Μάθημα6-7

ΥΠΕΠΘ – ΟΡΓΑΝΙΣΜΟΣ ΕΠΑΓΓΕΛΜΑΤΙΚΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΚΑΙ ΚΑΤΑΡΤΙΣΗΣ
ΙΕΚ ΧΑΝΙΩΝ ΚΡΗΤΗΣ
ΕΙΔΙΚΟΤΗΤΑ : ΤΕΧΝΙΚΟΣ ΣΧΕΔΙΑΣΗΣ ΚΑΙ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΙΣΤΟΣΕΛΙΔΩΝ
ΕΞΑΜΗΝΟ : Α’
ΜΑΘΗΜΑ:
ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ ΚΑΙ
ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΕΣ INTERNET
ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΕΣ: ΠΟΛΟΓΙΩΡΓΗ ΙΦΙΓΕΝΕΙΑ
ΤΖΑΤΖΑΝΗΣ ΑΝΔΡΕΑΣ
Πως είναι δομημένο το
Διαδίκτυο ;
Τι είναι το πρωτόκολλο
TCP/IP ;
Τι είναι οι ΙΡ διευθύνσεις και
ποια η δομή τους ;
Το διαδίκτυο αποτελείται από:
1. Το φυσικό επίπεδο (υπάρχοντα δίκτυα τηλεπικοινωνιών)
2. Το λειτουργικό επίπεδο (τεράστιος αριθμός κόμβων, πολλαπλές συνδέσεις, κοινό
πρωτόκολλο επικοινωνίας)
3. Την πληθώρα υπηρεσιών (ηλεκτρονικό ταχυδρομείο, παγκόσμιος ιστός, ομάδες
ειδήσεων, κοινωνική δικτύωση και πολλά άλλα…)
Στο φυσικό επίπεδο, το Διαδίκτυο χρησιμοποιεί τμήμα από τα υπάρχοντα δημόσια
τηλεπικοινωνιακά δίκτυα. Όταν ένας υπολογιστής συνδέεται στο Διαδίκτυο, γίνεται
απλά ένας ακόμα κόμβος στο παγκόσμιο δίκτυο, ισοδύναμος με τους άλλους.
Από τεχνική άποψη, αυτό που διακρίνει το Διαδίκτυο από άλλα δίκτυα υπολογιστών
είναι ότι περιλαμβάνει ένα τεράστιο αριθμό τηλεπικοινωνιακών κόμβων σε όλο τον
κόσμο, οι οποίοι έχουν ένα κοινό σύνολο από δικτυακές τεχνολογίες πρωτόκολλα και
υπηρεσίες. Ανεξάρτητα από το λειτουργικό σύστημα και τις διάφορες εφαρμογές
λογισμικού που έχει ο κάθε υπολογιστής, όταν συνδεθεί στο Διαδίκτυο μιλά την ίδια
δικτυακή γλώσσα, επιτρέποντας την επικοινωνία και την ανταλλαγή πληροφορίας και
δεδομένων με κάποιον στο διπλανό δωμάτιο ή στην άλλη άκρη της γης.
Κάθε υπολογιστής που είναι συνδεδεμένος στο Διαδίκτυο μπορεί να πάρει μέρος σε μια
πληθώρα υπηρεσιών, που προάγουν την επικοινωνία ή/και την πληροφόρηση (e-mail,
newsgroups, chatrooms, IP telephony, η ραδιοφωνία και η τηλεόραση, videoconference)
Η δομή του Internet
Εφαρμογή
Το επίπεδο εφαρμογής στο Internet καλύπτει τα επίπεδα εφαρμογής και παρουσίασης του OSI.
Τα πιο συχνά πρωτόκολλα που χρησιμοποιούνται από τους χρήστες:
HTTP/HTML πρόσβαση στο Web
FTP μεταφορά αρχείων
SMTP μεταφορά email
POP/IMAP ανάγνωση email
Telnet χρήση από απόσταση
Μια σειρά από πρωτόκολλα στο επίπεδο αυτό υποστηρίζουν τη λειτουργία και τη διαχείριση του
δικτύου:
DNS Κατανεμημένος κατάλογος ονομάτων
SNMP Διαχείριση από απόσταση
BOOTP Αρχικό φόρτωμα κώδικα
RARP Αντίστροφη μετατροπή διευθύνσεων
Μεταφορά
Στο επίπεδο της μεταφοράς χρησιμοποιούνται δύο πρωτόκολλα:
TCP (Transmission Control Protocol)
UDP (User Datagram Protocol)
Δίκτυο
Στο επίπεδο του δικτύου το Internet Protocol (IP) μαζί με το Internet Control
Message Protocol εξασφαλίζουν τη μεταφορά δεδομένων από τον αποστολέα
στον παραλήπτη. Το παρακάτω σχήμα παριστάνει τη σχέση ανάμεσα στα
διάφορα πρωτόκολλα του internet:
Στην κατασκευή ιστοσελίδων, το FTP
χρησιμοποιείται για την μεταφορά των
αρχείων που αποτελούν μία ιστοσελίδα στον
server που φιλοξενεί την ιστοσελίδα (web
hosting) προκειμένου να "στηθεί" ή να
διορθωθεί μια ιστοσελίδα ή να γίνει κάποιο
backup ή restore. Σε αυτήν την περίπτωση, η
πρόσβαση
στα
πηγαία
αρχεία
της
ιστοσελίδας, είναι ελεγχόμενη (μέσω login),
για λόγους ασφαλείας.
Το FTP, επιτρέπει την μεταφορά αρχείων από ένα υπολογιστή σε έναν άλλο (upload ή
download)
Το
Πρωτόκολλο
Μεταφοράς
Υπερκειμένου
(HyperText Transfer Protocol, HTTP) είναι ένα
πρωτόκολλο επικοινωνίας. Αποτελεί το κύριο
πρωτόκολλο
που
χρησιμοποιείται
στους
φυλλομετρητές του Παγκοσμίου Ιστού για να
μεταφέρει δεδομένα ανάμεσα σε έναν διακομιστή
(server) και έναν πελάτη (client).
Το Domain Name System ή DNS (Σύστημα Ονομάτων
Τομέων ή Χώρων ή Περιοχών) είναι ένα ιεραρχικό
σύστημα ονοματοδοσίας για δίκτυα υπολογιστών,
που χρησιμοποιούν το πρωτόκολλο IP. Το σύστημα
DNS μπορεί και αντιστοιχίζει ονόματα με
διευθύνσεις IP ή άλλα ονόματα στο Διαδίκτυο ή
κάποιο άλλο δίκτυο.
Το πρωτόκολλο Simple Mail Transfer Protocol (SMTP)
έχει καθιερωθεί για την μετάδοση μηνυμάτων
ηλεκτρονικού ταχυδρομείου στο Διαδίκτυο.
Το Post Office Protocol (POP), επίσης γνωστό και
ως POP3 είναι ένα πρωτόκολλο που
χρησιμοποιείται για την παραλαβή των
ηλεκτρονικών μηνυμάτων (email) από έναν
απομακρυσμένο
εξυπηρετητή
(server)
χρησιμοποιώντας σύνδεση TCP/IP.
Το πρωτόκολλο RTSP χρησιμοποιείται για να
δημιουργήσει και να διατηρήσει ένα κανάλι
επικοινωνίας μεταξύ κάποιου πελάτη και
εξυπηρετητή (client and server) με μόνο σκοπό
την
ζωντανή
μετάδοση
πολυμέσων
(multimedia content). Το πρότυπο είναι
αρκετά γενικό και δεν καθορίζει τον ακριβή
τύπο των δεδομένων που μεταφέρονται αλλά
μόνο τον έλεγχο του π.χ. “παίξε” (Play),
Το Internet Relay Chat ή IRC αναφέρεται σε μια "πάγωσε" (Pause), και "σταμάτα" (Stop).
