Ines Uusman: Om Webben. Kort sammanfattning. Utveckling. Internet

Transkript

1 Ines Uusman: Om Webben Kort sammanfattning "Jag vågar inte ha någon alldeles bestämd uppfattning men jag tror inte att folk i längden kommer att vilja ägna så mycket tid, som det faktiskt tar, åt att surfa på nätet. [...] Att sitta och surfa på nätet tar en himla massa tid. Vad är det bra för? [...] Det kanske är så att det är något som vuxit upp nu. Alla pratar om Internet men kanske är det övergående och sedan blir inriktningen mer specificerad. Ines Uusman, kommunikationsminister 1996 Innan Internet så använde man enbart mainframes På 1960-talet utvecklades dock tekniken som möjliggjorde Internet Denna teknik kallar vi idag IP-teknologi Den bygger på abstraktion (gränssnitt) Dagens Internet möjliggjordes av dess kommersialisering Introduction 1-1 Introduction 1-2 Internet Utveckling 1973 var detaljerna bakom det nya Internet identifierade Utgick från ARPANET strukturen TCP/IP (1978), första specifikationen av TCP var alla protokoll som idag används (nästan) standardiserade Europas Internet börjar vakna I slutet av 80-talet 1989 Öppnar CERN sin första externa TCP/IP koppling Resten av världen följer sedan efter Asien: slutet av 1980-talet Japan: 1989 Singapore: 1990 Thailand: 1992 Utvecklingsländer får också tillgång, men väldigt lowtech Delar av Afrika fick tillgång till Internet i början av 90-talet men med 2.4Kbps uppkopplingar Introduction 1-3 Introduction 1-4 1

2 Fortsatt tillväxt Internetanvändandet ökar hela tiden 85% av alla svenskar i åldrarna har tillgång till Internet Över 50% använder Internet dagligen 1.1 biljoner människor har access Nutid & Framtid P2P 90-95% av all trafik numera Bloggar Sociala nätverk (yspace, Facebook, Twitter) VoIP (Skype, IP-telefoni) IPTV 4G Främst accesstekniker Introduction 1-5 Introduction 1-6 Chapter 1 Introduction A note on the use of these ppt slides: We re making these slides freely available to all (faculty, students, readers). They re in PowerPoint form so you can add, modify, and delete slides (including this one) and slide content to suit your needs. They obviously represent a lot of work on our part. In return for use, we only ask the following: If you use these slides (e.g., in a class) in substantially unaltered form, that you mention their source (after all, we d like people to use our book!) If you post any slides in substantially unaltered form on a www site, that you note that they are adapted from (or perhaps identical to) our slides, and note our copyright of this material. Thanks and enjoy! JFK/KWR Computer Networking: A Top Down Approach Featuring the Internet, 3 rd edition. Jim Kurose, Keith Ross Addison-Wesley, July Introduktion ål: Få en känsla för terminologi angreppssätt: Att använda Internet som exempel Agenda: Vad är Internet Vad är ett protokoll? Nätverkets utkant Nätverkets kärna Acessnät, fysiskt medium Internet/ struktur All material copyright J.F Kurose and K.W. Ross, All Rights Reserved Introduction 1-7 Introduction 1-8 2

3 roadmap Vad är Internet: nuts and bolts vy 1.1 Vad är Internet? 1.2 Nätverkets utkant 1.3 Nätverkets kärna 1.4 Acessnät, fysiskt medium 1.5 Internet/ struktur Sammankopplade datorer hosts = ändpunkter dator Kör nätverksapplikationer kommunikationslänkar fiber, koppar, radio, satellit Transmissionshastighet bandbredd router server workstation mobile regional routers: skickar vidare packet (datablock) company network Introduction 1-9 Introduction 1-10 Vad är Internet : nuts and bolts vy IETF protokoll kontrollerar sändning och mottagning av meddelanden t.ex., TCP, IP, HTTP, FTP, PPP Internet: Ett nätverk av nätverk Löst hierarkiskt uppbyggt publikt Internet kontra privata intranät Internetstandarder RFC: Request for comments IETF: Internet Engineering Task Force router server workstation mobile regional Internet Engineering Task Force (bildades 1985) Forskare avlönade av USAs regering Använder sig av RFCs som standarder Detta blev mer formaliserat 1992, när the Internet Society bildades IETF flyttades dit, och nu är IETF en blandning av akademia och företag från hela världen company network Introduction 1-11 Introduction

