Ο σκοπός της παρουσίασης θα ειναι ακριβής , περιεκτικός και ταυτόχρονα αναλυτικός και απλός. Λοιπον ξεκιναμε??? Παμε!
ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ :
MEΡΟΣ Α'
Εισαγωγή
1.1 Τι είναι ενα Δίκτυο?
1.2 Γιατι Δίκτυα
2. Κατηγοριοποίηση Δικτύων
2.1 Ως προς το μέσο μετάδοσης.
2.2 Ως προς τον τρόπο πρόσβασης.
2.3 Ως προς την κάλυψη.
================================
ΜΕΡΟΣ Β'
3. Τοπολογίες Δικτύων
3.1 Διαύλου
3.2 Δακτυλίου
3.3 Αστέρα
3.4 Δέντρου
4. Συσκευές Δικτύων
5. Πρωτόκολλα Δικτύων
6. Το TCP/IP
1.1 Όποτε παίρνω το μετρό για να διανύσω κάποια απόσταση στην Αθήνα , πάντα συμβουλεύομαι το σχήμα που έχει πάνω απο τις πόρτες και δείχνει την διαδρομή ενώνοντας τους κόμβους-στάσεις με μια πράσινη γραμμή είτε με μια κόκκινη. Ακριβώς αυτό περιγράφει ένα δίκτυο σταθμών. ΤΟ δίκτυο του μετρό (σχηματικά) πάντα και ως προς την λογική σχεδίασης δεν διαφέρει πολυ απο ενα δίκτυο. Πράγματι ένα δίκτυο είναι ένα σύνολο υπολογιστών ή συσκευών (για παράδειγμα οι δρομολογητές οι οποίοι θα εξετασθούν κ στην συνέχεια) που συνδέονται μεταξύ τους μεσα απο κανάλια επικοινωνίας και μπορούν να ανταλάξουν πληροφορίες και να επικοινωνήσουν. Ακριβώς οπως και το δίκτυο του ΜΕΤΡΟ το οποίο συνδέει μεταξυ τους , τους σταθμούς μεσω ενος καναλιού "επικοινωνίας" το οποιο στην προκειμένη περίπτωση και για αυτο το παράδειγμα είναι κοινό.
Σε ένα δίκτυο οι αιτήσεις και τα δεδομένα τα οποια προέρχονται απο έναν υπολογιστή Α περνούν κατα μήκος και μεσα απο μέσα μετάδοσης - κανάλια επικοινωνίας ( που μπορεί να είναι ένα καλώδια ή ο αέρας αν πρόκειται για ασύρματη σύνδεση ΠΡΟΣΟΧΗ!!! -> Η φύση του μέσου μετάδοσης καθορίζει τον τύπο της επικοινωνίας αλλα κ του δικτύου μας. Για παράδειγμα αν το μέσο ειναι ενσύρματο τοτε έχουμε Δίκτυο => Ενσύρματο σε αντίθετη περίπτωση οπου το μέσο μετάδοσης ειναι ασύρματο τότε έχουμε Δίκτυο => Ασύρματο και το ίδιο πρόχειρο σχήμα ισχύει και για την επικοινωνία αν δηλαδη μέσο μετάδοσης ενσύρματο τότε επικοινωνία => Ενσύρματη και άν μέσο μετάδοσης ασύρματο τοτε επικοινωνία??? => Ασύρματη
. Όλα αυτά σε μια πρόταση δηλώνουν ξεκάθαρα οτι : Έχω ένα ενσύρματο/ασύρματο δίκτυο το οποίο μου δίνει την δυνατότητα της ενσύρματης/ασύρματης επικοινωνίας.)ΣΥμφωνα με τα παραπάνω λοιπον ο Α μπορεί να στείλει δεδομένα σε έναν Β όποια και αν είναι η φύση του δικτύου ασύρματη ή ενσύρματη ενω ο Β μπορεί να απαντήσει στέλνοντας και αυτος δεδομένα πίσω στον Α και έτσι αυτες οι 2 οντότητες λέμε οτι σχηματίζουν ενα απλό δίκτυο μεταξύ τους. Τα δεδομένα που στέλονται ουσιαστικά είναι μηνύματα. ΑΚριβώς ως εδώ ειναι ενας απλός-απλοικός ορισμός για το τί ειναι ενα Δίκτυο διοτι στην πράξη τα Δίκτυα ειναι πολυ μεγαλύτερα απο αυτο το μοντέλο και σιγουρα πιο πολύπλοκα διατηρώντας όμως την βασική τους ανάγκη ιδια και αυτή είναι η μετάδοση των δεδομένων.
