Εξυπηρετητές (servers)

• Πρότυπα (RFCs)

• Οργανισμοί (IETF, ICANN)

11

Page 12: Παρουσίαση του PowerPointeclass.teipir.gr/openeclass/modules/document/file.php...93177-753-7.ch009. Τμήμα των σημιώσων ίναι βασισμένο σ συνουτικό

Σύνδεση πάνω το διαδίκτυο

12

Ν Τ

Ν

Ν

Ν

Ν

Ν

Ν

Τ

Ν

Ν

Ν

Ν Τ: Τερματικά (terminals) N: Κόμβοι (Nodes)

Τ

Page 13: Παρουσίαση του PowerPointeclass.teipir.gr/openeclass/modules/document/file.php...93177-753-7.ch009. Τμήμα των σημιώσων ίναι βασισμένο σ συνουτικό

Επικοινωνία πάνω από το διαδίκτυο

• Εφαρμογές – Κατανεμημένες – Εκτελούνται στα άκρα του

δικτύου. – Μπορεί να περιλαμβάνουν

περισσότερα από δύο τερματικά.

– Μπορεί να φαίνεται ότι λειτουργούν τοπικά.

– Εξυπηρετητές-πελάτες-ομότιμοι κόμβοι.

• Υπηρεσίες – Εξυπηρετούν τις εφαρμογές. – Μπορεί να εμπλέκουν και

τους κόμβους του δικτύου. – Μπορεί να παρέχουν

εγγυήσεις στις εφαρμογές. – Κατ’ ελάχιστο, πρέπει να

παρέχουν τη δυνατότητα επικοινωνίας στο μέτρο του δυνατού (best effort).

13

Page 14: Παρουσίαση του PowerPointeclass.teipir.gr/openeclass/modules/document/file.php...93177-753-7.ch009. Τμήμα των σημιώσων ίναι βασισμένο σ συνουτικό

Τι είναι τα πρωτόκολλα;

• pro·to·col (ˈprō-tə-ˌkol, -ˌkōl, -ˌkäl, -kəl\): a system of rules that explain the correct conduct and procedures to be followed in formal situations *

• Σύνολο κανόνων οι οποίοι καθορίζουν τον τρόπο συμπεριφοράς και τις ακολουθούμενες διαδικασίες που πρέπει να ακολουθηθούν σε τυπικές καταστάσεις

• Πρωτόκολλο επικοινωνίας: οι κανόνες και οι συμπεριφορές μεταφράζονται σε καταστάσεις, ενέργειες και μηνύματα που πρέπει να ανταλλαχθούν

14 * Λεξικό Μerriam-Webster

Page 15: Παρουσίαση του PowerPointeclass.teipir.gr/openeclass/modules/document/file.php...93177-753-7.ch009. Τμήμα των σημιώσων ίναι βασισμένο σ συνουτικό

Ας δούμε ένα ανθρώπινο πρωτόκολλο

15

– (Άγνωστος): Γεια σας

– Περιμένει την ερώτησή σας

– (Άγνωστος): Ναι, το 222

– (Άγνωστος): Παρακαλώ

– Βρίσκετε κάποιον που περιμένει στη στάση

– (Εσείς): Γεια σας

– Περιμένετε απάντηση

– (Εσείς): Μήπως μπορείτε να μου πείτε ποιο λεωφορείο πηγαίνει στο κέντρο;

– Περιμένετε απάντηση

– (Εσείς): Ευχαριστώ πολύ

Θέλετε να μάθετε ποιο λεωφορείο να πάρετε για να πάτε στο κέντρο

Page 16: Παρουσίαση του PowerPointeclass.teipir.gr/openeclass/modules/document/file.php...93177-753-7.ch009. Τμήμα των σημιώσων ίναι βασισμένο σ συνουτικό

Και εάν κάτι πήγαινε στραβά;

16

– Βρίσκετε κάποιον που περιμένει στη στάση

– (Εσείς): Γεια σας

– Περιμένετε απάντηση

Τι θα γίνει εάν δε σας απαντήσει;

Θέλετε να μάθετε ποιο λεωφορείο να πάρετε για να πάτε στο κέντρο

Page 17: Παρουσίαση του PowerPointeclass.teipir.gr/openeclass/modules/document/file.php...93177-753-7.ch009. Τμήμα των σημιώσων ίναι βασισμένο σ συνουτικό

Ας δούμε ένα ανθρώπινο πρωτόκολλο

17

– Βρίσκετε κάποιον που περιμένει στη στάση

– (Εσείς): Γεια σας

– Περιμένετε απάντηση

– (Εσείς): Γεια σας (ξανά)

– Περιμένετε απάντηση

.

