De presentatie wordt gedownload. Even geduld aub

De presentatie wordt gedownload. Even geduld aub

Hoofdstuk 5: Computernetwerken 1. Inleiding 2. Fysische laag 3. Dataverbindingslaag 4. Lokale Netwerken 5. Netwerklaag 6. Netwerken verbinden: internet.

Verwante presentaties


Presentatie over: "Hoofdstuk 5: Computernetwerken 1. Inleiding 2. Fysische laag 3. Dataverbindingslaag 4. Lokale Netwerken 5. Netwerklaag 6. Netwerken verbinden: internet."— Transcript van de presentatie:

1 Hoofdstuk 5: Computernetwerken 1. Inleiding 2. Fysische laag 3. Dataverbindingslaag 4. Lokale Netwerken 5. Netwerklaag 6. Netwerken verbinden: internet 7. Transportlaag 8. Naamdiensten 9. Toepassingen

2 2 1. Inleiding mainframe niet-grafische terminals

3 3 1. Inleiding (verv.) PC of workstation workstation server

4 4 1. Inleiding (verv.) 1.1 Waarom Computernetwerken? 1.2 Componenten in een netwerk 1.3 Netwerkarchitectuur 1.4 OSI-referentiemodel 1.5 Internet model

5 5 1.1 Waarom Comp.netwerken? Gemeenschappelijk gebruik hulpmiddelen  apparaten (drukker, scanner, supercomputer, …)  gegevens (bestand, gegevensbank, …) Betrouwbaarheid  beschikbaarheid   reserve computer: taken overnemen  reserve kopieën van bestanden,... Kostenreductie Communicatiekanaal

6 6 1.1 Waarom Comp.netw.? (verv.) Gemeenschappelijk gebruik hulpmiddelen Betrouwbaarheid  beschikbaarheid  Kostenreductie  prijs/prestatie: n * prijs(R) < prijs (n * R)  dure randapparatuur: print-server, file-server,...  uitbreiden eenvoudiger: extra pc  vervangen computer Communicatiekanaal  e-post  gewone post  bestanden overhalen  cassettes, floppies versturen  elektronisch berichtenbord, e-krant,...

7 7 1.2 Componenten v/e netwerk Beeld van de gebruiker  Communicatienetwerk  Computernetwerk vs Gedistribueerd systeem Opbouw van een communicatienetwerk  lange afstand communicatienetwerk  lokaal netwerk

8 8 Beeld van de gebruiker S1S1 S2S2 S3S3 S4S4 A B Communicatie- netwerk

9 9 Beeld van de gebruiker (verv.) Communicatienetwerk  vergelijk telefoonnetwerk  centrales, kabels, aansluitpunten  telefoontoestellen, faxtoestellen  kanaal met voldoende bandbreedte (3000 Hz)

10 10 Beeld van de gebruiker (verv.) Computernetwerk  communicatienetwerk + aangesloten systemen (PCs, …)  systemen autonoom + identificeerbaar  vb. Gebruiker A wil op B werken

11 11 Beeld van de gebruiker (verv.) Gedistribueerd systeem  computernetwerk  1 virtueel systeem  transparante toegang tot drukker  transparante toegang tot bestand  transparant “werk” verdelen

12 12 Opbouw v/e comm.netwerk Lange afstand comm.-netwerk  WAN (Wide Area Network)  onderling verbonden “schakelaars”  verbindingen (coaxiale kabel, glasvezel, …)  bandbreedte = | hoogste doorgel. freq. - laagste freq. |  routering

13 13 Lange afstand comm. netwerk A  B S 1  S 3 S 1  S 4  S 3 S 1  S 2  S 4  S 3 S1S1 S2S2 S3S3 S4S4 A B

14 14 Opbouw v/e comm.netwerk (2) Lokaal Netwerk  LAN (Local Area Network)  binnen 1 gebouw (< 1 km)  geen schakelaars  communicatiebord in PC  bus- of ringnetwerk  routering niet nodig

15 15 Lokaal Netwerk (LAN)

16 Netwerkarchitectuur Communicatie niet eenvoudig  betrouwbaar bit-transport  bepalen van route  opsplitsen in pakketten  samenvoegen van pakketten  … Systematische aanpak  Protocol + Gelaagde architectuur

17 Netwerkarchitectuur (verv.) Protocol  “regels”  aard en samenstelling van boodschappen  reactie op boodschap Dienst  aan gebruikers van “entiteit”  vb. foutvrij transport van pakketten entiteit

18 Netwerkarchitectuur (verv.) Gelaagde architectuur entiteit protocol 2 protocol 1 Laag 2 Laag 1 dienst Logische comm.

19 Netwerkarchitectuur (verv.) Gelaagde architectuur entiteit protocol 2 protocol 1 Laag 2 Laag 1 dienst

20 20 Vb 1: Discuterende Filosofen Ik vind dat men mensen niet mag klonen. taal Filosoof(Gent) Filosoof(Tokio) telefoontelefoon faxfax (brief)(brief) Tolk Tolk Secretaresse Secretaris telefoonnetwerk comm. kanaal

21 21 Vb 2: Comm. ts Processen Proces A op computer x vraagt aan proces B op computer y om bestand “brief.doc” op te sturen Proces A Proces B xy brief.doc

22 22 Vb 2: Comm. ts Processen (verv.) Protocol A xy B zend “brief.doc”1200 bytesOKBeste rector,...OK