υπηρεσία συνδιάλεξης σε πραγματικό χρόνο
μέσω Διαδικτύου. Η επικοινωνία γίνεται μέσω
απλού κειμένου (plaintext). Δημιουργήθηκε
ώστε να υπάρχει μια καλύτερη επικοινωνία
ατόμων σε ομάδες – στο irc απαρτίζουν τα
κανάλια- αλλά προσφέρει και επικοινωνία έναν
με ένα.
Περιέχει ακόμη παροχές για ασφάλεια και
δικαιώματα χρήσης ώστε να µπορούν οι
εξυπηρετητές να ελέγχουν την πρόσβαση
στο περιεχόμενο και να χρεώνουν τους
χρήστες.
Ιεραρχική δομή του διαδικτύου
Το Διαδίκτυο αποτελείται από πολυάριθμα μικρά δίκτυα που
ενώνονται για να δώσουν μεγαλύτερα δίκτυα με μια
πολύπλοκη ιεραρχική δομή που χαρακτηρίζεται από πληθώρα
διασυνδέσεων στο κάθε επίπεδο ιεραρχίας.
Στο κατώτερο επίπεδο ιεραρχίας βρίσκεται το σημείο
πρόσβασης του κάθε χρήστη, που συχνά είναι μια σύνδεση
από την κατοικία στον τοπικό παροχέα υπηρεσιών Διαδικτύου
(Internet Service Provider, ή ISP). Οι τοπικοί φορείς
παροχής υπηρεσιών Διαδικτύου γενικά συνδέονται σε ένα ή
περισσότερα περιφερειακά δίκτυα, που συνδέονται σε εθνικά
δίκτυα, κι αυτά με τη σειρά τους συνδέονται σε μεγαλύτερα
διεθνή δίκτυα της υψηλότερης ιεραρχίας, που αποτελούν και
το δίκτυο κορμού του Διαδικτύου.
Το δίκτυο κορμού του Διαδικτύου (backbone) αποτελείται
από περιφερειακούς κόμβους που είναι συνδεδεμένοι με δύο ή
περισσότερους άλλους περιφερειακούς κόμβους με γραμμές
μεγάλης χωρητικότητας στη μεταφορά δεδομένων. Ο κάθε
κόμβος είναι ένα συμβεβλημένο μέρος του Διαδικτύου που
έχει συμφωνήσει να παρέχει κάποιες βασικές υπηρεσίες,
όπως υπολογιστές, χώρο για ηλεκτρονική αποθήκευση και
τηλεπικοινωνιακή υποδομή. Η πολλαπλότητα των συνδέσεων
που διατηρεί κάθε κόμβος εγγυάται τη λειτουργία του
Διαδικτύου ακόμα κι όταν ένας κόμβος τεθεί προσωρινά
εκτός λειτουργίας. Αρχικά οι κόμβοι ήταν ερευνητικά και
ακαδημαϊκά ιδρύματα και το δίκτυο κορμού παρέχονταν από
την κυβέρνηση.
Σήμερα, το Διαδίκτυο έχει γίνει πια εμπορικό
με διάφορες τηλεπικοινωνιακές εταιρίες να
δημιουργούν κόμβους και τηλεφωνικές
κυρίως εταιρίες να παρέχουν τις ενδιάμεσες
δικτυακές γραμμές κορμού (π.χ. για την
περιοχή της Ελλάδας ένας βασικός κόμβος
είναι της Forthnet ενώ δικτυακές γραμμές
κορμού παρέχει ο ΟΤΕ). Οι φορείς που
παρέχουν το δίκτυο κορμού φροντίζουν για
την παγκόσμια κάλυψη με υποθαλάσσια
καλώδια που συνδέουν ηπείρους ή ακόμα και
με δορυφορικές συνδέσεις.
Αμερική
Ασία
Αφρική
Ευρώπη
Γαλλία
Αγγλία
Πορτογαλία
Ελλάδα
Αθήνα
Πάτρα
PC
Θεσσαλονίκη
Χανιά
PC
Δικαστήρια
Πασακάκι
router
Νέα Χώρα
Κουμπές
Η τοπολογία του Διαδικτύου μπορεί να
προσομοιαστεί περιγραφικά με τον ιστό της
αράχνης, επιτρέποντας κάθε κόμβο να
επικοινωνεί με κάθε άλλο κόμβο μέσα από
διάφορα δικτυακά μονοπάτια
Δίπλα η τοπολογία του βασικού δικτύου
κορμού του ερευνητικού και ακαδημαϊκού
Διαδικτύου στην Ευρώπη, το οποίο ονομάζεται
GEANT 2 και συνδέει πάνω από 34 χώρες και
πάνω από 30 εκατομμύρια ερευνητές, μέσα
από 30 εθνικά αντίστοιχα ερευνητικά δίκτυα
κορμού. Οι βασικές συνδέσεις διαθέτουν
χωρητικότητα πολλαπλάσια των 10Gbps, η
οποία συνεχώς αναβαθμίζεται. Το GEANT2
είναι η έβδομη γενιά διαδικτυακού ερευνητικού
και εκπαιδευτικού κορμού στην Ευρώπη.
Συγκριτικά, εδώ βλέπουμε την τοπολογία του
βασικού δικτύου κορμού του ερευνητικού και
ακαδημαϊκού Διαδικτύου στην Ευρώπη, όπως
ήταν το 2000.
Άλλα δίκτυα κορμού: κάθε φορέας παροχής
υπηρεσιών διαδικτύου διαθέτει το δικό του
δίκτυο κορμού ή μισθώνει δίκτυο από άλλο
φορέα.
Στην Ελλάδα το αντίστοιχο Εθνικό Δίκτυο
Έρευνας και Τεχνολογίας (ΕΔΕΤ). Στο
ΕΔΕΤ
συνδέονται
σήμερα
όλα
τα
Εκπαιδευτικά
Ιδρύματα
(όλων
των
βαθμίδων), τα Ερευνητικά Ιδρύματα καθώς
και ορισμένοι άλλοι σχετικοί φορείς και
οργανισμοί της χώρας.
Η διεθνής διασύνδεση του ΕΔΕΤ στο
Πανευρωπαϊκό
Δίκτυο
GEANT
αναβαθμίστηκε το 2006 σε 2x10Gbps. Το
ΕΔΕΤ2 αποτελεί οπτικό δίκτυο νέας γενιάς
τεχνολογίας υπερ-υψηλών ταχυτήτων (1-2,5
Gbps). Όλοι οι κόμβοι διασυνδέονται μεταξύ
τους με ένα δίκτυο ταχυτήτων 2.5 Gbps με
μισθωμένα κυκλώματα από τον ΟΤΕ.
Al Fujaurah (UAE)
Alexandria (Egypt)
Batangas (Philippines)
Chania (Greece)
Chongming (China)
Da Nang (Vietnam)
Deep Water Bay (Hong
Kong)
Djibouti (Republic of
Djibouti)
Jakarta (Indonesia)
Jeddah (Saudi Arabia)
Karachi (Pakistan)
Keoje (South Korea)
Kochi (India)
Mazara del Vallo (Italy)
Medan (Indonesia)
Mersing (Malaysia)
Mount Lavinia (Sri Lanka)
Fangshan (Taiwan)
Goonhilly (United
Kingdom)
Mumbai (India)
Muscat (Oman)
Norden (Germany)
Okinawa (Japan)
Oostende (Belgium)
Penang (Malaysia)
Penmarch (France)
Perth (Australia)
Pyapon (Myanmar)
Satun (Thailand)
Sesimbra (Portugal)
Shantou (China)
Suez (Egypt)
Taipa (Macau)
Tetuan (Morocco)
Toucheng (Taiwan)
Tuas (Singapore)
Tungku (Brunei)
Turunc (Turkey)
Yeroskipou (Cyprus)
Internet service provider
Μια υπηρεσία παροχής Internet (ISP) είναι μια εταιρεία η οποία παρέχει πρόσβαση στο Internet,
συνήθως έναντι αντιτίμου. Ο πλέον συνηθισμένος τρόπος σύνδεσης σε μια υπηρεσία παροχής
Internet (ISP) είναι μέσω μιας τηλεφωνικής γραμμής (σύνδεση μέσω τηλεφώνου) ή μέσω σύνδεσης
ευρείας ζώνης (καλωδιακή ή DSL).