.

.

Θέλετε να μάθετε ποιο λεωφορείο να πάρετε για να πάτε στο κέντρο

Page 18: Παρουσίαση του PowerPointeclass.teipir.gr/openeclass/modules/document/file.php...93177-753-7.ch009. Τμήμα των σημιώσων ίναι βασισμένο σ συνουτικό

Πρωτόκολλο(α) διαδικτύου

18

Client Server

TCP connection ack

HTTP request (Index.html)

Close connection ack

HTTP response (Index.html)

TCP connection

Close connection

Page 19: Παρουσίαση του PowerPointeclass.teipir.gr/openeclass/modules/document/file.php...93177-753-7.ch009. Τμήμα των σημιώσων ίναι βασισμένο σ συνουτικό

Διανομή πληροφοριών και υπηρεσίες στο διαδίκτυο

19

Ν Τ

Ν

Ν

Ν

Ν

Ν

Ν

Τ

Ν

Ν

Ν

Ν Μοντέλο client – server (π.χ. email, web) Τ

Client (πελάτης)

Server (εξυπηρετητής)

Page 20: Παρουσίαση του PowerPointeclass.teipir.gr/openeclass/modules/document/file.php...93177-753-7.ch009. Τμήμα των σημιώσων ίναι βασισμένο σ συνουτικό

Διανομή πληροφοριών και υπηρεσίες στο διαδίκτυο

20

Ν Τ

Ν

Ν

Ν

Ν

Ν

Ν

Τ

Ν

Ν

Ν

Ν

Μοντέλο Peer to Peer (P2P) (π.χ. Skype, Bit-Torrent)

Τ

Ομότιμος κόμβος

Ομότιμος κόμβος

Ομότιμος κόμβος

Page 21: Παρουσίαση του PowerPointeclass.teipir.gr/openeclass/modules/document/file.php...93177-753-7.ch009. Τμήμα των σημιώσων ίναι βασισμένο σ συνουτικό

Επικοινωνία στο διαδίκτυο (σε 3 βήματα)

• Δίκτυο πρόσβασης: Η σύνδεσή μας με το διαδίκτυο, ενσύρματη ή ασύρματη

• Δίκτυο παρόχου (Service /Internet provider) : ο εξοπλισμός και οι συνδέσεις δικτύου μεταξύ του εξοπλισμού (routers, switches, και οι συνδέσεις τους)

• Δίκτυο κορμού: Η διασύνδεση των διαφόρων δικτύων των παρόχων μεταξύ τους

Στην ουσία η ιεράρχηση είναι πιο πολύπλοκη

21

Page 22: Παρουσίαση του PowerPointeclass.teipir.gr/openeclass/modules/document/file.php...93177-753-7.ch009. Τμήμα των σημιώσων ίναι βασισμένο σ συνουτικό

Επικοινωνία στο δίκτυο (βασικοί όροι)

• Εύρος ζώνης (bandwidth): το εύρος των συχνοτήτων επικοινωνίας

• Ρυθμός μετάδοσης (bitrate): Η ικανότητα μεταφοράς πληροφορίας στη μονάδα του χρόνου

• Διαφορετικά μεταξύ τους, αλλά επειδή υπάρχει μία ένα προς ένα αντιστοίχηση, συνήθως τα θεωρούμε συνώνυμα

• Καθυστέρηση μετάδοσης (delay)

• Διακύμανση καθυστέρησης (delay variation - jitter)

22

Page 23: Παρουσίαση του PowerPointeclass.teipir.gr/openeclass/modules/document/file.php...93177-753-7.ch009. Τμήμα των σημιώσων ίναι βασισμένο σ συνουτικό

Και λίγη ιστορία (ή πως φτάσαμε στο σημερινό διαδίκτυο – 60s)

• Το 1961, ο Kleinrock χρησιμοποιώντας θεωρία ουρών (queueing theory) δείχνει την αποτελεσματικότητα της χρήσης πακέτων πληροφορίας για τις επικοινωνίες δεδομένων. Πρώτη εφαρμογή σε στρατιωτικά δίκτυα.