23 23 Vb 2: Comm. ts Processen (verv.) Protocol: “dialoog” Hoe boodschappen overgebracht  belangrijk Transportlaag: comm. ts. processen identificatie: (machinenaam, procesnaam) Netwerklaag: transport over netwerk identificatie: machinenaam

24 24 Vb 2: Comm. ts Processen (verv.) Communicatie- netwerk Processen A B Transport Netwerk Processen B C D Transport Netwerk Processen B D Transport Netwerk xy z

25 25 Vb 2: Comm. ts Processen (verv.) Proces AProces B zend “brief.doc” B, A zend “brief.doc” Transport- laag op x Transport- laag op y zend “brief.doc” y, B zend “brief.doc” x, A

26 26 Vb 2: Comm. ts Processen (verv.) Transport- laag op x Transport- laag op y Netwerk- laag op x Netwerk- laag op y yx B, A y, x B, A

27 27 Vb 2: Comm. ts Processen (verv.) B, A zend “brief.doc” voorstellen door: B, A zend “brief.doc”

28 28 Vb 2: Comm. ts Processen (verv.) Proces AProces B zend “brief.doc” y, B Transport- laag op x Transport- laag op y zend “brief.doc” x, A yx Netwerk- laag op x Netwerk- laag op y B, A zend... B, A zend “brief.doc” y, x B, A zend “brief.doc” B, A zend “brief.doc”

29 29 Samenvatting proces gegevens transport hoofding proces gegevens transport hoofding netwerk hoofding

30 OSI-Referentiemodel Ontwerp netwerk = complex Decompositie:  manieren OSI: Open System Interconnection  open: comm. ts. versch. systemen  referentie: raamwerk voor ontw. protocols  functionaliteit van elke laag gedefinieerd  kan door versch. protocols gerealiseerd

31 OSI-Referentiemodel (verv.) 7 lagen  hoogste vier: ts. aangesloten systemen S1S1 S2S2 S3S3 S4S4 x y

32 OSI-Referentiemodel (verv.) N D F N D F systeem x S 1 S 4 systeem y protocol applicatielaag protocol presentatielaag protocol sessielaag protocol transportlaag protocol netw. laag protocol data. laag protocol fys. laag applicatie presentatie sessie transport netwerk dataverbinding fysische applicatie presentatie sessie transport netwerk dataverbinding fysische

33 OSI-Referentiemodel (verv.) Fysische laag versturen van bits over fysische kabel  aard van kabel  kenmerken van connectoren  voorstellen van bits op kabel Dataverbindingslaag creatie van foutvrij comm. kanaal  herkennen van pakketjes  detectie van fouten  controle op stroom van pakketjes (flow control)

34 OSI-Referentiemodel (verv.) Netwerk laag verkeer van pakketjes door 1/# netwerken  2 soorten diensten:  virtuele verbindingen  datagram dienst  routebepaling  kostendoorrekening  onderling verbinden van netwerken + routebepaling doorheen die netwerken

35 OSI-Referentiemodel (verv.) Transport laag betrouwbaar comm. kanaal ts. eindsystemen  efficiënt gebruik comm. Netwerken  multiplexing  meerdere verbindingen tussen eindsystemen  opdelen in pakketjes + samenvoegen  controle op boodschappenstroom (flow control)

36 OSI-Referentiemodel (verv.) Sessielaag extra hulpmiddelen voor samenwerking via betrouwbaar comm. kanaal  organisatie van dialoog:  vb. Beurtelings zenden  plaatsen van synchronisatiepunten (voor hervatten van dialoog na fout)

37 OSI-Referentiemodel (verv.) Presentatielaag behoud van betekenis van informatie  keuze van voorstelling van gegevens “op de kabel”  ASCII vs EBCDIC  16-bit, 32-bit, … integers met 2-complementvoorst. ...  ev. vercijfering van gegevens (confidentialiteit!)  ev. compressie van gegevens

38 OSI-Referentiemodel (verv.) Applicatielaag hoogste laag  applicaties, geschreven door eindgebruikers  sturing van robots, elektronisch geldverkeer, …  standaard applicaties  elektronische post (X400)  overdracht van bestanden (FTAM)  deelproblemen: RPC (remote procede call)

39 OSI-Referentiemodel (verv.) Belangrijk referentiemodel Niet basis voor praktische protocols Definitie te lang geduurd Ondertussen: Internet groeiend succes

40 Internet model nooit formeel gedefinieerd geleidelijk aan gegroeid slechts 5 lagen  geen sessielaag (toch weinig functionaliteit)  geen presentatielaag (  elk appl.protocol moet dit definiëren)

41 Internet Model (verv.) applicatie presentatie sessie transport netwerk dataverbinding fysische Applicatie transport netwerk dataverbinding fysische OSI referentiemodel Internet model

42 Inhoud 1. Inleiding 2. Fysische laag 3. Dataverbindingslaag 4. Lokale Netwerken 5. Netwerklaag 6. Netwerken verbinden: internet 7. Transportlaag 8. Naamdiensten 9. Toepassingen 

43 43 2. Fysische laag Basisbegrippen Digitale communicatie Modems Schakeltechnieken

44 Basisbegrippen Analoog <> digitaal Periodieke signalen G(t) =  a k sin(2  kf t) +  b k cos(2  kf t) Transmissiemedia  Gevlochten koperparen  Coaxiale kabels

45 Digitale Communicatie Digitaal signaal: 0-en en 1-en Synchronisatie ts zender & ontvanger  ev. speciaal bitpatroon begin/einde +5V 0V -5V

46 Digitale Communicatie (verv.) Vervorming  Verzwakking  Beperkte bandbreedte G(t) =  a k sin(2  kf t) +  b k cos(2  kf t)  Omgevingsfactoren: ruis +5V 0V -5V