4 Vad är ett protokoll? Ett mänskligt och ett nätverksprotokoll: Hej Hej Vad är klockan? 2:00 time TCP connection req TCP connection response Get <file> Protokoll Lager Nätverk är komplexa! många delar : Hosts ( dator) routers Länkar av olika typer applikationer Fråga: Finns det någon chans att vi kan organisera strukturen hos ett nätverk? Eller åtminstone vår diskussion om nätverk? Fråga: Andra mänskliga protokoll? protokoll Introduction 1-13 Introduction 1-14 Internets protokollstack applikation: nätverksapplikationer FTP, STP, HTTP transport: host-host datatransport TCP, UDP nätverk: paket routing från sändare till mottagare IP, routingprotokoll länk: datatransport mellan näraliggande nätverkselement PPP, Ethernet fysisk: bitar på tråden applikation transport nätverk länk fysisk meddelande segment H t datagram H n H t ram H l H n H t H t H t H n H t H n H l ottagare application transport network link physical Sändare application transport network link physical H l H n H t link H l H n H t physical H t H n H t H n H l Inkapsling network link physical H t H n H t H n H l switch router Introduction 1-15 Introduction

5 roadmap 1.1 Vad är Internet? 1.2 Nätverkets utkant 1.3 Nätverkets kärna 1.4 Acessnät, fysiskt medium 1.5 Internet/ struktur Nätverkets utkant/rand: ändpunkter (hosts): Kör applikationsprogram t.ex. Web, är nätverkets utkant Klient/server modellen klient maskiner begär/får service från always-on servrar t.ex. Web browser/server; klient/server Peer-to-Peer modeller: minimal (eller ingen) användning av dedikerade servrar t.ex. Gnutella, Skype, (Bittorent) Introduction 1-17 Introduction 1-18 Nätverkets utkant: tjänster roadmap ål: datatransport mellan system TCP Transport Control Protocol [RFC 793] tillförlitlig, ordnad byte-ström av data Vid förlust: ackar och omsändning flödeskontroll: Sändaren kan inte dränka mottagaren med data stockningskontroll: Sändaren minskar sitt dataflöde när nätet är fullt UDP - User Datagram Protocol [RFC 768]: förbindelselöst Otillförlitlig datatransport Ingen flödeskontroll Ingen stockningskontroll Applikationer som använder TCP: HTTP (Web), FTP (file transfer), Telnet (remote login), STP ( ), Bittorrent Applikationer som använder UDP: streaming media, telefonkonferens, DNS, Internet telefoni 1.1 Vad är Internet? 1.2 Nätverkets utkant 1.3 Nätverkets kärna 1.4 Acessnät, fysiskt medium 1.5 Internet/ struktur Introduction 1-19 Introduction

6 Nätverkets kärna Nätet av sammankopplade routrar Den fundamentala frågan: hur transporteras data genom nätet? kretskopplat: dedikerad krets per förbindelse: telefonnät paketförmedlande: data skickas genom nätet som diskreta block eller paket Paketförmedling kontra Kretskoppling Paketförmedling tillåter fler användare att dela på nätverket! 1 b/s länk varje användare: 100 kb/s aktiv aktiv 10% av tiden kretskoppling: 10 användare paketförmedling: med 35 användare, sannolikheten > 10 aktiva mindre än.0004 N users 1 bps link Introduction 1-21 Introduction 1-22 Nätverkets kärna: Paketförmedling Paketförmedling kontra Kretskoppling varje end-end dataström är uppdelad i paket användare A och B s paket delar på nätverksresurserna Varje paket använder länkens hela bandbredd Resurser används när de behövs Tävlan om resurser: Det sammanlagda resursbehovet kan överskrida antalet tillgängliga resurser Stockning: paketen köar i väntan på att få tillgång till länken store and forward : paketen förflyttar sig ett hopp åt gången Noden tar emot hela paketet innan det skickas vidare Introduction 1-23 Är paketförmedling en självklar vinnare? Toppen för dataskurar resursdelning Enkelt, ingen uppkoppling behövs Stockning: paketfördröjningar och förluster Protokoll behövs för tillförlitlig datatransport och stockningskontroll F: Hur får vi den att bete sig som en krets? Bandbreddsgarantier behövs för ljud och video applikationer Fortfarande ett olöst problem Introduction

7 Paketförmedlande nätverk: forwarding ål: att flytta paketet genom routers fån sändare till mottagare datagramnätverk: destinationsadressen i paketen bestämmer nästa hopp Vägen kan ändras under en session analogi: ute och åker, stannar och frågar efter vägen Virtuella kretsnätverk: Varje paket har en etikett (virtuell-krets ID), etiketten bestämmer nästa hopp En bestämd väg bestäms vid uppkoppling och behålls hela sessionen Routerna håller tillstånden för varje session roadmap 1.1 Vad är Internet? 1.2 Nätverkets utkant 1.3 Nätverkets kärna 1.4 Accessnät, fysiskt medium 1.5 Internet/ struktur Introduction 1-25 Introduction 1-26 Accessnät och fysisk media F: Hur ansluter man ändsystemet till den första routern? Accessnät för bostäder accessnätverk för institutioner (skolor, företag) mobila accessnät Tänk på: bandbredd (bitar per sekund) hos accessnätet? Bostadsaccess: punkt till punkt access Uppkoppling via modem upp till 56Kbps direkt access till routern (ofta mindre) Kan inte surfa och ringa samtidigt: kan inte vara ständigt uppkopplad ADSL: asymmetric digital subscriber line upp till 1 (2) bps uppströms upp till 24 bps nerströms delat eller dedikerat? Introduction 1-27 Introduction