Πολυπλεξία
Στις τηλεπικοινωνίες και στα δίκτυα υπολογιστών πολυπλεξία (multiplexing) λέγεται η μέθοδος, η
οποία επιτρέπει σε ψηφιακά δεδομένα ή αναλογικά σήματα από διαφορετικές πηγές να διέλθουν
μέσα από το ίδιο μέσο (ένα καλώδιο, στην ενσύρματη επικοινωνία). Η πολυπλεξία διαιρεί τη
χωρητικότητα του τηλεπικοινωνιακού καναλιού σε λογικά κανάλια, ένα για κάθε μεταδιδόμενο
πακέτο δεδομένων ή για κάθε σήμα αντίστοιχα, τα οποία διέρχονται συνδυασμένα από το κανάλι. Η
αντίστροφη διαδικασία εκτελείται από τον κάθε παραλήπτη, για να απομονωθεί το ζητούμενο
πακέτο ή σήμα, και ονομάζεται αποπολυπλεξία.
Το Digital Subscriber Line Access Multiplexer (DSLAM) είναι ο πολυπλέκτης / αποπολυπλέκτης
των ψηφιακών συνδρομητικών γραμμών DSL (Digital Subscriber Line). Είναι μια συσκευή που
τοποθετείται είτε στο Κέντρο Τηλεπικοινωνιακών Παρόχων, είτε σε καμπίνες στο δρόμο
ADSL : Asymmetric Digital Subscriber Line (Ασύμμετρη Ψηφιακή Συνδρομητική Γραμμή) ή ADSL
είναι μια μορφή DSL, δηλαδή μια τεχνολογία μετάδοσης δεδομένων που λειτουργεί πάνω σε
παραδοσιακή τηλεφωνική γραμμή αλλά πετυχαίνει υψηλότερους ρυθμούς μεταφοράς από τα
παραδοσιακά modem.
Dsl modem : Το DSL modem χρησιμοποιεί τις συχνότητες που δεν συμπίπτουν με αυτές τις
φωνής για την ψηφιακή μετάδοση
FTTH (Fiber to the Home) : Τα δίκτυα FTTH φέρνουν την οπτική ίνα μέχρι το σπίτι του
συνδρομητή αντικαθιστώντας τα δίκτυα χαλκού, διασφαλίζοντας παράλληλα την ποιότητα των
παρεχόμενων υπηρεσιών. Στα δίκτυα FTTH η ταχύτητα πρόσβασης που επιλέγει ο πελάτης
είναι εγγυημένη ανεξαρτήτως απόστασης από το κέντρο. Οι δυνατότητες του δικτύου FTTH για
πραγματικές ευρυζωνικές υπηρεσίες είναι απεριόριστες, φθάνοντας σε ταχύτητα 1 Gbps
download / 100 Mbps upload.
Οπτική ίνα : Μια οπτική ίνα είναι μια γυάλινη ή πλαστική ίνα που μεταφέρει το φως κατά
μήκος της. Οι οπτικές ίνες χρησιμοποιούνται ευρέως σε δίκτυα επικοινωνιών , και επιτρέπουν
την μετάδοση σε μεγαλύτερες αποστάσεις και σε υψηλότερου εύρους ζώνης (ταχύτητα
μετάδοσης δεδομένων) σε σχέση με άλλες μορφές επικοινωνίας όπως ο χαλκός. Οι οπτικές ίνες
χρησιμοποιούνται αντί των μεταλλικών καλωδίων, διότι τα σήματα ταξιδεύουν μαζί τους με
λιγότερη απώλεια, και επίσης δεν επηρεάζονται από ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές.
Πως είναι δομημένο το
Διαδίκτυο;
• Το Internet δεν ανήκει σε κανέναν, ούτε κανείς
καθορίζει τι είδους πληροφορίες θα περάσουν σε
αυτό
ή
πώς
αυτές
οι
πληροφορίες
θα
χρησιμοποιηθούν.
• Είναι παρόμοιο με το διεθνές τηλεφωνικό σύστημα:
στο σύνολό του δεν είναι ιδιοκτησία κανενός και δεν
ελέγχεται από κανέναν, υπάρχει όμως σύνδεση
τέτοια ώστε να λειτουργεί ως ένα μεγάλο δίκτυο.
• Εάν κάποιο τμήμα έχει βλάβη οι πληροφορίες
ακολουθούν άλλο δρόμο παρακάμπτοντας το
χαλασμένο τμήμα.
Αρχιτεκτονική Δικτύου σε Επίπεδα
Παράδειγμα:
Έστω 2 επιχειρηματίες, ένας
Κινέζος και ένας Έλληνας που
βρίσκονται ο καθένας στην χώρα
τους και θέλουν να επικοινωνήσουν
τηλεφωνικά για να συνεργαστούν.
Οι επιχειρηματίες αποτελούν το 3ο
επίπεδο επικοινωνίας (επίπεδο
επιχειρηματιών).
Και οι δύο
χρησιμοποιούν μεταφραστές (2ο
επίπεδο) οι οποίοι συμφωνούν να
επικοινωνήσουν στα αγγλικά.
Οι μεταφραστές χρησιμοποιούν
γραμματείς (1ο επίπεδο) οι οποίοι
συμφωνούν
να
στέλνουν
τα
έγγραφα μέσω fax.
Mοντέλο OSI – Διεπαφές
Host 1
High-level
object
Protocol
Host 2
Service
interface
Peer-to-peer
interface
High-level
object
Protocol
Η διεπαφή καθορίζει:
– τις βασικές λειτουργίες και υπηρεσίες που προσφέρει κάθε επίπεδο στο
ανώτερό του
– τα μηνύματα που ανταλλάσσουν δυο γειτονικά επίπεδα
Μοντέλο Αναφοράς OSI
End host
End host
Application
Application
Presentation
Presentation
Session
Session
Transport
Transport
Network
Network
Network
Network
Data link
Data link
Data link
Data link
Physical
Physical
Physical
Physical
One or more nodes
within the network
Η φιλοσοφία και η χρήση
του προτύπου
 Μια ευρέως αποδεκτή τεχνική δόμησης σε
επίπεδα
 Οι λειτουργίες χωρίζονται σε ένα ιεραρχικό
σύνολο από επίπεδα
 Κάθε επίπεδο σχετίζεται με ένα υποσύνολο
λειτουργιών που απαιτούνται για να
επικοινωνήσει με κάποιο άλλο σύστημα
 Κάθε επίπεδο στηρίζεται στο αμέσως
χαμηλότερο του
Τα επίπεδα του Μοντέλου OSI
Φυσικό επίπεδο (Physical Layer)
Μετάδοση ακατέργαστων bits (0 ή 1) από τον
αποστολέα στον δέκτη
Επίπεδο
Layer)
Γραμμής
Δεδομένων
(Data
Link
Τεμαχίζει τα δεδομένα σε πλαίσια (frames)
Επιβεβαιώνει ότι η επικοινωνία είναι αξιόπιστη
(acknowledgement frames)
Ανίχνευση και επιδιόρθωση λαθών (Error
detection and correction)
Έλεγχος ροής (flow control)
Τα επίπεδα του Μοντέλου OSI
 Επίπεδο Δικτύου (Network Layer)
 Δρομολόγηση πακέτων
 Έλεγχος συμφόρησης
 Έκδοση λογαριασμών (billing)
 Επίπεδο Μεταφοράς (Transport Layer)
 Τεμαχίζει τα μηνύματα σε μικρότερες μονάδες
 Επιβεβαιώνει ότι όλες οι μονάδες φτάνουν στο άλλο άκρο
και επανασυναρμολογεί το μήνυμα
 Υπηρεσίες μεταφοράς πακέτων από άκρο σε άκρο (endto-end) (π.χ. αξιόπιστη μεταφορά)
 Έλεγχος συμφόρησης (congestion) και ροής πακέτων
Τα επίπεδα του Μοντέλου OSI
Επίπεδο Συνόδου (Session Layer)
Αποκατάσταση συνόδων μεταξύ διαφόρων
μηχανών (sessions)
Διαχείριση σκυτάλης (token management)
Συγχρονισμός (synchronization)
Επίπεδο Παρουσίασης (Presentation
Layer)
Κωδικοποίηση δεδομένων
Επίπεδο Εφαρμογής (Application Layer)
Συμβατότητα μεταξύ εφαρμογών
Τα επίπεδα του Μοντέλου OSI
συνοπτικά
Πώς μεταφέρονται οι πληροφορίες στο Διαδίκτυο;
 Χάρη στο πρωτόκολλο TCP/IP (Transmission Control Protocol/ Internet Protocol) οι υπολογιστές
συνδέονται, μιλώντας την ίδια γλώσσα (πρωτόκολλο)
 Το TCP/IP χωρίζει τις πληροφορίες που στέλνουμε σε πακέτα που το καθένα έχει τη δική του ταυτότητα
 Κάθε πακέτο «ταξιδεύει» μόνο του μέσα στο Internet και μπορεί να ακολουθήσει διαφορετικό δρόμο
από τα άλλα πακέτα για να φθάσει στον προορισμό του. Όταν φθάσουν στον προορισμό τους
επανασυνδέονται με τη σωστή σειρά.