47 Modems Digitaal signaal over analoog kanaal met beperkte bandbreedte  Amplitude  Frequentie  Fase  Combinaties

48 Schakeltechnieken Lijnschakelen Boodschapschakelen Pakketschakelen

49 49 Lijnschakelen 3 Fasen:  opzetten van een verbinding  ev. onderhandelen  gebruik van de verbinding  slechts kleine vertraging ( km/sec)  verbreken van de verbinding vergelijk telefoonverbinding  niet efficiënt voor communicatie tussen computers

50 50 Lijnschakelen (verv.) tijd opdrachtresultaat niet gebruikt

51 51 Boodschapschakelen Verbindingen gemeensch. gebruikt boodschap: schakelaar  schakelaar Store-and-forward Grotere vertraging  volledig ontvangen, dan pas verdergestuurd als verbinding vrij Variabele vertraging

52 52 Boodschapschakelen (verv.)         

53 53 Pakketschakelen Boodschap opdelen in pakketjes Afzonderlijk over netwerk verstuurd  eventueel verschillende route Lijn slechts korte tijd bezet Vertragingen zijn variabel

54 54 Pakketschakelen (verv.)

55 Inhoud 1. Inleiding 2. Fysische laag 3. Dataverbindingslaag 4. Lokale Netwerken 5. Netwerklaag 6. Netwerken verbinden: internet 7. Transportlaag 8. Naamdiensten 9. Toepassingen 

56 56 3. Dataverbindingslaag Hoofdopdracht: realiseren v. betrouwbaar kanaal Beperkingen:  mogelijk:  verwerkingssnelheid   geen voorz. om systemen te synchroniseren Fysische laag: bits oversturen (onbetrouwbaar) Fysische Laag

57 57 3. Dataverbindingslaag (verv.) Inhoud 3.1 Taken 3.2 Algoritmen en Protocols 3.3 Protocol 1: Geen fouten, geen stroombeheersing 3.4 Protocol 2: Stroombeheersing, geen fouten 3.5 Protocol 3: Stroombeheersing, fouten mogelijk 3.6 Protocol 4: 1-bit venster protocol 3.7 Uitbreidingen

58 Taken M.O.: sommige taken door HW, andere door SW Afbaken van pakketjes  begin & einde herkennen  vb. bitpatroon:  kan ook in pakket voorkomen! (0 inlassen na vijf 1-bits)

59 Taken (verv.) Detectie van fouten  zender: controlebits toevoegen aan pakket  ontvanger: nagaan of correct ontvangen  bijvoorbeeld  pariteitsbit: 1-bit fout detecteren (on)even pariteit: # 1-bits in pakket is (on)even  CRC (Cyclic Redundancy Check) fouten van meerdere bits detecteren  indien fout: opnieuw zenden  hoofding met volgnummer  duplicaten herkennen (bij heruitzending)

60 Taken (verv.) Stroombeheersing  flow control   snelle zender overspoelt trage ontvanger   ontvanger: expliciete/impliciete toelating om volgend pakket te sturen Pakket Layout Beginpatroon Hoofding Data Eindpatroon Controlesom HW v. Netwerklaag

61 Algoritmes en protocols typedef struct {...} data_van_netwerklaag; typedef struct { int nr: …; /* veld van hoofding */ data_van_netwerklaag data; } pakket; void ontvang_van_netwerklaag (data_van_netwerklaag *d); /* na oproep verwijst d informatie die moet verstuurd worden*/ void geef_aan_netwerklaag (data_van_netwerklaag d); /* data in ontvangen pakket w. doorgegeven aan netwerklaag */ void verzend_pakket (pakket p); /* p wordt voor verzending doorgegeven aan fysische laag */ void ontvang_pakket (pakket *p); /* ontvang pakket p van de fysische laag */

62 Algoritmes & Protocols (verv.) 1 zender & 1 ontvanger 1-richting communicatie NWL (zender): onbeperkte hoeveelheid gegevens NWL (ontvanger): onbeperkte hoev. Bufferruimte Fysische Laag DVL (zender)DVL (ontvanger) ontvang_van_netwerklaag verzend_pakket geef_aan_netwerklaag ontvang_pakket

63 Protocol 1: geen fouten, geen stroombeheersingzenderontvangertijd Vertraging ts zenden en ontvangen Zender kan onbeperkt zenden

64 Protocol 1: geen fouten, geen stroombeheersing (verv.) Algoritme zenderAlgoritme ontvangerdata_van_netwerklaag dnl;pakket p; while (true){ ontvang_van_netwerklaag(&dnl);ontvang_pakket(&p); p.info = dnl;geef_aan_netwerklaag(p.info); verzend_pakket(p); } }

65 Protocol 1: geen fouten, geen stroombeheersing (verv.) Zender kan onbeperkt zenden...

66 Protocol 2: geen fouten, wel stroombeheersingzenderontvangertijd Ontvanger geeft expliciet toestemming voor sturen van volgend pakket

67 Protocol 2: geen fouten, wel stroombeheersing (verv.) Algoritme zenderAlgoritme ontvanger data_van_netwerklaag dnl;dnl: data_van_netwerklaag; pakket p, t;pakket p, t;while (true){ ontvang_van_netwerklaag(&dnl);ontvang_pakket(&p); p.info = dnl;geef_aan_netwerklaag(p.info); verzend_pakket(p);verzend_pakket(t); ontvang_pakket(&t); } }