• To 1972 γίνεται η πρώτη δημόσια επίδειξη του ARPAnet (Advanced Research Projects Agency Network), το οποίο χρηματοδοτήθηκε από το Γραφείο Ερευνών Αμύνης (Defense Advanced Research Projects Agency -DARPA) του τμήματος άμυνας των Ηνωμένων Πολιτειών: Το πρώτο δίκτυο μεταγωγής πακέτων πληροφορίας

• Το πρώτο πρόγραμμα ήταν ένα πρόγραμμα ηλεκτρονικού ταχυδρομείου.

23

Page 24: Παρουσίαση του PowerPointeclass.teipir.gr/openeclass/modules/document/file.php...93177-753-7.ch009. Τμήμα των σημιώσων ίναι βασισμένο σ συνουτικό

Και λίγη ιστορία (ή πως φτάσαμε στο σημερινό διαδίκτυο - 70s)

• Τη δεκαετία του 70, το ARPAnet μεγαλώνει.

• Αναπτύσσεται το δορυφορικό δίκτυο ALOHAnet στη Χαβάη.

• Εμφανίζεται το Ethernet.

• Παρουσιάζεται η ιδέα της μεταγωγής πακέτων σταθερού μήκους.

24

Page 25: Παρουσίαση του PowerPointeclass.teipir.gr/openeclass/modules/document/file.php...93177-753-7.ch009. Τμήμα των σημιώσων ίναι βασισμένο σ συνουτικό

Και λίγη ιστορία (ή πως φτάσαμε στο σημερινό διαδίκτυο - 80s)

• Παρουσιάζονται μια σειρά από διαδικτυακά πρωτόκολλα: – 1982: SMTP

– 1983: TCP, DNS

– 1985: FTP

• To 1988, το TCP δίνει τη δυνατότητα για έλεγχο συμφόρησης.

• Μέχρι το τέλος της δεκαετίας, οι συνδεδεμένοι κόμβοι, από 15 στην αρχή, έχουν γίνει 100.000.

25

Page 26: Παρουσίαση του PowerPointeclass.teipir.gr/openeclass/modules/document/file.php...93177-753-7.ch009. Τμήμα των σημιώσων ίναι βασισμένο σ συνουτικό

Και λίγη ιστορία (ή πως φτάσαμε στο σημερινό διαδίκτυο – 90s & post millennium)

• Ευρυζωνική πρόσβαση

• Κινητές επικοινωνίες

• Μεγάλες εταιρίες δημιουργούν δικά τους δίκτυα και πλατφόρμες

• Killer apps

• P2P

• Social networks

• Cloud

• IOT

26

Page 27: Παρουσίαση του PowerPointeclass.teipir.gr/openeclass/modules/document/file.php...93177-753-7.ch009. Τμήμα των σημιώσων ίναι βασισμένο σ συνουτικό

Σύνοψη

• Μελετήσαμε:

– Τι είναι το διαδίκτυο.

– Τι είναι ένα πρωτόκολλο.

– Τρόπους επικοινωνίας στο διαδίκτυο.

– Και λίγη ιστορία!

27

Page 28: Παρουσίαση του PowerPointeclass.teipir.gr/openeclass/modules/document/file.php...93177-753-7.ch009. Τμήμα των σημιώσων ίναι βασισμένο σ συνουτικό

Τεχνολογίες, αρχιτεκτονικές και υλικό

28

2.2 Τοπική πρόσβαση στο διαδίκτυο

Page 29: Παρουσίαση του PowerPointeclass.teipir.gr/openeclass/modules/document/file.php...93177-753-7.ch009. Τμήμα των σημιώσων ίναι βασισμένο σ συνουτικό

Μετάδοση δεδομένων

• Διαμόρφωση – αποδιαμόρφωση (MODulation – DEModulation).

