1 PROTOKOLL. Nätverk. Agenda. Jonas Sjöström

Transkript

1 Nätverk Jonas Sjöström Baserat primärt på kapitel 4 i Brookshear (2008) samt valda kapitel ur Gralla Agenda 1. Protokoll 2. LAN och WAN 3. Kort om infrastruktur 4. Paketering och transport 5. Vanliga protokoll och standarder 1 PROTOKOLL 1

2 Samverkan mellan datorer Två hål i väggen Inte en enkel koppling! Krävs en stor mängd överenskommelser Ett protokoll är ett väldefinierat, överenskommet språk som reglerar hur två tekniska artefakter skall samtala & samverka med varandra Exempel på överenskommelser Spänning i sladden Fysisk signal Datapaket Logiska strukturer Exempel på överenskommelser 2

3 Exempel på överenskommelser NMT GSM GPRS 3G Exempel på överenskommelser Modem Modem Telefonledning Digital - Analog Analog - Digital Exempel på överenskommelser Ethernet 3

4 2 LAN OCH WAN Nätverk LAN - Local Area Network WAN - Wide Area Network Metropolitan Area Network m. fl. Internet (Intranet) Local Area Network Hub Dator 1 Dator 2 Dator n 4

5 Local Area Network Historiskt har det funnits många olika tekniker (protokoll) för kommunikationen ömsesidigt uteslutande Samma företag använde olika tekniker för olika LAN t.ex. olika spänningar, frekvenser etc. svårt koppla ihop Local Area Network Problemen mindre idag Ändrades med TCP/IP (Ethernet) Framförallt problem med adresserna Olika adressrymder Routertekniker Hub, switch eller router? Hub enklaste kopplingen Skickar paket vidare till alla portar Switch viss intelligens för att skicka trafiken rätt i det lokala nätverket Router binder ihop två olika nätverk olika adressrymder olika protokoll 5

6 Internet ARPAs satsning på att foga samman sina WAN och LAN är början på Internet Standardiserade kommunikationen över nätverken Offentligt resultat (!!!) Två stycken överenskommelser TCP/IP TCP/IP Egentligen en stor mängd protokoll The TCP/IP Internet Protocol Suite IP - Internet Protocol reglerar den grundläggande kommunikationen adresser TCP - Transmission Control Protocol reglerar hur information överförs via IP TCP/IP Protokollet möjliggör standardiserad kommunikation mellan varje dator kopplad till samma nätverk oberoende om de är kopplade som LAN eller WAN Grunden för alla Internet-tillämpningar 6

7 Internet: En evolution på standardiserad infrastruktur Internet utvecklas genom att växa antal användare antal tillämpningar Alla använder samma grundläggande protokoll Även LAN kan använda TCP/IP lokalt Reflektion: Vikten av standarder 3 KORT OM INFRASTRUKTUR Infrastruktur Stamnät Kopplar ihop hela Sverige Regionnät Kopplar regioner Bolagsnät Befintlig infrastruktur Stadsnät Central stadsstam Accessnät Fastighetsnät 7

8 Bredbandsstrukturer Användare Användare Fastighetsnät/ Accessnät Användare Operatör Fastighetsnät/ Accessnät Operatör Fastighetsnät/ Accessnät Användare Användare Fastighetsnät/ Accessnät Stadsnät Stadsnät Stadsnät Bolagsnät Stadsnät Regionnät Stamnät 4 PAKETERING OCH TRANSPORT Direktleverans Ett sätt att transportera information all information skickas exakt samma väg och i följd kan vara känsligt för störningar och avbrott Att skicka all information samma väg är som att hälla vatten i ett rör varje hushåll måste ha en direkt linje till vattenverket Om röret läcker rinner allt vattnet ut 8

9 Packet Switching ARPA ville skapa ett okänsligt nätverk All information delas upp i paket adresserade till destinationen numrerade i ordningsföljd Paketen skickas iväg, men kan ta olika väg t.ex. beroende på trafiksituationen ordningsföljden återupprättas vid målet Praktiska detaljer Varje paket har en adressetikett Varje dator har en adress Datorer behöver inte vänta på att andra blir klara Paket kan skickas när som helst Flera datorer kan dela ett nätverk Delningen blir automatisk Man skickar ett paket på paketströmmen som på ett löpande band Att koppla Internet Går inte att kräva att alla datorer (nät) använder samma standard Måste kunna koppla ihop inkompatibla nät Görs genom att använda en router ( översättardator ) 9

10 Router En översättardator kallas för router Översätter en standard till en annan Paketbaserad kommunikation (!) lastar containrar från bil till båt eller tåg En router binder ihop två eller flera nätverk Wide Area Network (WAN) Ett centralt WAN fungerar som ryggrad routrar kopplar olika nät till detta centrala nät nät kan vara indirekt kopplade mot det centrala nätet Skall ge en illusion av ett enda stort nät Internet 10