1.2 Μια απλή ερώτηση θα μπορούσε να είναι ακριβώς αυτη. Γιατί Δίκτυα? Γιατι TCP/IP? Η Δεύτερη δεν θα απαντηθεί τώρα
απλα σας προιδεάζω !!! Μέσω των δικτύων εκμεταλευόμαστε κάτι. Όπως και με τους υπολογιστές , αλλιώς δεν θα χρησιμοποιούσαμε τιποτα απο τα 2. Ετσι δεν είναι? ΑΥτο που εκμεταλέυεται κάποιος λοιπον μέσω των δικτύων ειναι η ταχύτητα του φωτός με την οποία ταξιδεύει η πληροφορία απο το ένα άκρο του κόσμου στο άλλο(πρακτικά βεβαια και όχι θεωρητικά οι ταχύτητες αυτες είναι αρκετά μικρότερες εκτος και αν μιλάμε για δορυφορικές επικοινωνίες στις οποίες το σήμα οντως ταξιδεύει στο κενό σε άλλες περιπτώσεις έχουμε 2,3 * 10^8 m/s και 2 * 10^8 m/s για ομοαξωνικό και οπτική ίνα αντίστοιχα... ο Υπολογιστής Α βρίσκεται στην Κίνα ενω ο Β στον Καναδά -δεν εχει καμία σημασία- οι αποστάσεις εκμηδενίζονται και η επικοινωνία γίνεται δυνατή ακόμη και στα πιο απομακρυσμένα μέρη (καλά αυτο δεν ειναι και 100% έγκυρο γιατι θα πρεπει να υπάρχει δίκτυο και εκει) Επομένως μιας και ορίσαμε τι είναι ενα δίκτυο , ποια η φύση του και που μας χρησιμεύει πάμε τωρα να δούμε και μερικές κατηγορίες απο δίκτυα που μπορεί κάποιος admin να συναντήσει στην καριέρα του
2. Κατηγοριοποίηση Δικτύων
2.1 Ως προς το μέσο μετάδοσης. Στην 1.1 παράγραφο η φύση ενος δικτύου οπως ακριβώς παρουσιάστηκε (ενσύρματο/ασύρματο) ταυτόχρονα ειναι και ιδιότητα η οποία το κατηγοριοποιεί. Μπορείς να κατηγοριοποιήσεις ένα δίκτυο με το αν ειναι ενσύρματο ή ασύρματο. Ωραία Γιατι? Γιατί μπορεις να κατηγοριοποιήσεις ενα δίκτυο με το αν ειναι ενσύρματο ή ασύρματο? Λόγω ετικέτας?? Αυτο ειναι ενσύρματο , το άλλο ασύρματο κτλπ. Όχι. Θα πρέπει να σκεφτόμαστε πιο αναλυτικά για να μπορέσουμε να κάνουμε κτήμα μας αυτές τις βασικές αρχικές έννοιες των δικτύων. Πέρα λοιπον απο το μέσο μετάδοσης (η καλύτερα την φύση του μέσου μετάδοσης) η κατηγοριοποίηση υφίσταται ή καλύτερα έχει νόημα ύπαρξης επειδή δεν παίζουν ακριβώς οι ίδιες λειτουργίες και μηχανισμοί που παίζουν στα ενσύρματα. Για να το κανω ακομη πιο συγκεκριμένο θα βάλω στο παιχνίδι και τις κινητές επικοινωνίες. Αν και δεν αποτελεί αντικείμενο αυτού του οδηγού μιας και δεν