• Παλαιότερα είχαμε αναλογικές γραμμές, (PSTN), οπότε και χρήση των αντίστοιχων modems.

• Δυνατότητα μόνο για φωνή ή μόνο για δεδομένα, αλλά όχι και τα δύο παράλληλα.

• Στη συνέχεια, με το ISDN (Integrated Services Digital Network), η μετάδοση έγινε ψηφιακή (μεγαλύτερες ταχύτητες και δυνατότητα για παράλληλη χρήση δεδομένων και φωνής.

29

Page 30: Παρουσίαση του PowerPointeclass.teipir.gr/openeclass/modules/document/file.php...93177-753-7.ch009. Τμήμα των σημιώσων ίναι βασισμένο σ συνουτικό

Digital Subscriber Line/Loop (DSL)

– Φωνή και δεδομένα μεταδίδονται σε διαφορετικές συχνότητες.

– Χρήση υπάρχουσας υποδομής τηλεφωνικών γραμμών.

– 3 περιοχές: • 50KHz- 1MHz (downstream data)

• 4KHz – 50KHz (upstream data)

• 0KHz – 4KHz (αμφίδρομο κανάλι φωνής)

– Τυπικά: 24 Mbps downstream – 2,5Mbps upstream (ITU 2003).

30

Internet

Modem

τηλέφωνο

DSLAM (DSL Access Multiplexer)

Τηλ κέντρο

Δρομολογητής

Φίλτρο (Splitter)

Page 31: Παρουσίαση του PowerPointeclass.teipir.gr/openeclass/modules/document/file.php...93177-753-7.ch009. Τμήμα των σημιώσων ίναι βασισμένο σ συνουτικό

Asymmetric Digital Subscriber Line (ADSL)

• Η ΑDSL τεχνολογία είναι η περισσότερο διαδεδομένη τεχνολογία που χρησιμοποιείται για ψηφιακή μετάδοση των δεδομένων πάνω από απλές τηλεφωνικές γραμμές (Plain Old Telephone Services, POTS) επιτυγχάνοντας καλύτερα αποτελέσματα σε ταχύτητα από τα απλά modem.

• Είναι μια ασύμμετρη μετάδοση δεδομένων γιατί έχουμε μεγαλύτερο εύρος ζώνης προς την κατεύθυνση του χρήστη (downstream) από ότι έχουμε στην κατεύθυνση προς τον πάροχο (upstream).

• Χαρακτηριστικά: – Η μέγιστη ταχύτητα που μπορεί να επιτευχθεί είναι 8 Mbps για

download (το νούμερο γίνεται 24 για το ADSL2+). – Πρόκειται για μόνιμη σύνδεση στο Internet και συνεχώς διαθέσιμη

(always on) χωρίς να απαιτείται σύνδεση και αποσύνδεση από το δίκτυο.

31

Page 32: Παρουσίαση του PowerPointeclass.teipir.gr/openeclass/modules/document/file.php...93177-753-7.ch009. Τμήμα των σημιώσων ίναι βασισμένο σ συνουτικό

Asymmetric Digital Subscriber Line (ADSL)

• Πώς λειτουργεί το ADSL ; – Στις απλές τηλεφωνικές συνδέσεις χρησιμοποιείται μόνο η

περιοχή συχνοτήτων 0-4 kHz για τη μετάδοση φωνής. – Οι μεγαλύτερες συχνότητες μπορούν να χρησιμοποιηθούν

για τη μεταφορά δεδομένων. – Αυτές οι συχνότητες διαιτούνται σε ακόμα μικρότερες των

4.1325 kHz που ονομάζονται bins. Συνολικά, η στη βασική ζώνη συχνοτήτων χωρίζεται σε 256 κανάλια (512 για το ADSL2+ οποίο η βασική ζώνη εκτείνεται μέχρι τα 2208 kHz).

– Τα modem ελέγχουν, κατά την έναρξη της επικοινωνίας, ποια από αυτές τις περιοχές μπορούν να χρησιμοποιήσουν.

32

Page 33: Παρουσίαση του PowerPointeclass.teipir.gr/openeclass/modules/document/file.php...93177-753-7.ch009. Τμήμα των σημιώσων ίναι βασισμένο σ συνουτικό

Asymmetric Digital Subscriber Line (ADSL)

• Μειονεκτήματα ADSL: – Οι συχνότητες που χρησιμοποιούνται εξασθενούν συντομότερα από

αυτές της τηλεφωνίας.