8 Bostadsaccess: kabelmodem Arkitekturen hos kabelnätverk: Översikt HFC: hybrid fiber coax asymmetrisk: upp till 30bps nerströms, 2 bps uppströms nätverk bestående av kabel och fiber förbinder bostäder med routern Bostäderna delar accessen till routern Tillgängligt via kabel-tv bolagen cable headend cable distribution network (simplified) home Introduction 1-29 Introduction 1-30 Företagsaccess: area networks Trådlösa accessnätverk företag/universitet area network (LAN) förbinder ändsystem med egress routers Ethernet: Delad eller dedikerad länk sammanbinder ändsystemet med routern 10 bps, 100bps, Gigabit Ethernet delade trådlösa accessnätverk förbinder ändsystemet med routern via basstationer alias access punkter wireless LANs: g (WiFi): 54 bps wider-area wireless access Delad bandbredd 3G ~ 0,384-7,2 bps Fördröjning? 4G router base station mobile hosts Introduction 1-31 Introduction

9 Hemmanätverk Fysisk edia Typiska komponenter I hemmanätverket: ADSL eller kabelmodem router/brandvägg/nat Ethernet trådlösa access punkter till/från kabel headend kabel router/ modem brandvägg Ethernet trådlös access punkt wireless laptops Bit: åker mellan sändar/mottagar par Fysisk länk: det som finns mellan sändare och mottagare ledningsbunden media: signalen färdas i solid media: koppar, fiber, koax Trådlös media: Signalen färdas fritt, t.ex., radio Tvinnad partråd (TP) Två isolerade koppartrådar Category 3: traditionell telefonkabel, 10 bps Ethernet Category 5: 100bps Ethernet Category 5e: Gigabit ethernet Introduction 1-33 Introduction 1-34 Fysisk media: koax, fiber Koaxialkabel: Två koncentriska kopparledare bidirektionell basband: En kanal på kabeln traditionell Ethernet bredband: multipla kanaler på kabeln HFC Fiberoptisk kabel: Glasfiber som leder ljuspulser, varje puls är en bit höghastighetsmedium: hög-hastighets punkt-tillpunkt transmission (t.ex., 5 Gbps) Låg felfrekvens: långt mellan repeterare ; immun mot elektromagnetiska störningar Fysisk media: radio Signalen bärs i det elektromagnetiska spektrumet ( Luften ) Ingen fysisk kabel bidirektionell Omgivningen påverkar signalen: reflektion förvanskning interferens Radiolänktyper: terrestriel mikrovåg t.ex. upp till 45 bps kanaler LAN (ex., Wifi) 2bps, 11bps, 54 bps wide-area (t.ex., mobiltelefon) t.ex. 3G: hundratals kbps satellite upp till 50bps kanal (eller multipla mindre kanaler) 270 msec end-end fördröjning Introduction 1-35 Introduction

10 roadmap 1.1 Vad är Internet? 1.2 Nätverkets utkant 1.3 Nätverkets kärna 1.4 Accessnät, fysiskt medium 1.5 Internet/ struktur Internets struktur: nätverk av nätverk Ungefär hierarkiskt I mitten: tier-1 s (t.ex., UUNet, BBN/Genuity, Sprint, AT&T), nationell/internationell täckning Behandlar varandra som likar Tier-1 providers är direktkoppla de till varandra Tier 1 Tier 1 NAP Tier 1 Tier-1 providers kopplar också ihop sig via publika nationella accesspunkter (NAPs) Introduction 1-37 Introduction 1-38 Tier-1 : t.ex Sprint Sprints US backbone network Internets struktur: nätverk av nätverk Tier-3 er och lokala er sista hopp ( access ) nätverk (närmast ändsystemet) Introduction 1-39 Lokala och tier- 3 er är kunder hos högre nivåers er Som förbinder dem med resten av Internet Tier 3 Tier 1 Tier-2 Tier-2 Tier 1 Tier-2 NAP Tier 1 Tier-2 Tier-2 Introduction

11 Internets struktur: nätverk av nätverk Ett paket passerar många nätverk! Nästa gång Bredbandskollen Tier 3 Tier-2 Tier 1 Tier-2 NAP Nätverkskommandon Protokollexempel Tier 1 Tier 1 Tier-2 Tier-2 Tier-2 Introduction 1-41 Introduction 1-42 SLUT Introduction