 Παράδειγμα: η διαδικασία που ακολουθεί το TCP/IP έχει ομοιότητες με το ταχυδρομικό δίκτυο. Έστω
ότι κάποιος γράφει ένα γράμμα 5 σελίδων και αφού τοποθετήσει από μια σελίδα από 1 από 5
φακέλους αριθμημένους 1…5 το στέλνει σε μια μακρινή χώρα. Όλοι οι φάκελοι θα πρέπει να φτάσουν
στον προορισμό τους, αλλά ίσως με διαφορετική σειρά και σε διαφορετική χρονική στιγμή. Ίσως οι
φάκελοι περάσουν από διαφορετικές χώρες με διαφορετικό σύστημα προώθησης, όμως τελικά θα
φτάσουν στον παραλήπτη, χωρίς ο αποστολέας να γνωρίζει τη διαδρομή ή την ολική διαδικασία.
 O Δρομολογητής (router) είναι ένας ειδικός υπολογιστής που ρυθμίζει την κυκλοφορία των πακέτων
και επιλέγει την καταλληλότερη διαδρομή
 Σπονδυλική στήλη (Backbone) είναι μία ομάδα γραμμών μεγάλης ταχύτητας που συνδέουν μεταξύ
τους τα μεγαλύτερα δίκτυα
 Μπορούμε να λαμβάνουμε (download) πληροφορίες από έναν άλλον υπολογιστή ή να στέλνουμε
(upload) σε έναν άλλον υπολογιστή μέσω του Internet
Το
'"TCP/IP"
(Transmission
Control
Protocol/Internet
Protocol=Πρωτόκολλο
Ελέγχου Μετάδοσης και πρωτόκολλο του
Internet)' είναι μια συλλογή πρωτοκόλλων
Η ονομασία TCP/IP προέρχεται από τις
επικοινωνίας στα οποία βασίζεται το
συντομογραφίες
των δυο κυριότερων
Διαδίκτυο
πρωτοκόλλων που περιέχει το TCP ή
Transmission Control Protocol (Πρωτόκολλο
Ελέγχου Μετάδοσης) και το IP ή Internet
Protocol (Πρωτόκολλο Διαδικτύου).
Οι κύριοι στόχοι του πρωτοκόλλου TCP είναι
να επιβεβαιώνεται η αξιόπιστη αποστολή και
λήψη δεδομένων, επίσης να μεταφέρονται τα
δεδομένα χωρίς λάθη μεταξύ του στρώματος
δικτύου (network layer) και του στρώματος
εφαρμογής (application layer) και, φτάνοντας
στο πρόγραμμα του στρώματος εφαρμογής,
να έχουν σωστή σειρά.
Το Πρωτόκολλο Διαδικτύου (IP) (αγγλ.,
Internet Protocol), αποτελεί το κύριο
πρωτόκολλο επικοινωνίας για τη μετάδοση.
πακέτων δεδομένων, σε ένα διαδίκτυο. Το
Πρωτόκολλο IP είναι υπεύθυνο για τη
δρομολόγηση των πακέτων δεδομένων
ανάμεσα στα διάφορα δίκτυα, ανεξάρτητα
από την υποδομή τους, και αποτελεί το κύριο
πρωτόκολλο πάνω στο οποίο είναι βασισμένο
το Διαδίκτυο.
Το TCP/IP πρωτόκολλο
Το πρωτόκολλο TCP/IP χωρίζει το μήνυμα που θέλουμε να στείλουμε σε μικρά πακέτα δεδομένων και στη
συνέχεια, όταν το μήνυμα φθάσει στον προορισμό του, ανασυνθέτει το αρχικό μήνυμα από τα επιμέρους πακέτα.
Το ΙΡ πρωτόκολλο χειρίζεται τις διευθύνσεις των πακέτων δεδομένων.
Το TCP (Transmission Control Protocol) αναφέρεται στους κανόνες για τον διαχωρισμό ενός αρχείου σε μικρότερα
πακέτα, τα οποία αποστέλλονται ανεξάρτητα το ένα από το άλλο (συχνά ταξιδεύουν μέσα από άλλους δρόμους
στο Διαδίκτυο) και παραλαμβάνονται στην μεριά του παραλήπτη από το TCP για συναρμολογηθούν και πάλι και να
δώσουν το αρχικό αρχείο.
Το IP (Internet Protocol) αναφέρεται σε ένα επίπεδο χαμηλότερο και αναλαμβάνει τον χειρισμό της διεύθυνσης
και δρομολόγησης κάθε πακέτου. Σήμερα χρησιμοποιείται ευρέως η έκδοση v4 του IP πρωτοκόλλου. Ωστόσο έχει
ήδη αναπτυχθεί η επόμενη έκδοση v6, γνωστή και ως IP νέας γενιάς (ΙPng = Internet Protocol next generation) η
οποία υποστηρίζεται από τις νέες εκδόσεις λειτουργικών συστημάτων και σχετικών προγραμμάτων. Το βασικό
πλεονέκτημα της νέας έκδοσης είναι ότι μπορεί να υποστηρίξει πολύ μεγαλύτερο αριθμό υπολογιστών στο
Διαδίκτυο μια και υποστηρίζει πολύ μεγαλύτερο αριθμό ανεξάρτητων διευθύνσεων. Επιπλέον, η νέα έκδοση του IP
υποστηρίζει και μια σειρά από άλλες βελτιώσεις, όπως πρόβλεψη για την εξυπηρέτηση κινητών συσκευών στο
Διαδίκτυο. Οι δύο εκδόσεις του πρωτοκόλλου IP είναι συμβατές μεταξύ τους, και η μετάβαση από την παλιά στην
καινούρια μπορεί να γίνει ανεξάρτητα σε κάθε κόμβο ή υπολογιστή του Διαδικτύου.
Σε ένα ανώτερο επίπεδο, χρησιμοποιώντας τα παραπάνω βασικά πρωτόκολλα επικοινωνίας του Διαδικτύου,
βρίσκονται διάφορα άλλα πρωτόκολλα. Το καθένα αναφέρεται στο ειδικό σύνολο κανόνων επικοινωνίας που
χρειάζονται για να λειτουργήσουν οι διάφορες υπηρεσίες του Διαδικτύου. Για παράδειγμα το Hypertext Transfer
Protocol (HTTP) επιτρέπει τη δημιουργία του Παγκόσμιου Ιστού, το File Transfer Protocol (FTP) τη μεταφορά
αρχείων, τα Simple Mail Transfer Protocol (SMTP) και Post Office Protocol 3 (POP 3) την αποστολή και λήψη
ηλεκτρονικού ταχυδρομείου κλπ.