– Λειτουργεί με περιορισμό 5 km στην απόσταση από το τηλεφωνικό κέντρο.

33

Page 34: Παρουσίαση του PowerPointeclass.teipir.gr/openeclass/modules/document/file.php...93177-753-7.ch009. Τμήμα των σημιώσων ίναι βασισμένο σ συνουτικό

Very High- Bitrate DSL (VDSL) 2

• Το VDSL2 είναι ένα πιο γρήγορο ασύμμετρο DSL και λειτουργεί με έναν συνδυασμό χρήσης χάλκινου καλωδίου και οπτικής ίνας. – Το μεγαλύτερο μέρος του δικτύου καλύπτεται από την οπτική ίνα και ένα

μικρό μέρος στο άκρο (πλησίον του χρήστη) από τις κλασικές τηλεφωνικές συνδέσεις.

• Χρησιμοποιούνται στην Ελλάδα οι τεχνικές FFTN (Fiber to the Node) ή FTTC (Fiber to the Cabinet) που δείχνουν πόσο κοντά στον τελικό χρήστη έχει φτάσει το δίκτυο της οπτικής ίνας.

• Οι ταχύτητες που επιτυγχάνονται επιτρέπουν τη μετάδοση High – Definition εικόνας για υπηρεσίες triple play (Φωνή, Δεδομένα, Εικόνα).

• Παρέχει ταχύτητες πάνω από 200 Mbps σε πολύ μικρή απόσταση και 50 Mbps σε απόσταση 1 km. – Στη συνέχεια οι επιδόσεις μειώνονται με πιο αργούς ρυθμούς από το VDSL. – Για αποστάσεις μεγαλύτερες των 1,5 km λειτουργεί όπως το ADSL2+.

34

Page 35: Παρουσίαση του PowerPointeclass.teipir.gr/openeclass/modules/document/file.php...93177-753-7.ch009. Τμήμα των σημιώσων ίναι βασισμένο σ συνουτικό

Τύποι DSL

• High Data Rate Digital Subscriber Line (HDSL): H πρώτη τεχνολογία DSL που έκανε χρήση του φάσματος υψηλών συχνοτήτων του χαλκού

• Symmetric Digital Subscriber Line (SDSL): Συμμετρικός ρυθμός μετάδοσης μέχρι 2.3 Mbps

• Asymmetric Digital Subscriber Line (ADSL)

• Rate-Adaptive Digital Subscriber Line (RADSL)

• Very High Speed Digital Subscriber Line (VDSL)

• Very High Speed Digital Subscriber Line 2 (VDSL2)

• Symmetric High-speed Digital Subscriber Line (G.SHDSL)

• Powerline Digital Subscriber Line (PDSL): Μεταφέρει δεδομένα σε έναν αγωγό ο οποίος μεταφέρει ταυτόχρονα και ρεύμα AC .

• Uni-DSL (UDSL)

35

Page 36: Παρουσίαση του PowerPointeclass.teipir.gr/openeclass/modules/document/file.php...93177-753-7.ch009. Τμήμα των σημιώσων ίναι βασισμένο σ συνουτικό

Καλωδιακό κεφαλικό άκρο

Καλωδιακό modem

Φίλτρο (splitter)

. . .

Καλωδιακό modem

Φίλτρο (splitter)

Καλωδιακό modem

Φίλτρο (splitter)

Καλωδιακή πρόσβαση στο σπίτι

• Χρήση πολυπλεξίας συχνότητας, για μετάδοση δεδομένων, video και πληροφορίας ελέγχου

• Συνδυασμός ομοαξονικού καλωδίου και οπτικής ίνας (HFC Hybrid Fiber Coaxial) 36

Ομοαξονικό καλώδιο

Οπτική ίνα

Κόμβος ίνας

Ομοαξονικό καλώδιο

Ομοαξονικό καλώδιο

. . .

. . .

Οπτική ίνα

Οπτική ίνα

. . .

. . .