68 Protocol 3: fouten mogelijk, stroombeheersing Fouten:  pakket niet ontvangen  pakket wordt als foutief herkend (wordt niet doorgegeven aan Netwerklaag)  stel herkend in procedure ontvang_pakket (de procedure keert niet terug, maar wacht op een volgend -correct- pakket van de fysische laag)  bijgevolg: geen onderscheid tussen beide

69 69 Algoritme (2) zenderAlgoritme (2) ontvanger …... while (true){ ontvang_van_netwerklaag(&dnl);ontvang_pakket(&p); p.info = dnl;geef_aan_netwerklaag(p.info); verzend_pakket(p);verzend_pakket(t); ontvang_pakket(&t); } } zenderontvanger Impasse!!! 3.5 Protocol 3: fouten mogelijk, stroombeheersing

70 Protocol 3: fouten mogelijk, stroombeheersing (verv.)zenderontvanger wekker P0P0 P1P1 P1P1 P2P2 P 0. info P 1. info P 2. info

71 Protocol 3: fouten mogelijk, stroombeheersing (verv.)zenderontvanger wekker P2P2 P 2. info P2P2 Duplicaat!!! Pakketten nummeren onderscheid: nieuw  heruitzending 1-bit nummer volstaat

72 Protocol 3: fouten mogelijk, stroombeheersing (verv.) Zender:  na zetten van wekker: 2 gebeurtenissen mogelijk  wekker loopt af  aankomst van een pakket gebeurtenis wacht_op_gebeurtenis(); geb := wacht_op_gebeurtenis(); { geb = AANKOMST of geb = WEKKER }

73 Protocol 3: fouten mogelijk, stroombeheersing (verv.) Algoritme zender data_van_netwerklaag dnl;int volgend_volgnummer; /* 0 of 1 */ pakket p, t;gebeurtenis geb; /*AANKOMST of WEKKER*/ volgend_volgnummer = 0; if (geb == AANKOMST) { ontvang_van_netwerklaag(&dnl);stop_wekker(); while(true){ontvang_pakket(&t); p.nr = volgend_volgnummer;ontvang_van_netwerklaag(&dnl); p.info = dnl;volgend_volgnummer = verzend_pakket(p); (volgend_volgnummer + 1) % 2; start_wekker(); } geb = wacht_op_gebeurtenis(); }

74 Protocol 3: fouten mogelijk, stroombeheersing (verv.) Algoritme ontvanger data_van_netwerklaag dnl;int verwacht_volgnummer; pakket p, t; verwacht_volgnummer = 0; while(true){ ontvang_pakket(p); if (p.nr == verwacht_volgnummer) { geef_aan_netwerklaag(p.info); verwacht_volgnummer = (verwacht_volgnummer +1) % 2; } verzend_pakket(t); /*steeds nodig, ook als duplicaat ontvangen is */ }

75 Protocol 3: Corrrect??? (verv.)zenderontvangerzenderontvanger I0I0 duplicaat I4I4 I1I1 beschouwd als duplicaat I0I0 0 I1I1 1 I1I1 1 I2I2 0 I3I3 1 I4I4 0traag! wekker infonrLegende:

76 76 Vensterprotocol  bedoeld voor gegevensverkeer in 2 richtingen Hier vereenvoudiging  alleen verkeer in 1 richting Fout in protocol 3:  Zender: Toelating foutief interpreteren  Oplossing: Toelating bevat bevestiging v. laatst correct ontvangen pakket (acknowledgement) 3.6 Protocol 4: 1-bit venster protocol

77 Protocol 4: 1-bit venster protocol (verv.) Algoritme zender data_van_netwerklaag dnl;int volgend_nr; /* 0..1 */ pakket p, ack;gebeurtenis geb; /*AANKOMST of WEKKER*/ volgend_volgnummer = 0; if (geb == AANKOMST) { ontvang_van_netwerklaag(&dnl);stop_wekker(); while(true){ontvang_pakket(&ack); p.nr = volgend_nr; if (ack.nr == volgend_nr) { p.info = dnl; ontvang_van_netwerklaag (dnl); verzend_pakket(p); volgend_nr = (volgend_nr + 1) % 2; start_wekker(); } geb = wacht_op_gebeurtenis(); } }

78 78 Algoritme ontvanger data_van_netwerklaag dnl;int verwacht_volgnummer; /* 0..1*/ pakket p, ack; verwacht_volgnummer = 0; while(true){ ontvang_pakket(&p); if (p.nr == verwacht_volgnummer) { geef_aan_netwerklaag(p.info); verwacht_volgnummer = (verwacht_volgnummer + 1) % 2; } ack.nr = p.nr; verzend_pakket(ack); } 3.6 Protocol 4: 1-bit venster protocol (verv.)

79 79zenderontvangerzenderontvanger I0I0 duplicaat I3I3 I1I1 I0I0 0 I1I1 1 I1I1 1 I2I2 0 I2I2 0 I3I3 1traag! wekker 3.6 Protocol 4: 1-bit venster protocol (verv.) I2I2 infonr Legende:

80 Uitbreidingen beperkingen protocol 4:  als propagatietijd signaal  onefficiënt gebruik van communicatiekanaal  bijv. Satellietverbinding

81 Uitbreidingen (verv.) km km/s bits/s 8000 bits

82 Uitbreidingen (verv.) 0 ms 125 ms 180 ms 360 ms 485 ms 845 ms

83 Uitbreidingen (verv.) Onefficiënt gebruik van kanaal:  1 pakket uitzenden: 125 ms, volgende pas na 845 ms  = 15% nuttig gebruik van kanaal Oplossing:  zender:  mag meerdere pakketjes sturen  bijv. 8 pakketjes  zendvenster = 8 (max. 8 niet bevestigde pakketten)  ontvanger:  wat als pakket niet correct ontvangen?  volgende ook verwerpen?

