Internet Internet hur kom det till? A worldwide collection of interconnected networks. Ingen central dator/nät Ingen organisaion styr Internet, men ett antal organisationer samordnar aktiviteten fi ICANN Internet Corporation for Assigned Names and Numbers fi W3C World Wide Web Consortium 1950-talet : USAs försvarsdepartement vill ha bombsäker kommunikation. 1957: Forskningsbyrån ARPA bildas och finansierar forskningsprojekt. 1967: En plan för ARPANET, ett paketbaserat nät med distribuerat vägval, presenteras. 1969: Amerikanska universitet utvecklar mjukvaruprotokoll för ARPANET. 1970-1990: Stadig utveckling och tillväxt. 1990- : WWW Internets framväxt Ett hierarkiskt uppbyggt telenät Kretskopplat/circuit switching Hur skulle amerikanska militären på 1950-talet kunna försvara USA om fienden hade bombat sönder stora delar av telenätet? A B En väg mellan A och B Telefonnät är förbindelseorienterade och kretskopplade. All data som skickas inom en förbindelse följer samma väg. Aletta Nylén (aletta.nylen@it.uu.se) 1
Ett nät med alternativa vägval - Paketbaserade/packet switching Koppla upp sig Många vägar mellan A och B A B Data skickas i paket med ett pakethuvud innehållande en mottagaradress. Routrar i nätet har tabeller som visar vilken väg paket ska skickas vidare. Routrar kan ofta själva bygga upp routingtabeller, genom att utbyta information med varandra (distribuerat vägval). Om routingtabellen uppdateras kan paket inom samma förbindelse ta olika vägar. Uppringd förbindelse Bredband fi DSL Digital Subscriber Line fi Kabel fi Satellit fi Trådlöst Orientera på Internet IP-adress Om Internet är en infrastruktur som förbinder en mängd datorer; 1. Hur hittar vi till en specifik dator? 2. Väl framme vid datorn, hur hittar vi till en specifik applikation? Nuvarande Internet Protocol version 4 (IPv4). Har utvecklats ur ARPANET. IP-adress är en central komponent för att vidarebefordra paket till rätt dator. fi En IPv4-adress är 32 bitar lång. fi Delas upp i fyra grupper om åtta bitar, där varje grupps värde uttrycks decimalt. fi Den första delen (vanligen bit 0-24) av adressen identifierar ett nät. Resterande bitar identifierar en nod inom nätet. Exempel: www.it.uu.se har IP-adress 10000010.11101110.00001100.00001000 130. 238. 12. 8 Nät Nod Aletta Nylén (aletta.nylen@it.uu.se) 2
Mer om IP-adresser IP-adresserna räcker inte... Tilldelning av IP-adresser sker klassvis av Internet Assigned Numbers Authority (IANA). Nodadresser väljer nätägaren själv. Skillnaden mellan klasserna är antalet bitar som är avsatta för domän- respektive nodadressen. fi Klass A (0 + 7 nätverksbitar + 24 nodbitar) - stora nätverk med många noder. fi Klass B (10 + 14 nätverksbitar + 16 nodbitar) - mellanstora nätverk. fi Klass C (110 + 21 nätverksbitar + 8 nodbitar) - små nätverk. fi (Klass D multicast.) Några speciella IP-adresser som aldrig syns ute på Internet: fi 127.0.0.1 - Paket till denna adress behandlas som inkommande omedelbart efter att ha skickats. Används t ex för testning. fi 10.X.X.X, 172.16.0.0-172.31.255.255 och 192.168.X.X - Privata Internet. Klasstilldelning av IP-adresser är oekonomiskt. Nätadresser är en begränsad resurs (<2^32 st). Internet Protocol version 6 (IPv6). fi 128-bitarsadresser. fi Räcker till 1000-tals adresser per kvadratmeter på jordens yta. fi Lösa problemet på sikt. fi Adressöversättning (NAT) löser problemet just nu. Mer om detta senare... Port En IP-adress och ett portnummer definierar en ändpunkt för kommunikation Vanliga tjänster nås på välkända portar. Ex.vis. HTTP-servar lyssnar på port 80. Kan även användas för adress/portöversättning (NAT). => Mer om detta senare... Network Address Translation - NAT Lokal dator Privat IP 192.168.0.2 Lokal dator Privat IP 192.168.0.3 Router Privat IP 192.168.0.1 Publik IP 123.0.0.1 NAT-tabell Internet Global dator Publik IP 125.0.0.1 Översätter lokala IP-adresser till globala. Router kan innehålla översättningstabell. 12 Aletta Nylén (aletta.nylen@it.uu.se) 3