Το TCP/IP πρωτόκολλο - (Transmission Control Protocol / Internet
Protocol)
Το TCP/IP πρωτόκολλο (Transmission Control Protocol / Internet
Protocol)
 Είναι στην πραγματικότητα µια οικογένεια
πρωτοκόλλων (4 επιπέδων) που περιέχει
µεταξύ άλλων το TCP (Transmission
Control Protocol) και το IP (Internet
Protocol) πρωτόκολλο.
 Περιλαμβάνει ακόμα τα πρωτόκολλα:
 UDP (User Datagram Protocol)
 ICMP (Internet Control Message
Protocol)
 ARP (Address Resolution Protocol)
 RARP (Reverse Address Resolution
Protocol)
 Χρησιμοποιείται σε όλες σχεδόν τις
μορφές δικτύων (τοπικά, ευρείας κτλ.).
Το TCP/IP πρωτόκολλο (Transmission Control Protocol / Internet
Protocol)
Τα πρωτόκολλα Διαδικτύου κάνουν χρήση
της ενθυλάκωσης (encapsulation) για να
παρέχουν
γενικά
πρωτόκολλα
και
υπηρεσίες. Ένα πρωτόκολλο υψηλού
στρώματος χρησιμοποιεί τα πρωτόκολλα
των κατώτερων για να λειτουργήσει. Το
παρακάτω σχεδιάγραμμα τοποθετεί τα
διάφορα πρωτόκολλα του TCP/IP με βάση
τα κριτήρια του μοντέλου OSI.
Τα τρία ανώτερα στρώματα του μοντέλου
OSI
(Εφαρμογής,
Παρουσίασης
και
Συνεδρίας) αποτελούν ένα ενιαίο στρώμα
στο TCP/IP, το επίπεδο Εφαρμογής.
Τα
χαρακτηριστικά
του
στρώματος
Συνεδρίας αναλαμβάνονται από τις ίδιες
εφαρμογές ή απλώς αγνοούνται. Αυτά τα 4
επίπεδα, συναποτελούν το Μοντέλο
Διαστρωμάτωσης του Internet ή αλλιώς,
Μοντέλο αναφοράς του Internet.
Εφαρμογής
Το στρώμα εφαρμογής χρησιμοποιείται από την
πλειοψηφία των δικτυωμένων προγραμμάτων. Το
πρόγραμμα παραδίδει τα δεδομένα σε μια μορφή που
ορίζει το ίδιο. Εφ‘ όσον το TCP/IP δεν παρέχει στρώματα
μεταξύ των στρωμάτων εφαρμογής και μεταφοράς, όλες
οι λειτουργίες παρουσίασης και συνεδρίας (βλέπε
μοντέλο OSI) πρέπει να υλοποιηθούν σ‘ αυτό το
επίπεδο. Αυτή η διαδικασία διευκολύνεται με τη χρήση
βιβλιοθηκών. Οι λειτουργίες του επιπέδου εφαρμογής
είναι η ίδια η εφαρμογή (Mozilla, Skype, MSN)
συνοψίζονται στα παρακάτω: Κωδικοποίηση –
Αποκωδικοποίηση, Συμπίεση – Αποσυμπίεση, Ασφάλεια
– Έναρξη και Τερματισμός Συνόδου.
Μεταφορά
Το στρώμα μεταφοράς είναι υπεύθυνο για την μεταφορά μηνυμάτων, ανεξαρτήτως του υποκείμενου δικτύου, με
έλεγχο σφαλμάτων (error control), κατάτμηση (fragmentation) και ρύθμιση ροής (flow control). Η μετάδοση
μηνυμάτων μεταξύ δυο οντοτήτων μπορεί να κατηγοριοποιηθεί ως εξής:
connection-oriented, π.χ. TCP
connectionless, π.χ. UDP
Η λειτουργία του στρώματος αυτού μπορεί να συγκριθεί με αυτή οποιουδήποτε μηχανισμού/μέσου μεταφοράς,
π.χ. ένα όχημα που πρέπει να εξασφαλίζει την πλήρη και ασφαλή διακίνηση του φορτίου του. Το στρώμα
μεταφοράς παρέχει αυτή την υπηρεσία σύνδεσης εφαρμογών μεταξύ τους, κάνοντας χρήση θυρών (ports). Καθώς
το IP προσφέρει μόνο παράδοση όσο το δυνατόν καλύτερα, το στρώμα μεταφοράς είναι το πρώτο επίπεδο όπου
λαμβάνεται υπόψην το θέμα της αξιοπιστίας.Παραδείγματος χάρη, σε μια προσπάθεια αξιόπιστης μετακίνησης
δεδομένων, το TCP που είναι ένα connection-oriented πρωτόκολλο, έχει τα εξής χαρακτηριστικά: τα δεδομένα
έρχονται στην ίδια σειρά με την οποία στάλθηκαν, ελάχιστος έλεγχος σφαλμάτων, ανεπιθύμητα αντίγραφα
απορρίπτονται, χαμένα/απορριφθέντα πακέτα ξαναστέλνονται, έλεγχος κυκλοφοριακής συμφόρησης (congestion
control).
Τα πρωτόκολλα δυναμικής δρομολόγησης, που κανονικά θα έπρεπε να βρίσκονται σε αυτό το στρώμα του TCP/IP
(αφού λειτουργούν πάνω από το IP) αντιμετωπίζονται συχνά ως τμήματα του επίπεδου δικτύου (π.χ. το OSPF). Το
νέο SCTP είναι επίσης ένας "αξιόπιστος", connection-oriented μηχανισμός μεταφοράς. Είναι stream-oriented, όχι
byte-oriented όπως το TCP, και προσφέρει την δυνατότητα multiplexing πολλών ρευμάτων (stream) σε μια μόνο
σύνδεση. Προτείνει υποστήριξη multi-homing, την δυνατότητα δηλαδή για μια οντότητα να μπορέσει, στα πλαίσια
μιας συγκεκριμένης σύνδεσης, να κάνει χρήση πολλαπλών (εφόσον υπάρχουν) διευθύνσεων IP, που
αντιπροσωπεύουν πολλαπλές interfaces (διασυνδετικές διατάξεις), έτσι ώστε αν κάποια παρουσιάσει βλάβη, να
μη χαθεί η σύνδεση.
Το UDP είναι ένα connectionless πρωτόκολλο διαγραμμάτων δεδομένων (datagrams). Όπως και το IP, είναι ένα
"αναξιόπιστο" πρωτόκολλο: ο έλεγχος σφαλμάτων είναι αδύναμος (απλό checksum). Χρησιμοποιείται κυρίως σε
εφαρμογές streaming μέσων (ήχος, βίντεο) που η έγκαιρη άφιξη των δεδομένων είναι πιο σημαντική από την
ακεραιότητα τους. Ο χρόνος που κερδίζεται σε σχέση με τα connection-oriented πρωτόκολλα, που πρέπει να
καθιερώσουν μια αξιόπιστη σύνδεση, το καθιστά ιδανικό για απλές ερώτημα/απάντηση εφαρμογές (π.χ. DNS).
Το TCP και το UDP εκμεταλλεύονται από εφαρμογές που διακρίνονται (στο επίπεδο του δικτύου) από την
θύρα TCP ή UDP τους. Ορισμένοι αριθμοί θυρών είναι κλειστοί και αναφέρονται σε πολύ συγκεκριμένες
εφαρμογές (βλ. well known port numbers).
Το RTP είναι ένα πρωτόκολλο διαγραμμάτων δεδομένων σχεδιασμένο για στοιχεία πραγματικού χρόνου
(real-time) όπως τα streaming audio και video. Αν και παρουσιάζεται στο στρώμα μεταφοράς (αντί για το
επίπεδο συνεδρίας), βασίζεται στο UDP για τη λειτουργία του.