84 Inhoud 1. Inleiding 2. Fysische laag 3. Dataverbindingslaag 4. Lokale Netwerken 5. Netwerklaag 6. Netwerken verbinden: internet 7. Transportlaag 8. Naamdiensten 9. Toepassingen 

85 85 4. Lokale netwerken 4.1Algemene Kenmerken 4.2Ethernet  Fysische Laag  Werkingsprincipe (3 Regels)  Pakket Layout  Diensten

86 Algemene Kenmerken Geografisch beperkt gebied Topologie:  geen afzonderlijke schakelaars / wel interfaceborden  eenvoudige topologie: ring of bus Hoge transmissiesnelheden: 10Mbit/s Mbit/s Hoge kwaliteit: weinig fouten Gemeenschappelijk gebruikt kanaal  protocol voor toegang tot fysische kanaal  alle pakketten door iedereen ontvangen

87 Algemene Kenmerken (verv.) ring bus

88 Algemene Kenmerken (verv.) Gemeenschappelijk gebruikt kanaal: (vergelijk: kamer met mensen)  gelijktijdige toegang mogelijk  iedereen ontvangt elk pakket

89 Algemene Kenmerken (verv.) Specifieke protocols:  in dataverbindingslaag + fysische laag!  netwerklaag: leeg (tenzij LANs verbonden) Dataverbindingslaag  LLC: Logical Link Control (gemeensch. LANs)  MAC: Medium Access Control  verschillend voor elk soort LAN  onbetrouwbaar transport van pakketten

90 Algemene Kenmerken (verv.) LLC (vgl. Dataverbindingslaag in WANs)  2 soorten diensten:  virtuele verbinding (perfect kanaal)  datagram dienst (geen garantie aflevering v. pakket)  LANs steeds datagram dienst dataverbindingslaag fysische laag LLC MAC fysische laag OSI Model Lokaal Netwerk

91 Ethernet IEEE Busnetwerk Fysische Kabel (versch. alternatieven)  dunne coaxiale kabel (thin Ethernet)  gevlochten koperparen (twisted pair): meest flexibele bekabeling  dikke coaxiale kabel (thick Ethernet): verouderd

92 Ethernet Fysische Laag 3 soorten bekabeling:

93 Ethernet Fysische Laag Elke computer: interface bord  verbinding met coaxiale kabel

94 Ethernet Fysische Laag (verv.) Pakket versturen:  Signaal plant zich voort naar beide uiteinden aansluitpunt computersysteem coaxiale kabel signaal

95 Ethernet Fysische Laag (verv.) 2 Computers gelijktijdig versturen:  elektrisch signaal gewijzigd  geen van beide pakketten correct herkend  BOTSING (nog niet detecteerbaar door beide systemen)botsing

96 Ethernet Fysische Laag (verv.) Botsing: hoort botsing weet nog niet dat botsing opgetreden is

97 Ethernet Fysische Laag (verv.) Enkele cijfers  |kabel| = 1000 m  2 PCs nabij de twee uiteinden  transmissiesnelheid = 10 Mbit/s  |pakket| = 1kByte  transmissiesnelheid (signaal) = km/s  uitzenden pakket = 800  s  bit (andere kant v/d kabel) = 5  s

98 Ethernet Fysische Laag (verv.) Worst Case (detectie van botsing)  PC begint te zenden na > 5  s: alle andere systemen op hoogte  andere PC begint net iets daarvoor te zenden na > 10  s: eerste zender hoort botsing (indien hij nog aan het zenden is!!!  |pakket|  )

99 Ethernet (verv.) Werkingsprincipe Vergelijk:  ruimte met # mensen  geen moderator aanwezig Stel: computer mag op elk ogenblik beginnen sturen  beide pakketten foutief ontvangen  globale verlies = 800  s  s = 1600  s  < 18% v/d capaciteit benutten! tijd 1 e PC begint versturen 2 e PC begint versturen 800  s

100 Ethernet Werkingsprincipe (verv.) Regel 1:  Begin pas te versturen als kabel vrij is (computer vangt geen signaal op)  Botsingen niet uitgesloten  pas na 5  s signaal aan andere uiteinde

101 Ethernet (verv.) Werkingsprincipe Toepassing van regel 1: Computer mag alleen starten indien kabel vrij is  beide pakketten foutief ontvangen  globale verlies = 5  s  s = 805  s  < 36% v/d capaciteit benutten! tijd 1 e PC begint versturen 2 e PC begint versturen 800  s

102 Ethernet Werkingsprincipe (verv.) Regel 2:  Blijf luisteren tijdens zenden  Stop zodra botsing vastgesteld  Zend kort stoorsignaal Bla bla...

103 Ethernet (verv.) Werkingsprincipe Toepassing van regels 1 & 2:  Computer mag alleen starten indien kabel vrij is  Stop met zenden zodra botsing vastgesteld wordt  geen pakketten ontvangen  globale verlies  5  s + 5  s  10  s  Verlies (10  s) <<< tijd voor verzenden pakket (800  s) tijd 1 e PC begint versturen 2 e PC begint versturen 5  s +...