Ändpunkt för kommunikation HTTP klient Applikation HTTP server FTP server Applikationsprotokoll i TCP/IP-stacken IP-adress TCP IP Port IP-adress Telnet FTP SMTP DNS HTTP Applikation Länk Fysiskt TCP UDP Transport Varje dator med nätverksanslutning har en unik IP-adress. Många applikationer kan köras på en och samma dator (t ex HTTP-server, FTP-server, SMTP-server). Varje applikation som kommunicerar med nätverket använder en specifik port. IP Nät Fysiskt 13 14 Applikationsprotokoll Telnet fjärrinloggning. FTP (File Transfer Protocol) filöverföring. SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) elektronisk post. HTTP (Hypertext Transfer Protocol) webbläsning. DNS (Domain Name System) översätter namn till IP-adresser. SSH (Secure Socket Shell) säker kommunikation mellan två ändpunkter. Klient/Server-modellen Dator A Klient-process Fråga Nätverk Svar Dator B Server-process Servern är alltid beredd att besvara frågor från klienter. Klienten måste veta serverns adress. Aletta Nylén (aletta.nylen@it.uu.se) 4
Transport Control Protocol - TCP User Datagram Protocol - UDP Förbindelseorienterat transportskiktsprotokoll. Sändaren (klient) begär förbindelse av mottagaren (server). TCP garanterar att sänt data kommer fram, men inte hur snabbt. Sändaren lägger ett sekvensnummer (0, 1, 2,...) i TCP-huvudet för varje paket. Mottagaren skickar bekräftelser med sekvensnummer på att paket kommit fram. Om ett paket tappas i nätet kommer ingen bekräftelse, varvid sändaren sänder om paketet. Sändaren reglerar sändhastigheten så att paket inte tappas. Enklare transportskiktsprotokoll. Garanterar ingenting. Saknar sekvensnummer och omsändning. Passar applikationer där det är viktigare att paketen kommer fram i tid än att alla paket kommer fram, exempelvis webbradio. Historisk framväxt av World Wide Web Före 1990: Textbaserade, interaktiva, klient/serverapplikationer. fi FTP för filöverföring. fi Telnet för fjärrterminal. fi Gopher för hypertext (text med länkar till annan text, bild, ljud etc.) fi Bullentin Board System (BBS). Förutsättningar för WWW fi Datorgrafiken mogen och spridd. fi PCn billig och kraftfull. fi Många universitet anslutna till Internet. fi Fysiker vid CERN ville dela distribuerade databaser på olika format på ett lättanvänt sätt. Uppkomst och succé 600 500 400 Miljoner Internet-användare 300 200 100 0 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 År Källa: Nua Internet Surveys World Wide Web uppfanns av Tim Berners-Lee vid CERN 1990-93. Kombinerade tidigare kända tekniker på nytt sätt. fi Textbaserade klient/server-protokoll över Internet. HTTP (nytt), FTP, Telnet etc. fi Hypertext HTML. fi Grafiskt gränssnitt. Blev snabbt en dundersuccé. Aletta Nylén (aletta.nylen@it.uu.se) 5