Δικτύου
Ο σκοπός του στρώματος δικτύου είχε αρχικά καθοριστεί ως η μεταφορά πακέτων μέσω ενός ενιαίου
δικτύου. Με την εμφάνιση πιο σύνθετων μορφών δικτύων, προστέθηκαν επιπλέον χαρακτηριστικά στο
στρώμα αυτό, έτσι ώστε ο ρόλος του να είναι πια η διακίνηση δεδομένων από το δίκτυο πηγή στο δίκτυο
προορισμού. Αυτό προϋποθέτει συνήθως τη δρομολόγηση πακέτων διαμέσου ενός δικτύου δικτύων
(internetwork) ή διαδικτύου (με μικρά γράμματα).
Στα πρωτόκολλα Διαδικτύου, το IP μεταφέρει τα πακέτα δεδομένων από την πηγή, στον προορισμό. Το IP
μπορεί να εξυπηρετήσει διάφορα πρωτόκολλα ανωτέρων επιπέδων (upper layer protocols) το καθένα τους
προσδιορίζεται με έναν αποκλειστικό αριθμό πρωτοκόλλου: π.χ. το ICMP και το IGMP έχουν τους αριθμούς
1 και 2 αντίστοιχα.
Μερικά πρωτόκολλα που στηρίζονται στο IP, π.χ. το ICMP (χρησιμοποιείται για την διάδοση διαγνωστικών
πληροφοριών σχετικά με την μεταφορά πακέτων μέσω IP) παρουσιάζονται πάνω από το IP αλλά παρέχουν
υπηρεσίες επιπέδου διαδικτύου, απεικονίζοντας έτσι την ασυμβατότητα μεταξύ του Διαδικτύου, των
πρωτοκόλλων Διαδικτύου και του μοντέλου OSI. Όλα τα πρωτόκολλα δρομολόγησης (π.χ. BGP, OSPF, RIP,
κλπ.) ανήκουν επίσης στο στρώμα δικτύου, αν και θα μπορούσαν να τοποθετηθούν σε ανώτερα επίπεδα.
Συνδέσμου
Το στρώμα αυτό, ρόλος του οποίου είναι η διακίνηση πακέτων του επιπέδου δικτύου μεταξύ δυο
οντοτήτων, δεν είναι στην ακρίβεια μέρος των πρωτοκόλλων Διαδικτύου, διότι το IP λειτουργεί με διάφορα
στρώματα συνδέσμου. Η διαδικασία διαβίβασης πακέτων σε ένα συγκεκριμένο επίπεδο συνδέσμου μπορεί
να ελέγχεται είτε από τον οδηγό του interface, είτε το firmware (λογισμικό) ή σύνολο εξειδικευμένων
κυκλωμάτων (chipsets), είτε τέλος από ένα συνδυασμό τον προαναφερθέντων. Αυτά θα εκτελέσουν τις
λειτουργίες σύνδεσης δεδομένων (data link), όπως π.χ. την πρόσθεση επικεφαλίδας (packet header) πριν
την αποστολή, την ίδια τη διαβίβαση του πλαισίου (frame) με τη χρήση ενός φυσικού μέσου.
Για συνδέσεις μέσω μόντεμ (σε γραμμή τηλεφώνου), τα πακέτα IP μεταφέρονται συνήθως
χρησιμοποιώντας το PPP. Σε ευρυζωνικές συνδέσεις (π.χ. ADSL) συναντάμε το PPPoE. Σε τοπικά δίκτυα, τα
πρωτόκολλα Ethernet ή IEEE 802.11 (για ενσύρματα ή ασύρματα δίκτυα αντίστοιχα) είναι πιο κοινά. Για
δίκτυα ευρείας περιοχής (WAN) χρησιμοποιούνται συχνά το PPP πάνω σε γραμμές T-carrier ή E-carrier, το
Frame relay, το ATM ή το Packet over SONET/SDH (POS).
Το στρώμα συνδέσμου είναι επίσης το επίπεδο όπου τα πακέτα μπορούν να αναχαιτιστούν για να
σταλθούν σ‘ ένα ιδεατό ιδιωτικό δίκτυο (Virtual Private Network, VPN). Σ‘ αυτήν την περίπτωση, τα
δεδομένα του επιπέδου αυτού αντιμετωπίζονται ως δεδομένα εφαρμογής, και "ξανακατεβαίνουν" τη
στοίβα πρωτοκόλλων Διαδικτύου για να σταλθούν. Στη λαμβάνουσα πλευρά, τα δεδομένα ανεβαίνουν δυο
φορές τη στοίβα (μια για το VPN και μια δεύτερη για τη δρομολόγηση).
Το φυσικό επίπεδο, που αποτελείται από τα φυσικά στοιχεία του δικτύου (π.χ. hubs, repeaters, καλώδια
δικτύου, οπτικές ίνες, ομοαξονικά καλώδια, κάρτες δικτύων) και τις προδιαγραφές χαμηλού επιπέδου των
σημάτων (τάση, συχνότητα, κλπ.), θεωρείται συχνά ως μέρος του στρώματος συνδέσμου.
Το πρωτόκολλο Internet (IP Protocol)
Το πρωτόκολλο ΙΡ είναι το κύριο πρωτόκολλο επιπέδου δικτύου ενός διαδικτύου. Το πρωτόκολλα αυτό
επιβλέπει τη δρομολόγηση των πακέτων προς τον προορισμό τους. Οι κόμβοι του διαδικτύου ανταλλάσουν
πακέτα ελέγχου χρησιμοποιώντας το πρωτόκολλο μηνυμάτων ελέγχου Διαδικτύου (Internet Control
Message Protocol – ICMP) για να υλοποιήσουν το ΙΡ. Η δρομολόγηση στο διαδίκτυο είναι ιεραρχική και
διαιρεί τους κόμβους σε υποδίκτυα που ονομάζονται αυτόνομα συστήματα και τα οποία συνδέονται με
συνοριακές πύλες. Ένα αυτόνομο σύστημα είναι ένα υποδίκτυο που βρίσκεται υπό τον έλεγχο ενός μόνο
οργανισμού, όπως το δίκτυο ενός πανεπιστημίου ή μιας εταιρείας. Ο αλγόριθμος δρομολόγησης που
χρησιμοποιείται μέσα σε ένα αυτόνομο σύστημα είναι ο αλγόριθμος OSPF (open shortest path first). Ένας
αλγόριθμος δρομολογητών εξακολουθεί να χρησιμοποιεί το πρωτόκολλο πληροφορίας δρομολόγησης
(Routing Information Protocol – RIP). Μεταξύ αυτόνομων συστημάτων, οι δρομολογητές χρησιμοποιούν
ένα αλγόριθμο δρομολόγησης που καλείται πρωτόκολλο συνοριακής πύλης (Border Gateway Protocol –
BGP).
Αυτοδύναμα πακέτα ΙΡ και ICMP
Το ΙΡ είναι πρωτόκολλο αυτοδύναμων πακέτων. Παραδίδει πακέτα μεγέθους έως 64Kbytes. Αυτό σημαίνει
ότι το επίπεδο που βρίσκεται επάνω από το επίπεδο δικτύου – το επίπεδο μεταφοράς – παραδίδει στο ΙΡ
ένα αυτοδύναμο πακέτο που έχει μέγεθος έως 64Kbytes μαζί με τη διεύθυνση ΙΡ ενός προορισμού στο
δίκτυο. Αν όλα πάνε καλά στον κόμβο προορισμού το ΙΡ παραδίδει τελικά το πακέτο στο επίπεδο
μεταφοράς. Ωστόσο μπορεί να μην είναι δυνατή ή πρόσβαση στον προορισμό ή το πακέτο να βρεθεί σε
βρόχο μέσα στο δίκτυο. Σε μια τέτοια περίπτωση το ICMP ενημερώνει τον κόμβο υποδοχής της πηγής. Το
ICMP καθορίζει τη μορφή των μηνυμάτων ελέγχου καθώς και το πότε πρέπει να σταλούν από τους
δρομολογητές. Τα μηνύματα του ICMP παραδίδονται από το ΙΡ. Επίσης ενδέχεται, σφάλματα μετάδοσης να
αλλοιώσουν το πακέτο ή ένα πακέτο να φθάσει σε ένα δρομολογητή που είναι γεμάτος και να απορριφθεί.