θέλω να χαθούμε φανταστείτε μονο οτι σε ένα ασύρματο κινητό δίκτυο οι οντότητες ειναι τελείως διαφορετικές καθώς και η διαστρωμάτωση (ειδικά στο φυσικό μέσο). Ένα χαρακτηριστικό που ξεχωρίζει τα ασύρματα δικτυα άλλωστε ειναι το γεγονός οτι οι κόμβοι του ειναι κινητοί αυτο σημαινει πως το δίκτυο θα πρεπει καταρχην να είναι ικανό να αποκρίνεται σε τυχον αλλαγη των θεσεων των συσκευων οι οποιες βρίσκονται στο συγκεκριμένο ασύρματο δικτυο , διαφορά με το ενσύρματο ειναι σε αυτη την περίπτωση οτι εκει παίζει σταθερότητα για τον απλούστατο λογο οτι αν μια συσκευή πχ ενας υπολογιστής μετακινηθεί σε διαφορετικό τμήμα του δικτύου θα πρέπει να διαμορφωθεί με μια διαφορετική διευθυνση για να δουλέψει ειδαλλως παπαλα
. 2.2 Ως προς τον τρόπο πρόσβασης.Τα Δίκτυα σε αυτό το σημείο μπορούμε να τα διακρίνουμε σε Δημόσια κ Ιδιωτικά . Παραδείγματα Δημόσιων Δικτύων αποτελούν για παράδειγμα τα hotspot πχ Το Δημόσιο Ασύρματο Δίκτυο στον δήμο της Kω. Ένα Ιδιωτικό δίκτυο απο την άλλη μπορεί να είναι της IBM με ιδιωτικές μισθωμένες γραμμές ή ενα VPN (Virtual Private Network) είναι ένα δίκτυο το οποιο πάντα μεταφέρει εμπιστευτικές και ευαίσθητες πληροφορίες και για αυτο τον λόγο πρέπει να παραμένει ιδιωτικό απο ολο τον υπόλοιπο κόσμο. Κάτι παρόμοιο με τα προσωπικά και απόρρητα στοιχεία - ευαισθησία προσωπικών δεδομένων- κτλπ. Ωραία και με αυτή την κατηγοριοποιήση αλλα και πάλι μας έρχεται το ερώτημα Γιατί? Γιατι να έχει νόημα και λόγο ύπαρξης αυτή η κατηγοριοποίηση? Αυτο έχει να κάνει καθαρά με την ασφάλεια - στα μεν ιδιωτικά δίκτυα- οι πληροφορίες πρέπει να παραμένουν κρυφές και άγνωστες (αυτες δηλαδη που μεταδίδονται μεταξυ 2 υπολογιστών -σκεφτείτε ξανα το απλό παράδειγμα της παραγράφου 1) απο μη εξουσιοδοτημένους χρήστες. Απο την άλλη η ασφάλεια δεν υφίσταται (απο πλευράς δικτύου) στο δημόσιο Δίκτυο. ΕΠομένως στο μεν ιδιωτικό η φιλοσοφία και οι αρχές ακολουθούν δυνατη ασφάλεια. Και είναι στην "ευθυνη" του δικτυου ενω στην μεν δεύτερη περίπτωση είναι δικιά σου ευθύνη να βάλεις ασφάλεια χρησιμοποιώντας ας πούμε κάποιο βασικό πρωτόκολλο ασφάλειας οπως ειναι το SSL (Secure Socket Layer) κτλπ.