104 Ethernet Werkingsprincipe (verv.) Regel 3:  Na botsing: wacht willekeurige tijd  herhaalde botsingen: wachttijd neemt toe  na 16 mislukkingen: faling melden

105 Ethernet Werkingsprincipe (verv.) CSMA/CD MAMultiple Access CSCarrier Sense CDCollision Detect Eigenschappen:  - belasting   vertraging  - geen garantie uitsturen - belasting   tot 90% (real time systemen!?!) v/d capaciteit nuttig gebruikt - CD (door 2 systemen) indien |pakket|  |pakket|  64 bytes

106 Ethernet (verv.) Pakket Layout Elke verbindingskaart  uniek (wereldwijd) adres = 6 bytes  “broadcast” adres  naar alle aangesloten systemen Hoofding - bestemmeling - afzender -... Data Controlesom

107 Ethernet (verv.) Diensten MAC + LLC:  datagram dienst voor netwerklaag typedef struct{...} ethernet_adres; /* 6 byte adres */ typedef struct {...} info; /* data van de netwerklaag */ void zend_pakket (ethernet_adres naar, info data); void ontvang_pakket (ethernet_adres *van, info *data);

108 Ethernet (verv.) Bekabeling

109 Ethernet (verv.) Hubs Centraal opgestelde hubs  Twisted pairs vanaf iedere werkplek naar hubs (lengte < 100m)  Gemeenschappelijk kanaal in hub (interne werking principieel niet belangrijk)  Signalen over twisted pair gestandaardiseerd Resultaat:  Eenvoudiger beheer  Nieuwe varianten: fast Ethernet, geschakeld Ethernet

110 Ethernet (verv.) Fast Ethernet 10 Mbps  100 Mbps  10 Mbps: 10  s <> 800  s  efficiënte werking  100 Mbps: 10  s <> 80  s  ?? Reductie lengte kabel: 2,5km  250m 10 Mbps m  100 Mbps + 100m  10 Mbps: 10  s <> 800  s  efficiënte werking  100 Mbps: 1  s <> 80  s  efficiënte werking

111 Ethernet (verv.) Geschakeld Ethernet = hub + …  bufferruimte voor inkomende pakketten per lijn  Botsingvrij transport tussen buffers = switch Ethernet?  Ja: zelfde standaard voor communicatie over lijnen  Neen: werking Nieuwe probleem:  Naar welke buffer een pakket sturen?

112 Inhoud 1. Inleiding 2. Fysische laag 3. Dataverbindingslaag 4. Lokale Netwerken 5. Netwerklaag 6. Netwerken verbinden: internet 7. Transportlaag 8. Naamdiensten 9. Toepassingen 

113 Netwerklaag Dataverbindingslaag:  communicatie tussen direct verbonden computersyst. Netwerklaag:  communicatie tussen verwijderde computersystemen mogelijk maken 5.1Diensten 5.2Protocol 5.3Routering

114 Netwerklaag (verv.) S1S1 S2S2 A B S4S4 S3S3 N D F protocol netw. laag protocol data. laag protocol fys. laag netwerk dataverb. fysische N D F protocol netw. laag protocol data. laag protocol fys. laag netwerk dataverb. fysische

115 Diensten 2 soorten diensten:  virtuele verbinding  datagram dienst  geen garantie van aflevering bijv. door falen van schakelaar  volgorde aflevering kan  volgorde verzending bijv. door volgen van andere route Elk computersysteem: netwerkadres  internationale standaarden

116 Diensten (verv.) typedef struct{...} netwerk_adres; typedef struct{...} info; /* data van de transportlaag */ void zend_pakket (netwerk_adres naar, info data); void ontvang_pakket (netwerk_adres *van, info *data);

117 Protocol Hier: alleen datagram dienst NWL (Computer A, S 1, S 3 ):  pakket over bepaalde verbinding sturen Hoofding - netwerkadres bestemmeling - netwerkadres afzender - protocol transportlaag -... Data van Transportlaag

118 Routering Schakelaar:  routeringstabel: per bestemming: uitgaande lijn A B S4S4 S3S3 D F E S1S1 C S2S nr S 1 S 2 S 3 S 4 A0331 B1113 C1032 D2103 E3321 F2220

119 Routering (verv.) A B S4S4 S3S3 D F E S1S1C S2S nr S 1 S 2 S 3 S 4 A0331 B1113 C1032 D2103 E3321 F2220  : A  B:  : A  S 1 (1)  S 2 (1)  S 3 (1)  B  : F  C:  : F  S 4 (2)  S 2 (0)  C  : E  D:  : E  S 1 (2)  S 4 (3)  S 3 (0)  D

120 Routering (verv.) Statische routering:  tabellen ingevuld door netwerkbeheerder   pakketten (  X): dezelfde route   uitvallen/overbelasting lijn/schakelaar Routeringsprotocol  schakelaars wisselen informatie uit (comp.syst.)  kost van verbinding berekend  routes berekend

121 Inhoud 1. Inleiding 2. Fysische laag 3. Dataverbindingslaag 4. Lokale Netwerken 5. Netwerklaag 6. Netwerken verbinden: internet 7. Transportlaag 8. Naamdiensten 9. Toepassingen 

122 Netwerken verbinden Niet alle computersystemen op 1 netwerk: bedrijf: volledige controle over eigen netwerk toch kunnen communiceren met andere bedrijven binnen organisatie: verschillende netwerken vb. KULeuvenNet: elk departement eigen netwerk Een internet (internetwork) verbinden van verschillende netwerken Internet = wereldwijde internet (IP protocol)