Στις περιπτώσεις αυτές το ΙΡ δεν μπορεί να ενημερώσει την πηγή για τα πακέτα που έχασε και η εφαρμογή
διορθωτικών ενεργειών επαφίεται στο επίπεδο μεταφοράς.
Επικεφαλίδα ΙΡ
Τα πακέτα περιχέουν μια επικεφαλίδα ΙΡ. Στη βασική επικεφαλίδα κάθε γραμμή υποδεικνύει της θέση ενός
bit.
To πεδίο VER (version – έκδοση) επιτρέπει την εγκατάσταση νέων εκδόσεων του πρωτοκόλλου ΙΡ ενώ το
δίκτυο βρίσκεται σε λειτουργία.
Το πεδίο IHL (Internet Header Length – μήκος επικεφαλίδας διαδικτύου) υποδεικνύει το μήκος της
επικεφαλίδας.
Το πεδίο Service type (είδος επικεφαλίδας) προσδιορίζει την επιθυμητή ποιότητας υπηρεσίας (μικρή
καθυστέρηση, υψηλή ρυθμαπόδοση, υψηλή αξιοπιστία). Η επιλογή αυτή προσφέρεται από λίγους
δρομολογητές.
Τα πεδία identification (ταυτότητα αναγνώρισης), Flag (σημαία) και Fragement offset (μετατόπιση
τμήματος) επιτρέπουν την επανασύνθεση των τεμαχισμένων πακέτων.
Το πεδίο Time to live (χρόνος ζωής) καθορίζει για πόσο χρόνο ακόμη μπορεί να παραμείνει το πακέτο στο
δίκτυο. Κάθε δρομολογητής μειώνει την τιμή του πεδίου αυτού κατά ένα όταν λαμβάνει το πακέτο και
απορρίπτει το πακέτο αν η τιμή του πεδίου φθάσει στο μηδέν (οπότε το ICMP ενημερώνει την πηγή).
Το πεδίο πρωτοκόλλου υποδεικνύει το είδος του πρωτοκόλλου ανωτέρου επιπέδου που περιέχεται στο
τμήμα των δεδομένων του πακέτου ΙΡ (TCP/IP, UDP, ICMP).
Το Header Checksum (άθροισμα ελέγχου επικεφαλίδας) είναι ένα
άθροισμα ελέγχου. Τα πρωτόκολλα των ανωτέρων επιπέδων πρέπει
να ελέγχουν τα σφάλματα στα δεδομένα τους.
Τα πεδία Source network address (διεύθυνση δικτύου πηγής) και
Destination network address (διεύθυνση δικτύου προορισμού)
υποδεικνύουν αντίστοιχα τον αποστολέα του πακέτου και τον
παραλήπτη για τον οποίο προορίζεται το πακέτο.
Το πακέτο TCP
URG: πεδίο
δείκτη επείγοντος
ACK: πεδίο
επιβεβαίωσης λήψης
Δείχνει μετά από πόσες
λέξεις 32-bit
αρχίζουν δεδομένα
PSH: προωθεί τα
δεδομένα τώρα
RST, SYN, FIN:
εγκατάσταση σύνδεσης
(reset, συγχρονίζει,
τερματίζει)
Internet
checksum
32 bits
Θύρα πηγής # Θύρα προορισμού #
Αριθμός ακολουθίας
Αριθμός επιβεβαίωσης
Data not
Offset used
UA P R S F
Άθροισμα ελέγχου
Παράθυρο
Δείκτης επείγον
Επιλογές και Συμπλήρωμα
(μεταβλητό μήκος)
Δεδομένα
(μεταβλητό μήκος)
Μετράνε αριθμό
bytes
20 οκτάδες
Αριθμό bytes
που ο δέκτης
επιθυμεί να
δεχτεί
Το πακέτο UDP
Το UDP χρησιμοποιείται
από streaming
multimedia εφαρμογές
– Ανεκτικές στις
απώλειες πακέτων
– Ευαίσθητες στον
ρυθμό μετάδοσης
32 bits
Μήκος του
πακέτου UDP,
μαζί με την
επικεφαλίδα
Το πρωτόκολλο User Datagram Protocol (UDP)
είναι ένα από τα βασικά πρωτόκολλα που
χρησιμοποιούνται στο Διαδίκτυο. Μία
εναλλακτική ονομασία του πρωτοκόλλου είναι
Universal Datagram Protocol. Διάφορα
προγράμματα χρησιμοποιούν το πρωτόκολλο
UDP για την αποστολή σύντομων μηνυμάτων
(γνωστών και ως datagrams) από τον έναν
υπολογιστή στον άλλον μέσα σε ένα δίκτυο
υπολογιστών.
Θύρα πηγής # Θύρα προορισμού #
Μήκος
Άθροισμα ελέγχου
Δεδομένα
UDP segment format
Ένα από τα κύρια χαρακτηριστικά του UDP είναι ότι δεν εγγυάται αξιόπιστη επικοινωνία.
Τα πακέτα UDP που αποστέλλονται από έναν υπολογιστή μπορεί να φτάσουν στον παραλήπτη με λάθος
σειρά, διπλά ή να μην φτάσουν καθόλου εάν το δίκτυο έχει μεγάλο φόρτο.
Αντιθέτως, το πρωτόκολλο TCP διαθέτει όλους τους απαραίτητους μηχανισμούς ελέγχου και επιβολής της
αξιοπιστίας και συνεπώς μπορεί να εγγυηθεί την αξιόπιστη επικοινωνία μεταξύ των υπολογιστών.
Η έλλειψη των μηχανισμών αυτών από το πρωτόκολλο UDP το καθιστά αρκετά πιο γρήγορο και
αποτελεσματικό, τουλάχιστον για τις εφαρμογές εκείνες που δεν απαιτούν αξιόπιστη επικοινωνία.
OSPF
Ο αλγόριθμος OSPF (open shortest path first) βασίζεται στον αλγόριθμο του συντομότερου μονοπατιού του
Dijkstra (το συντομότερο μονοπάτι ανάμεσα σε δύο κόμβους ενός δικτύου). Ο αλγόριθμος αυτός συνθέτει
το συντομότερο μονοπάτι από έναν κόμβο του γραφήματος προς όλους τους άλλους κόμβους τους
γραφήματος. Το μήκος ενός μονοπατιού ορίζεται ως το άθροισμα των μήκων των ζεύξεων κατά μήκος του
μονοπατιού.
BGP
Η δρομολόγηση μεταξύ αυτόνομων συστημάτων βασίζεται στο πρωτόκολλο συνοριακής πύλης (Border
Gateway Protocol – BGP). Σε αντίθεση με το OSPF είναι κατανεμημένο πρωτόκολλο. Αυτό σημαίνει ότι οι
δρομολογητές που εκτελούν το πρωτόκολλο έχουν διαφορετικές πληροφορίες σχετικά με το δίκτυο. Μια
άλλη βασική διαφορά με το OSPF είναι ότι ο αλγόριθμος BGP είναι ένας αλγόριθμος προτιμώμενου
μονοπατιού αντί ένας αλγόριθμος μετρικής.