2.3 Ως προς την κάλυψη. Στο σημείο αυτο θα ξεχάσουμε και τις ασφάλειες , θα ξεχάσουμε και το κανάλι επικοινωνίας και θα λάβουμε υπόψιν μας την κάλυψη του δικτύου (γεωγραφική) . Τα δίκτυα μπορεί να εκμηδένισαν τις αποστάσεις αλλα φυσικά αυτο δεν αποτελεί λόγο που δεν θα πρέπει να λάβουμε υποψιν την γεωγραφική τους κάλυψη και ακόμη καλύτερα την "ακτίνα" επέκτασης τους για να τα διακρίνουμε και να τα κατηγοριοποιήσουμε οπως ακριβώς κάναμε και στις παραπάνω υποπαραγράφους. Ετσι λοιπον ένα δίκτυο εξετάζεται ως προς ποια ακριβώς απόσταση μπορεί να καλύψει και έπειτα κατηγοριοποιείται . Θα ξεκινήσουμε απο τα δίκτυα τα οποία καλύπτουν την μικρότερη απόσταση και συνεχώς θα ανεβαίνουμε. Επομένς θα έχουμε :
1. BAN networks
Η μικρότερη απόσταση που θα μπορούσε να καλυφθεί απο ένα δίκτυο ειναι η μικρότερη δυνατή που θα μπορούσε να σκεφτεί κάποιος. Σε απόσταση "αναπνοής" απο το σώμα , καλύτερα ακριβως πάνω στο σώμα έχουμε τα δίκτυα αισθητήρων -> ΒΑΝ => Body Area Network τα οποία έχουν εφαρμογές στην ηλεκτρονική ιατρική και τοποθετούνται στο ανθρώπινο σώμα με σκοπό την παρακολούθηση παραμέτρων για την υγεία του ανθρώπου.
2. PAN & WPAN
Επόμενη κατηγορία αποτελούν τα Personal Area Network τα οποία ως προς την απόσταση δεν ξεπερνούν ένα δωμάτιο ή μια κατοικία. Μπορεί κανείς να καταλάβει καλύτερα για τι ακριβώς γίνεται λόγος αν αναλογιστεί την ίδια κατηγορία αλλα σε ασύρματα. Τα WPAN => Wireless PAN ουσιαστικα τυπικα παραδείγματα αποτελούν το Bluetooth και το Zigbee . To Bluetooth ήταν free και δωρεαν επειδή στο φυσικό επίπεδο το κανάλι διέθετε εύρος ζώνης συχνοτήτων απο 2.4 - 2.485 GHz . Συσκευές δηλαδη μέσα σε εμβέλεια 10-100m ανταλλάζουν δεδομένα με ρυθμό 1Mbps για το 1.2v και μέχρι 3Μbps για το 2.0v. Για να αποφευχθεί η παρεμβολή των πακέτων με άλλες συσκευές οι οποίες βρίσκονται και αυτές στην περιοχή αυτή η διαμόρφωση βασίζεται σε γρήγορα hopping συχνοτήτων. Αλλα δεν θα αναφερθούμε άλλο στις προδιαγραφές του φυσικού μέσου για το Bluetooth γιατι ξεφεύγουμε απο τον σκοπό μας.
3. LAN & WLAN Το LAN φαντάζομαι ειναι γνωστό σε όλους μας. Ειναι το τοπικό μας δικτύο. Το τοπικό Δίκτυο υφίσταται απο την πρίζα του σπιτιού μας που έχει τον διαχωριστή γραμμής ο οποίος διαχωρίζει τα 2 κανάλια (ίντερνετ & τηλεφωνία) και στην συνέχεια συνδέεται το μεν ενα καλώδιο στο τηλέφωνο και το μεν άλλο στο ρουτεράκι. Ωραία ως εδώ αλλα γιατι γίνεται αυτο? Αυτο γινεται επειδη θα πρέπει να διαχωρίζονται οι συχνότητες που περνάνε κάθε φορά διαφορετικά θα υπάρχουν προβλήματα στην επικοινωνία λόγω θορύβου ο οποιος υποβαθμίζει την επικοινωνία με παράσιτα (τηλεφωνική) ή με λάθη στα πακέτα (αλλαγή στην θέση των bit) για την επικοινωνία μέσω ίντερνετ. Πιο συγκεκριμένα μιας και μελετάμε την περίπτωση του προσωπικού τοπικού μας δικτύου στο σπιτι. Ο διαχωριστής γραμμής ουσιαστικά αποτελείται