Page 37: Παρουσίαση του PowerPointeclass.teipir.gr/openeclass/modules/document/file.php...93177-753-7.ch009. Τμήμα των σημιώσων ίναι βασισμένο σ συνουτικό

Οπτική ίνα μέχρι το σπίτι (Fiber To The Home – FTTH)

• Έως 100 σπίτια μοιράζονται την ίδια ίνα

• Δυνατότητα για ταχύτητες της τάξης των Gigabits

• Στην πραγματικότητα, όχι πάνω από το DSL (γιατί;)

37

Optical Network Terminator

Optical Network Terminator

Optical Network Terminator

Οπτικός διαχωριστής

(Optical Splitter)

Οπτική ίνα

Optical Line Terminator

Δρομολογητής

Page 38: Παρουσίαση του PowerPointeclass.teipir.gr/openeclass/modules/document/file.php...93177-753-7.ch009. Τμήμα των σημιώσων ίναι βασισμένο σ συνουτικό

Πρόσβαση στο δίκτυο μέσα στο σπίτι

• Πολλαπλές επιλογές για σύνδεση σε διαφορετικές ταχύτητες. • Δυνατότητα συνδυασμού λειτουργιών σε μία συσκευή. • Δυνατότητα σύνδεσης του εξοπλισμού σε οποιοδήποτε σημείο.

38

WiFi access point Switch Router Modem

Firewall/NAT (54 Mbps)

(100 Mbps- 1Gbps)

Page 39: Παρουσίαση του PowerPointeclass.teipir.gr/openeclass/modules/document/file.php...93177-753-7.ch009. Τμήμα των σημιώσων ίναι βασισμένο σ συνουτικό

Εταιρικά δίκτυα, βασισμένα στο Ethernet

• Χρησιμοποιούνται σε εταιρίες, οργανισμούς και Πανεπιστημιακά Ιδρύματα.

Ρυθμοί από 10 Mbps έως 100Gbps

Βασίζονται στη χρήση μεταγωγέων Ethernet (Layer2/Layer3 switches)

39

Switch

Router/Gateway

Router

Switch

Switch

Switch

Internet

Servers

Page 40: Παρουσίαση του PowerPointeclass.teipir.gr/openeclass/modules/document/file.php...93177-753-7.ch009. Τμήμα των σημιώσων ίναι βασισμένο σ συνουτικό

Ασύρματη πρόσβαση

• Πρόσβαση μέσω ενός κοινού διαμοιραζόμενου μέσου.

• Συνήθως πρόσβαση μέσω ενός κεντρικού σημείου πρόσβασης (access point).

• Ασύρματα τοπικά δίκτυα: – Συνήθως εντός κτηρίου, ορόφου, ή δωματίου

– 802.11b/g/n (WiFi): συνήθως 11, 54 Mbps αλλά και περισσότερο (300 Mbps)

• Ασύρματα δίκτυα ευρείας περιοχής: – Καλύπτουν μεγάλες περιοχές, ακτίνας χιλιομέτρων

– Ρυθμός: 1 έως 10 Mbps

– 3G, 4G: LTE

• Προσωπικά δίκτυα: – 100δες Kbps

– Bluetooth (Ταχύτητες της τάξης των 24 MBps για την έκδοση 3)

– Zigbee (Ταχύτητα 250 kBps στα 2.4 GHz)

40

Page 41: Παρουσίαση του PowerPointeclass.teipir.gr/openeclass/modules/document/file.php...93177-753-7.ch009. Τμήμα των σημιώσων ίναι βασισμένο σ συνουτικό

Φυσικά μέσα

Bit: διαδίδεται μεταξύ ζευγών αποστολέα/παραλήπτη

Φυσική ζεύξη: αυτό που βρίσκεται(μεσολαβεί) μεταξύ αποστολέα & παραλήπτη

Καθοδηγούμενα μέσα:

Τα σήματα διαδίδονται σε σταθερά μέσα: χάλκινο καλώδιο, οπτική ίνα, ομοαξονικό καλώδιο

Μη καθοδηγούμενα μέσα:

Τα σήματα διαδίδονται ελεύθερα, π.χ. ραδιοφάσμα

Συνεστραμμένο ζεύγος-Twisted Pair (TP)