123 Netwerken verbinden (verv.) 5.1Adressering 5.2Diensten en Protocol 5.3Routering WAN-1 WAN-2 WAN-3 LAN-1 LAN-2 R1 R2 R3 R4 R5 Schakelaars Ri (routers)

124 Adressering 1 globaal, uniform adresseringsschema Internet:  adres = 32 bits (dotted decimal)  verschillende soorten adressen Omzetting Internet-adres  Lokaal adres  vertaaltabellen of vertaalprotocol Netwerk Computersysteem

125 Adressering (verv.) Voorbeelden: KULeuvenNet Netwerk van Comp.Wet. Masker: scheiden van 2 delen van een adres adres & masker = netwerk-gedeelte

126 Diensten en Protocol Internet  netwerklaag: alleen datagram dienst  protocol = IP (Internet Protocol)  1 soort pakket  hoofding = 20 bytes  mogelijkheid om IP-pakket op te splitsen  indien onmogelijk verder te sturen:  foutboodschap naar zender (ander protocol)

127 Diensten en Protocol (verv.) Hoofding: (20 bytes): adres-zender32 bits adres-bestemmeling32 bits identificatie16 bits lengte16 bits (max = ) protocol transportlaag 8 bits time-to-live 8 bits (max # te passeren routers) type-of-service 8 bits (verwachte dienstverlening) overige … opsplitsing van IP pakket, afz. doorsturen, later weer samenvoegen … versie nummer, controle bits (hoofding),...

128 Routering Iedere router:  routeringstabel WAN-1 WAN-2 WAN-3 LAN-1 LAN-2 R1 R2 R3 R4 R5 naar R1R2R3R4R5 WAN-1--R2R1R4 WAN-2R2--R1R3 WAN-3R4R3--- LAN-1-R1R4-R4 LAN-2R4R3R5R5- volgende router (op zelfde netwerk) op pad naar bestemm. vaak verzuimingang: kortere tabel

129 Routering WAN-1 WAN-2 WAN-3 LAN-1 LAN-2 R1 R2 R3 R4 R5 naar R1 R2 R3 R4 R

130 Routering (verv.) Internet:  ook routeringsprotocols  op verschillende niveaus  binnen een AS (autonomous system): kortste pad tussen twee routers berekenen volgens metriek  tussen AS-en: ander protocol, eventueel ook beleidsopties doorheen welk netwerk wel/niet mogelijkheid tot manueel uitsluiten van netwerken

131 Inhoud 1. Inleiding 2. Fysische laag 3. Dataverbindingslaag 4. Lokale Netwerken 5. Netwerklaag 6. Netwerken verbinden: internet 7. Transportlaag 8. Naamdiensten 9. Toepassingen 

132 Transportlaag Transportlaag in Internet  TCP (Transmission Control Protocol)  UDP (Universal Datagram Protocol) 7.1Adressering 7.2TCP Protocol en Diensten 7.3UDP Protocol en Diensten

133 Adressering Communicatie-eindpunt van proces: (IP-adres, poortnummer) TCP / UDP Hoofding:  alleen poortnummer  IP-adres in IP-hoofding Standaard Toepassingen:  vaste poortnummers (www-server, 80), (ftp-server, 21), … Andere toepassingen: dyn. aanvragen

134 TCP Protocol & Diensten Virtuele verbinding tussen eindpunten (netwerk alleen datagram diensten!) 3 Fasen:  opzetten van verbinding  gebruik v/d verbinding  vgl. protocols dataverbindingslaag  complexer! volgorde aankomst van pakketten 1-bit venster te beperkend op snelheid  byte stroom (elke byte 32-bit volgnummer)  verbreken v/d verbinding TCP hoofding volgnummer 1e byte in pakket

135 UDP Protocol & Diensten Datagram dienst tussen eindpunten  Datagram dienst van IP

136 Inhoud 1. Inleiding 2. Fysische laag 3. Dataverbindingslaag 4. Lokale Netwerken 5. Netwerklaag 6. Netwerken verbinden: internet 7. Transportlaag 8. Naamdiensten 9. Toepassingen 

137 Naamdiensten IP-adresssen niet gebruiksvriendelijk  leesbare namen telnet telnet nix.cs.kuleuven.ac.be 8.1Domeinnamen 8.2Omzetting Domeinnamen naar IP adressen

138 Domeinnamen Internet domeinnamen  hiërarchisch gestructureerd nix.cs.kuleuven.ac.be landcode (België) univ. (academic) K.U.Leuven dep. computerwetenschappen naam van het computersysteem

139 Domeinnamen (verv.) 3 groepen Top Level Domains (TLD)  2-letter landcodes (ISO 3166)  generieke namen (gelijkaardige organisaties)  comcommerciële organisaties  orgniet-commerciële organisaties (bv. Vzw)  intinternationale organisaties (nato, EU, …)  netbedrijven die netwerkdiensten aanbieden  Nieuwe: info, biz, name, aero, museum,...  namen (organisaties binnen USA)  eduuniversiteiten  govAmerikaanse overheid  milAmerikaanse leger

140 Domeinnamen (verv.) Elk TLD:  beheerder (toekennen van namen in domein)  “be”: dept. Computerwetenschappen tot jan 2000 nu: vzw DNS BE (ispa, agoria, beltug) Elke organisatie met naam:  zelf creatie nieuwe namen in dat domein  bijv. kuleuven.ac.be en kulak.ac.be Hiërarchische naamgeving + delegatie = werkbare structuur

141 Omzetting Domeinnaam  IP Adres Gegevensbank  niet gecentraliseerd (flessehals!)  naambeheerder (name server)  omzetting domeinnaam  IP-adres  hiërarchie van naambeheerders  ieder domein: aparte naambeheerder