Vad är World Wide Web Uniform Resource Locator Världens största distribuerade databas av filer. Använder Internet för dataöverföring. Webbläsare (klient) och webbserver tillhör applikationsskiktet i TCP/IP-modellen. Integrerar och kombinerar olika filtyper: hypertext, text, bild, video, ljud. Integrerar flera klient/server-protokoll, där HTTP är viktigast. http://user.it.uu.se/~aletta/courses/example.html protokoll domännamn användarkatalog servernamn underkatalog toppdomän En fil i WWW identifieras med hjälp av en Uniform Resource Locator (URL). fil URLens delar Webbläsaren Protokoll fi Olika applikationsskiktsprotokoll möjliga. Ex.v. fi HTTP: Hyper-Text Transfer Protocol fi FTP: File Transfer Protocol fi NEWS: Internet News Servernamn fi Standard för namngivning saknas, ofta används www för webbserver. fi Servernamn översätts till IP-adress av Domain Name System (DNS), Ex. www.uu.se?ë130.238.12.42. fi Domännamnsägaren väljer själv vilka servernamn som registreras i DNS. Domännamn fi Registeras genom företag och organisationer auktoriserade av ICANN. fi Olika toppdomäner har olika regler..se får numera fritt registreras genom ombud för NIC-SE. Tidigare krav på aktiebolag med registrerat namn. fi Toppdomäner finns för länder (se, no, dk, fi, uk, de, fr, jp, to, nu,...), organisationstyper (com, net, org, edu, gov, mil, com, biz, aero, coop, museum, ) mm. 1. Avgör vilken URL användaren angett, exempelvis http://www.it.uu.se/. 2. Fråga DNS-server om vilken IP-adress www.it.uu.se har. Svar: 130.238.12.8. 3. Begär TCP-förbindelse till 130.238.12.8, port 80. 4. Skickar GET http://www.it.uu.se/ till webbservern. Aletta Nylén (aletta.nylen@it.uu.se) 6
Webbläsaren (forts.) Webbcache (hos klient) 5. Webbservern svarar med webbsidan http://user.it.uu.se/index.html. 6. TCP-förbindelsen kopplas ner. 7. Webbläsaren läser MIME-huvudet för att avgöra vilka innehållstyper som finns i sidan. 8. Webbläsaren visar all text på webbsidan. 9. Webbläsaren hämtar och visar alla bilder i webbsidan, på samma sätt som texten. För webbläsaren går det snabbare att hämta filer från primärminne eller disk än från en webbserver. En hämtad sida sparas i primärminne eller på disk. Sidor i webbcache glöms normalt efter viss tid. Webbservern Webbservern (forts.) 1. Acceptera TCP-förbindelse. 2. Identifiera vilken webbsida som begärs. 3. Autentisera klienten (om sidan inte är allmänt tillgänglig). 4. Avgör om klienten har tillräckliga rättigheter för att läsa sidan. 5. Hämta webbsidan från disk eller primärminnescache. 6. Identifiera sidans filtyp och lägg till MIME-huvud. 7. Skicka sidan till webbläsaren. 8. Koppla ner TCP-förbindelsen. 9. Lägg till notering om transaktionen i en loggfil. Aletta Nylén (aletta.nylen@it.uu.se) 7
Cookies HTTPS säker HTTP Tillägg till HTTP som ger webbservern möjlighet att bevara klientens tillstånd mellan två frågor. Servern lägger in cookie (textsträng) i huvudet för webbsida. Webbläsare sparar cookien som fil på klientmaskinen. Vid nästa fråga till samma webbserver bifogas cookien. Framgår av protokollfältet i URL Ex: https://www.sveabanken.se Webbläsare och server autentiserar sig för varandra (bevisar sin identitet) All dataöverföring sker krypterat Dynamisk HTML (DHTML) Skiljer sig från statiska sidor skrivna i HTML Sidinnehållet tillverkas i samband med webbläsarens fråga av ett s.k script-språk Scripten kan köras av (1) webbservern eller (2) webbläsaren Servergenererad DHTML Identifieras i URL-en av olika suffix:.perl,.php,.jsp eller.asp Ex: Ett företag låter sin webbserver generera kundspecifika webbsidor, där namn och andra uppgifter hämtas ur kundregistret. Klientgenererad DHTML Ex: En ifyllningsbar blankett är definierad i ett scriptspråk (t ex JavaScript), vars instruktioner läggs in in HTML-koden. Scriptet kontrollerar att blanketten är korrekt ifylld innan den kan skickas in till webbservern Aletta Nylén (aletta.nylen@it.uu.se) 8