11 IP-adresser och domännamn IP-adressen T ex Från stort (192) till smått (1) Formatet anpassat för att förenkla adresseringen Inte lätt för människor att minnas.. Använder istället domännamn En Domain Name Server (DNS) översätter ett domnnamn till en IP-adress T ex uu.se i stället för

12 Domäner är hierarkiskt uppbyggda T ex Ankeborg.dis.uu.se SE UU DIS Ankeborg Transfer Control Protocol (TCP) Kontrollerar paketens transport Ser till att inget paket kommer fram två gånger Kontrollerar att alla paket verkligen kommer fram (i tid) och utan fel Upprätthåller en stabil förbindelse över ett upphackat nät skall ge intryck av en permanent kabel 5 VANLIGA PROTOKOLL & STANDARDER 12

13 Standarder Standarder ger möjlighet till en marknad där olika leverantörer ges möjlighet att utveckla maskin- och programvara som fungerar ihop Konkurrens Katalysator för utveckling Standardiseringsorgan Sammanslutningar av företag och ibland statliga organ Viktigt med bred uppslutning bland viktiga aktörer för att standarder skall följas Exempel: W3C, ISO Program protokoll Viktigt att skilja på program och protokollen som används Programmen är olika från maskin till maskin, protokollen som används är desamma t.ex. http (HyperText Transfer Protocol) Internet Explorer, Netscape, Mozilla icab, Opera, Safari, Lynx, m.fl. TCP/IP är ett generellt protokoll för kommunikation.. Det förekommer en mängd andra protokoll för mer specifika ändamål HTTP (surfa på webben) FTP (överföra filer) SMTP/POP (hämta och läsa mail) SOAP (bygga programvara som kommunicerar över nätet) SSL (för att kryptera trafiken) Utöver överföringsprotokoll finns andra standarder som möjliggör Internet i sin nuvarande skepnad XML, HTML, DHTML et cetera 13

14 Hypertext Transfer Protocol (HTTP) Beskriver hur webbläsare och servrar kommunicerar Exempelvis kan en HTML-sida hämtas till webbläsaren Hypertext Markup Language beskriver innehållet i en sida Webbläsaren renderar (utformar) sidan utifrån HTML-koden Hypertext Markup Languge (HTML) HyperText innebär att ett dokument kan länka till andra platser och dokument Vi kan browsa webben En väl utformad webbplats ger möjlighet till relevant fördjupning och vidarelotsning Markup Language Ett språk baserat på märkord (taggar) Kombineras idag med en mängd andra tekniker för att bygga webbsidor HTML-exempel <html> <head><title>min sida</title></head> <body> <font color= red > <p>första stycket</p> <p>andra stycket</p> </font> </body></html> 14

15 HTML-problem HTML blandar informationsinnehåll med presentation och saknar semantik Detta får konsekvenser för möjligheten att maskinellt tolka informationen T ex irrelevanta sökresultat i sökmotorer Det finns en mängd standarder och pågående forskning för att förbättra semantiken på Internet, t ex XML/XSLT/XML-schema Semantic Web-forskning Mail-protokoll Simple Mail Transfer Protocol (SMTP) reglerar hur en mailklient (t ex Outlook eller Thunderbird) skall prata med en mailserver för att skicka ett mail Post Office Protocol (POP) reglerar hur en mailklient kan hämta e-post från en mailserver (post office) Det finns även andra protokoll för mail, t ex IMAP File Transfer Protocol (FTP) Föreskriver hur kommunikation mellan en filserver och en klient till denna ser ut Vanligt förekommande sätt att komma åt filer över Internet Finns ofta enklare ftp-klienter i dagens webbläsare Ofta finns även klient-stöd integrerat i operativsystemets skal 15

16 Och tusende därtill Vi har ytligt sett ett par vanliga protokoll och standarder på Internet All trafik mellan datorer regleras av någon form av protokoll Ibland är protokollet proprietärt/privat och skyddas av t ex patent eller upphovsrätt Ibland är protokollet standardiserat och ger upphov till konkurrens bland maskinvaru- och programvaruutvecklare 6 SÖKMOTORER PÅ NÄTET Spindlar En spindel är en programvara som söker igenom nätet Hittar länkar till nya sidor Analyserar den information den hittar Tillämpar någon algoritm för att värdera vilka ord som är nyckelord på en sida Indexerar nyckelord (ibland hela sidor) i en stor databas Spindelns arbete ligger är grunden för en sökmotor 16

17 Sökmotorer Har ett gränssnitt vi kan använda för att skriva sökuttryck Utgår från en stor databas (genererad av spindlar) Matchar databasens innehåll med våra sökord och ger ett sökresultat Vissa sökord kan vara köpta av företag och prioriteras i sökresultatet Reflektion: Avslutande reflektion Internet är en rik informationskälla, men Relevans och kvalitet på det vi hittar via sökmotorer på Internet? Hur kan vi värdera sökresultaten? Hur kan vi värdera information på Internet generellt? Var hittar vi vetenskapligt förankrade skrifter? 17