Σύγκριση των μοντέλων OSI-TCP/IP
Λόγοι μεγαλύτερης αποδοχής του
μοντέλου TCP/IP έναντι του OSI
 Το μοντέλο OSI:





Χρησιμοποιείται στο σχεδιασμό δικτύων
Είναι θεωρητικό, όχι ιδιαίτερα διαδεδομένο
Διενεργεί σε κάθε επίπεδο ελέγχους
Είναι περίπλοκο και ακριβό
Υπολείπεται σε διάδοση του μοντέλου TCP/IP το οποίο:



Είναι σχετικά απλό και σταθερό
Υποστηρίζεται από κάθε δικτυακή συσκευή και λογισμικό
Πάνω σε αυτό βασίζεται η λειτουργία του Διαδικτύου
Εφαρμογές στο Διαδίκτυο
Application
Application-layer
protocol
Transport Protocol
electronic mail
SMTP
TCP
remote terminal access
Telnet
TCP
Web
HTTP
TCP
file transfer
FTP
TCP
remote file server
NFS
typically UDP
streaming multimedia
Proprietary
typically UDP
Internet telephony
Proprietary
typically UDP
Network Management
SNMP
typically UDP
Routing Protocol
RIP
typically UDP
Ανακεφαλαίωση
Η τεχνολογία TCP/IP χρησιμοποιεί αυτοδύναμα πακέτα (datagrams) και αποτελεί πρότυπο
παγκόσμια αποδεκτό για τη διασύνδεση δικτύων ΗΥ
Το διαδίκτυο το οποίο βασίζεται στην τεχνολογία TCP/IP, είναι το μεγαλύτερο δίκτυο στον
κόσμο με εκατομμύρια μικρότερα δίκτυα συνδεδεμένα σε αυτό
Τα βασικότερα πρωτόκολλα που χρησιμοποιούνται από την τεχνολογία TCP/IP είναι τα IP και
ICMP στο επίπεδο δικτύου και τα TCP και UDP στο επίπεδο Μεταφοράς και ένα σύνολο
πρωτοκόλλων Εφαρμογής
Για τη δρομολόγηση πακέτων από την πηγή στον προορισμό χρησιμοποιούνται IP διευθύνσεις,
οι οποίες αντιστοιχίζονται με φυσικές από το πρωτόκολλο ARP
Το πρωτόκολλο TCP είναι υπεύθυνο για την εγκατάσταση αξιόπιστων ταυτόχρονων δικατευθυντήριων συνδέσεων
Οι κυριότερες εφαρμογές της τεχνολογίας TCP/IP είναι: Telnet, FTP, e-mail, …
Το σύνολο των κόμβων που παρεμβάλλονται κατά την αποστολή ενός πακέτου από την πηγή
ως τον προορισμό αποτελεί το επικοινωνιακό υποδίκτυο
Πως συνδέονται οι υπολογιστές στο διαδίκτυο:
Το Internet αποτελείται από χιλιάδες δίκτυα στα οποία είναι συνδεδεμένοι εκατομμύρια υπολογιστές. Πώς
λοιπόν μπορεί να προσδιοριστεί με ακρίβεια ο υπολογιστής για τον οποίον προορίζονται κάποια δεδομένα;
Με άλλα λόγια, πώς ξεχωρίζει ένας υπολογιστής του Internet από έναν άλλον;
Ένας υπολογιστής συνήθως έχει μόνο μια σύνδεση – ζεύξη στο δίκτυο. Όταν το ΙΡ στον υπολογιστή θέλει να
στείλει πακέτο δεδομένων το κάνει επάνω στη ζεύξη αυτή. Το όριο ανάμεσα στον υπολογιστή και στη
φυσική ζεύξη καλείται διασύνδεση (interface). Θεωρούμε ένα δρομολογητή και τις διασυνδέσεις του.
Επειδή η δουλειά ενός δρομολογητή είναι να δέχεται ένα πακέτο σε μια ζεύξη και να το προωθεί σε μια
άλλη ζεύξη έχει απαραίτητα δύο ή περισσότερες ζεύξεις με τις οποίες είναι συνδεδεμένος. Το όριο
ανάμεσα στο δρομολογητή και σε μια από τις ζεύξεις του ονομάζεται διασύνδεση. Ένας δρομολογητής
λοιπόν έχει πολλαπλές διασυνδέσεις, μια για κάθε μια από τις ζεύξεις του. Επειδή κάθε υπολογιστής είναι
σε θέση να στέλνει και να λαμβάνει πακέτα ΙΡ, το ΙΡ απαιτεί κάθε διασύνδεση υπολογιστή και δρομολογητή
να έχει της δικής της διεύθυνση ΙΡ. Έτσι, μια διεύθυνση ΙΡ σχετίζεται τεχνικά με μια διασύνδεση και όχι με
τον υπολογιστή ή τον δρομολογητή που περιέχει τη διασύνδεση. Σε κάθε υπολογιστή αντιστοιχίζεται μια
μοναδική διεύθυνση, που ονομάζεται διεύθυνση IP (IP address) και η οποία αποτελεί την “ταυτότητα” του
στο διαδίκτυο.
Κάθε διεύθυνση ΙΡ έχει μήκος 32 bit και έτσι υπάρχουν συνολική 232 πιθανές διασυνδέσεις ΙΡ (4
δισεκατομμύρια δυνατές διευθύνσεις ΙΡ). Αυτές οι διευθύνσεις τυπικά γράφονται με τον καλούμενο
δεκαδικό συμβολισμό με τελείες κατά τον οποίο κάθε byte της διεύθυνσης γράφεται στη δεκαδική του
μορφή και χωρίζεται με μια τελεία από τα άλλα bytes της διεύθυνσης. Π.χ. ένας υπολογιστής που βρίσκεται
στο Πανεπιστήμιο ΜΙΤ έχει διεύθυνση 18.75.0.10, ένας άλλος που βρίσκεται στο ΕΜΠ 147.102.154.12 κι
ένας τρίτος που βρίσκεται στο Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας 194.177.200.6.
Μια διεύθυνση IP περιέχει δύο κομμάτια πληροφορίας: Το πρώτο είναι ο αριθμός δικτύου στο οποίο
ανήκει ο υπολογιστής. Θυμηθείτε: το Internet αποτελείται από πολλά διαφορετικά δίκτυα. Κάθε δίκτυο
χαρακτηρίζεται από έναν μοναδικό αριθμό που αποτελεί την “ταυτότητά” του στο Internet. Το δεύτερο
είναι ένας τοπικός αριθμός υπολογιστή που προσδιορίζει τον υπολογιστή μέσα στο συγκεκριμένο δίκτυο.
Κάθε διασύνδεση σε κάθε ΗΥ και δρομολογητή μέσα στο Διαδίκτυο πρέπει να έχει μια διεύθυνση ΙΡ που να
είναι παγκόσμια μοναδική. Αυτές οι διευθύνσεις δεν μπορούν να όμως να επιλεγούν με αυθαίρετο τρόπο.
Ένα τμήμα της ΙΡ μιας διασύνδεσης θα καθοριστεί από το υποδίκτυο στο οποίο συνδέεται.
Π.χ. ένας δρομολογητής που έχει ΙΡ της μορφής 223.1.1.xxx και οι ΗΥ έχουν την ίδια μορφή ΙΡ που σημαίνει
ότι έχουν τα ίδια 24 αριστερά bits στις ΙΡ διευθύνσεις τους.
Η διεθυνσιοδότηση του ΙΡ εκχωρεί μια διεύθυνση στο υποδίκτυο: έστω 223.1.1.0./24 , όπου ο συμβολισμός
/24 είναι γνωστός ως μάσκα δικτύου, δηλώνει ότι τα 24 αριστερά bit της ποσότητας των 32 ορίζουν τη
διεύθυνση του υποδικτύου. Κάθε πρόσθετος υπολογιστής που συνδέεται στο δίκτυο θα απαιτείται να έχει
μια διεύθυνση με τη μορφή 223.1.1.xxx.
Τα x σημαντικότερα bit της διεύθυνσης που έχει τη μορφή a.b.c.d/x αποτελούν το τμήμα δικτύου της
διεύθυνσης ΙΡ και αναφέρεται ως πρόθεμα της διεύθυνσης. Ένας οργανισμός συνήθως παίρνει μπλοκ
συνεχόμενων διευθύνσεων, δηλαδή μια περιοχή τιμών με κοινό πρόθεμα. Σε αυτή την περίπτωση οι
διευθύνσεις ΙΡ συσκευών μέσα στο οργανισμό θα μοιράζονται το κοινό πρόθεμα.

Download Report