142 Omzetting Domeinnaam  IP Adres (verv.) Naambeheerder cs.kuleuven.ac.be Machines/subdomeinentypeIP-adres van cs.kuleuven.ac.be nixA idefixA droopyA stevinA A = Address

143 Omzetting Domeinnaam  IP Adres (verv.) Naambeheerder kuleuven.ac.be Machines/subdomeinentypeIP-adres van kuleuven.ac.be csNS esatNS… wwwA…... NS = NameServer

144 Omzetting Domeinnaam  IP Adres (verv.) Naambeheerder voor TLD-namen  = root-naambeheerder  gekend IP-adres  alleen verwijzingen naar andere naambeheerders

145 Omzetting Domeinnaam  IP Adres (verv.) Example : Lokale NS (cs.kuleuven.ac.be)www.cs.vu.nlRoot-NS NS (nl) NS (vu.nl) NS (cs.vu.nl)

146 Omzetting Domeinnaam  IP Adres (verv.) Omslachtig?  Naambeheerders: “cache”  Gedurende zekere tijd opgezochte namen opslaan Kwetsbaar?  Naambeheerder kan uitvallen  Voor elk domein: meerdere naambeheerders

147 Inhoud 1. Inleiding 2. Fysische laag 3. Dataverbindingslaag 4. Lokale Netwerken 5. Netwerklaag 6. Netwerken verbinden: internet 7. Transportlaag 8. Naamdiensten 9. Toepassingen 

148 Toepassingen  adressen   programma’s  servers World Wide Web  URL  Componenten  Opbouw van pagina’s

149 adressen  domeinnaam  loginnaam, Voornaam.Naam, groepsnaam

150 (vervolg) programma’s  vaak grafische gebruikersinterface  functionaliteit:  ontvangen & lezen van berichten (receive)  opstellen & versturen van berichten (send)  beantwoorden van berichten (reply)  doorsturen van berichten (forward)  organiseren van berichten (folder)  bijhouden van adressenbestand (addressbook)  vb: Netscape, Exchange, Eudora, pine, elm,...

151 (vervolg) programma’s: Netscape

152 (vervolg)  hoofding  SleutelWoord: waarde From: afzender To: bestemmeling Cc: kopie naar … Subject: onderwerp dat besproken wordt Date: datum + tijd waarop verstuurd werd...  blanko lijn  Boodschap zelf

153 (vervolg) servers  sturen / ontvangen van boodschappen progr. server progr. POP SMTP IMAP SMTPSimple Mail Transfer Protocol POPPost Office Protocol IMAPInternet Mail Access Protocol

154 (vervolg) servers  Internet: steeds SMTP  vinden van andere server?  Naambeheerders domeinnaam: IP-adres waarop server draait  Poortnummer = 25

155 World Wide Web Zie cursus Informaticawerktuigen Hypertext URL (Uniform Resource Locator) Browser HTTP (HyperText Transfer Protocol) WebServer HTML (HyperText Markup Language)

156 156 Hypertekst … (meer info) … Een link is … … Meer informatie kan je hier vinden (Engels). Links … hypertekst … Hypertext Hypertext allows a document to … Computer AComputer B Hypertekst bevat verwijzingen naar andere documenten

157 157 URL — Uniform Resource Location Absoluut of relatief Absoluut: protocol computer details (padnaam) Protocol:  http (web-pagina) - mailto (elektronische post)  ftp (file transfer protocol) - news (USENET nieuwsgroep)  file (loaal bestand) - gopher, wais, shttp, telnet,...

158 158 URL (vervolg) Computer:  DNS-naam (Web-site)  optioneel  //domein.naam:poortnummer Details:  padnaam  adres (mailto)  … URL#naam  #naam: plaats in een pagina (i.p.v. het begin)

159 159 URL (voorbeelden) /pub/README ftp://ftp.simtel.com/simtelnet/win95 telnet://pluto.cs.kuleuven.ac.be file:/user/rik/IW/practicum1 news:be.politics

160 160 Web Browser Web pagina ophalen + tonen Populaire Browsers:  Netscape Navigator  Microsoft Internet Explorer  HotJava (Sun)  … HTTP Protocol +...  ftp   news  telnet  gopher,...

161 161 HTTP Hypertext Transfer Protocol cliënt dienst- verle- ner GET /nv_jobs/index.html HTTP/

162 162 Web Server Beheert lokale Web-pagina’s  vaak sub-boom van lokaal bestandensysteem Taken:  geen visualisatie!  aanvragen browsers/servers beantwoorden  beveiliging  caching Meestal boven: Unix of Windows NT

163 163 HTML — Hypertext Markup Language Web-pagina  om even wat: tekst (ascii), Word-document, rekenblad, foto,...  browser: visualiseren !  standaard-formaat: HTML Hypertext  tekst met verwijzingen naar andere teksten Markup:  code (instructies) die structuur weergeven van document Andere formaten:  hulp-programma’s of plug-ins of kopiëren

164 164 HTML (voorbeeld) Netwerken Computernetwerken 1. Inleiding Gedurende de laatste 10 jaar is de computerinfrastructuur in bedrijven grondig gewijzigd. … In dit hoofdstuk bestuderen we het netwerk,...


Download ppt "Hoofdstuk 5: Computernetwerken 1. Inleiding 2. Fysische laag 3. Dataverbindingslaag 4. Lokale Netwerken 5. Netwerklaag 6. Netwerken verbinden: internet."

Verwante presentaties


Ads door Google