απο 2 φίλτρα. Τα φίλτρα ειναι διατάξεις οι οποίες με βάση καποια κριτήρια (κριτήρια κατασκευής) αποφασίζουν ποιες συχνότητες θα αφήσουν να περάσουν. Το υψιπερατό αφήνει τις συχνότητες του ίντερνετ να περνάνε και κόβει τις χαμηλές. Ενω ένα Χαμηλοπερατό Low Pass Filter αφήνει να περνάνε οι χαμηλές και κοβει τις υψηλές . Ωραια ως εδω... αλλα γιατι ετσι? Διοτι το Εύρος ζώνης της φωνής ειναι 4KHz => 4 * 10^3 = 4000 Ηz. Το WLAN είναι το αντίστοιχο τοπικό ασύρματο μιας και το κανάλι επικοινωνίας πλεον ειναι ο αέρας (δεν χρησιμοποιούμε το κίτρινο EThernet καλώδιο που μας είχουν δώσει δηλαδή όταν πέρναμε τον εξοπλισμό) για αυτο και W δίπλα απο το LAN. ΣΤο σημείο αυτο θα ήθελα να συμβουλέψω όσους χρησιμοποιούν ασύρματο κανάλι να προσέξουν ιδιαίτερα στο κλειδί που χρησιμοποιούν (κωδκός πρόσβασης) για το δικτυο τους. Το καλύτερο κρυπτοσύστημα του κόσμου βγαίνει άχρηστο όταν τα κλειδιά είναι αδύναμα( ατόφιες αγγλικές λέξεις / default κωδικοι πρόσβασης κτλπ) πρακτικά το κλειδί είναι η μεταβλητή που διαλέγουμε εμείς (σύστημα κρυπτογράφησης στο οποίο το κλειδι το διαλέγει ο χρήστης) και μπαίνει στον κρυπταλγόριθμο που χρησιμοποιεί το πρότυπο WPA / WPA2 ο αλγόριθμος αυτος είναι γνωστός. (AES) Επομένως εκείνο που χρειάζεται ειναι να προστατευούμε δημιουργώντας και θέτοντας σε ισχύ εναν δυνατό κωδικό πρόσβασης (καλά σχηματισμένος κωδικός)
4. ΜΑΝ & WMAN
Μετα την παραπάνω παρένθεση για το ασύρματο που εμφανίζεται παντού οπου παίζει ασύρματη δικτύωση , θα εξετάσουμε μια άλλη κατηγορία δικτύων γνωστά ως Metropolitan Area Network τα μητροπολιτικά δίκτυα συνήθως καλύπτουν μια πόλη ή μια πανεπιστημιούπολη. Συνήθως συνδέουν μεταξύ τους τα τοπικά δίκτυα και παρέχουν μια διασύνδεση προς τα WAN (Wide Area Network) ευρείας κάλυψης ή το διαδίκτυο.
5. WAN & WWAN
Tα WAN δίκτυα καλύπτουν μεγάλες γεωγραφικές περιοχές . Μπορεί να τα φανταστεί κάποιος να συνδέουν διαφορετικές πόλεις ακόμη και μια ολόκληρη Ήπειρο για παράδειγμα τα γραφεία μιας Πολυεθνικής που δραστηριοποιείται παγκόσμια στην Ευρωπη πχ. Μπορούν δηλαδη να συνδέουν περισσότερα απο ένα τοπικά δίκτυα ή ομάδες τοπικών δικτύων. Για αυτο και ενα MAN χρησιμοποιώντας ενα δίκτυο κορμού οπως οι οπτικές ίνες μπορεί να αποτελέσει διασύνδεση προς ενα WAN
Μπορεί λοιπον κάποιος και σύμφωνα με την ανάλυση που προηγήθηκε να έχει στο μυαλό του την διάταξη των παραπάνω κατηγοριοποιημένων δικτύων (ως προς την κάλυψη) ως εξης:
- Κώδικας: Επιλογή όλων
BAN < PAN < LAN < MAN < WAN
Εδω τελειώσαμε με το μέρος Α' το έσπασα μιας και αρχικά θα έβγαινε πάρα πολυ και ισως να κούραζε τον αναγνώστη επομένως σκέφτηκα να το χωριω - σπάσω σε 2 κομμάτια. Βέβαια τα περιεχόμενα αναφέρονται σε ολο συνολικα αλλα απο το 3 και κατω θα τα δουμε στο Μέρος Β'
Η εργασία υπάγεται στην άδεια Creative Commons Αναφορά-Μη εμπορική χρήση-Παρόμοια διανομή 3.0 Ελλάδα
.