Δύο μονωμένα σύρματα χαλκού

κατηγορία3: παραδοσιακά τηλεφωνικά καλώδια, 10 Mbps

Κατηγορία 5: 100Mbps, 1 Gbps

Κατηγορία 6: 10Gbps

41

Page 42: Παρουσίαση του PowerPointeclass.teipir.gr/openeclass/modules/document/file.php...93177-753-7.ch009. Τμήμα των σημιώσων ίναι βασισμένο σ συνουτικό

Φυσικά μέσα: ομοαξονικό καλώδιο, οπτική ίνα

Ομοαξονικό καλώδιο:

• Δύο ομόκεντροι χάλκινοι αγωγοί.

• Aμφίδρομοι.

• Δυνατότητα για πολλαπλά κανάλια στο ίδιο μέσο.

• Καλώδιο οπτικής ίνας:

Γυάλινη ίνα μεταφέρει παλμούς φωτός, κάθε παλμός ένα bit.

Λειτουργία υψηλής ταχύτητας:

Υψηλής ταχύτητας μετάδοση σημείου-προς-σημείο (π.χ., 10’s-100’s Gpbs).

Χαμηλός ρυθμός σφάλματος:

οι επαναλήπτες απέχουν μεταξύ τους.

ανοσία στον ηλεκτρομαγνητικό θόρυβο.

42

Page 43: Παρουσίαση του PowerPointeclass.teipir.gr/openeclass/modules/document/file.php...93177-753-7.ch009. Τμήμα των σημιώσων ίναι βασισμένο σ συνουτικό

Φυσικά μέσα: ραδιοφάσμα

• Το σήμα μεταφέρεται σε ηλεκτρομαγνητικό φάσμα

• Όχι φυσικό “σύρμα”

• Αμφίδρομη μεταφορά

• Η διάδοση στο περιβάλλον επιδρά:

– Ανάκλαση

– Παρεμπόδιση από αντικείμενα

– Παρεμβολή

• Τύποι ραδιοζεύξεων:

• Επίγεια μικροκύματα:

– Εως 45 Mbps στο σύνολο.

– LAN (π.χ.,WiFi) 11Mbps, 54 Mbps.

– Ευρείας περιοχής (π.χ., κυψελωτά).

– 3G κυψελωτά: ~ μερικά Mbps.

• Δορυφορικές

– Κανάλι από Kbps έως 45Mbps στο κανάλι, (ή πολλά μικρότερα κανάλια).

– 270 msec καθυστέρηση από άκρο σε άκρο.

43

Page 44: Παρουσίαση του PowerPointeclass.teipir.gr/openeclass/modules/document/file.php...93177-753-7.ch009. Τμήμα των σημιώσων ίναι βασισμένο σ συνουτικό

S;ynoch

• Μελετήσαμε:

– Δημοφιλείς τεχνολογίες μετάδοσης δεδομένων:

• DSL

• ADSL

• VDSL

• Fiber-to-Home

– Παραδείγματα οικιακών και εταιρικών δικτύων.

– Τεχνικά χαρακτηριστικά ασύρματης και ενσύρματης μετάδοσης.

44

Page 45: Παρουσίαση του PowerPointeclass.teipir.gr/openeclass/modules/document/file.php...93177-753-7.ch009. Τμήμα των σημιώσων ίναι βασισμένο σ συνουτικό

Σε αυτή την ενότητα μιλήσαμε για:

45

2.1 Εισαγωγή στα δίκτυα υπολογιστών και το διαδίκτυο

2.2 Τοπική πρόσβαση στο διαδίκτυο (Τεχνολογίες, αρχιτεκτονικές και υλικό)

Page 46: Παρουσίαση του PowerPointeclass.teipir.gr/openeclass/modules/document/file.php...93177-753-7.ch009. Τμήμα των σημιώσων ίναι βασισμένο σ συνουτικό

Δίκτυα Υπολογιστών

Ενότητα 2: Διαδίκτυο: οργάνωση, λειτουργία του, και πρόσβαση σε

αυτό

Δρ. Χαράλαμπος Ζ. Πατρικάκης Τμήμα Ηλεκτρονικών Μηχανικών Τ.Ε

ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ

Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα