3. Τοπολογίες Δικτύων Στην παράγραφο 1 έγινε λόγος για κόμβους ή καλύτερα σταθμούς στο παραδειγματάκι με τον υπόγειο σιδηρόδρομο. Θα χρειαστεί στο σημείο αυτο να δούμε τον τρόπο με τον οποίο συνδέονται οι κόμβοι - σταθμοί - υπολογιστές (οπως θελετε πειτε τους σε αυτο το σημειο) μεταξύ τους. Τοπολογίες υπάρχουν αρκετές αλλα εμείς θα επικεντρωθούμε σε 4.
3.1 Διαύλου
Σε αυτή την τοπολογία όλες οι συσκεύες συνδέονται με ένα κεντρικό καλώδιο (πχ EThernet) το οποιο ονομάζεται bus ή σπονδυλική στήλη. Η εγκατάσταση αυτη ειναι εύκολη για μικρά δίκτυα.
3.2 Δακτυλίου
Σε αυτή την τοπολογία η σύνδεση μεταξύ των κόμβων γίνεται με την μορφή ενος κλειστού βρόγχου. Κάθε συσκευή συνδέεται άμεσα με τις 2 πλαινές της και το όλο σχήμα ειναι ένας κύκλος. Τοπολογία Δακτυλίου χρησιμοποιεί η IBM στο τοπικό της δίκτυο.
3.3 Αστέρα
Σε αυτη την μορφή φανταστείτε ενα σχήμα σε στυλ αστέρα στο κέντρο του οποίου διαθέτουμε μια συσκευή που ειναι γνωστη ως hub στα δίκτυα. Τα δίκτυα αυτα μπορει να έχουν ευκολία ως προς την εγκατάσταση τους αλλα οι δυσχέρεις εμφανίζονται λόγω του hub.
3.4 Δέντρου
Και τέλος έχουμε την δενδροειδή τοπολογία η οποία συνδυάζει τα 3.1 & 3.3 ειναι δηλαδή Αστέρα και Διαύλου.
Περισσότερα για τις τοπολογίες μπορεί κάποιος να βρεί και εδω -> http://compnetworking.about.com/od/netw ... logies.htm
για λιγο περισσότερες πληροφορίες γιατι εγω δεν θα επεκταθώ παραπάνω παρα μονο επιγραμματικα 1-2 πραγματακια.
4. Συσκευές Δικτύων
Στο σημείο αυτο θα δούμε μερικά πραγματάκια για τους "εκπροσωπους" hardware στο διαδίκτυο. Οπως θα έχετε ηδη καταλάβει το ίντερνετ δεν ειναι τιποτε άλλο απο εκατομμύρια συνδεδεμένες μηχανές - υπολογιστές γενικότερα και ένα σύνολο συνδεδεμένων δικτύων μεταξύ τους ειδικότερα. Επομενως παμε να εξετάσουμε τις διαφορες συσκεύες που χρησιμοποιούνται στα δίκτυα . Καταρχήν έχουμε τον διανομέα hub ο οποίος όπως είδαμε και πιο πάνω παίζει στην τοπολογία αστέρα. Μπορει να συνενώνει ομάδες ΗΥ μεταξύ τους και να επιτρέπει την φυσική επικοινωνία μεταξύ τους αλλα δυστυχως κανει μονο αυτο! Ενας διανομέας δεν γνωρίζει ποιοι υπολογιστές ειναι συνδεδεμένοι μεταξύ τους και επομένως δεν κάνει καμια επεξεργασία ως προς αυτο. Απλα επαναλαμβάνει-αναμεταδίδει το σήμα που λαμβάνει προς όλους και ως εκει(για αυτο και λέγεται και επαναλήπτης εκτος απο διανομέας). Ο λόγος που ίσως προτιμούνται ειναι οτι αποτελούν φθηνές μηχανές αν και τωρα έχουν γινει ιδιαιτερα προσιτοι και οι διακόπτες (οι οποίοι κόβουν και τους sniffers - αλλα οχι 100%)
. Συνεχίζοντας με τις συσκευές υπάρχουν επίσης οι γέφυρες (bridges) οι οποίες συνενώνουν 2 LAN μεταξύ τους. Επιτρέπουν την αποστολή των εκάστοτε δεδομένων προς ένα συγκεκριμένο τοπικό δίκτυο. Οι πύλες Gateways ουσιαστικά "μεταφράζουν" τα δεδομένα κατάλληλα κατα την μεταφορά τους απο το ένα δίκτυο αλλου τυπου σε ενα αλλο δηλαδη απο ενα LAN σε ενα WAN κτλπ. Τυπικό παράδειγμα το ρουτεράκι του σπιτιού μας που αν δεν κάνω λάθος πρέπει να είναι ο "μεταφραστης" DNS για το τοπικο μας δίκτυο για αυτο άλλωστε και στο - Κώδικας: Επιλογή όλων
/etc/resolv.conf
βάζουμε πάντοτε μια ντιρεκτίβα(οδηγία) με την λογική του διεύθυνση.
Στην συνέχεια μπορούμε να κάνουμε λόγο για τους διακόπτες (switchers) οι οποίοι ουσιαστικα αποτελούν απάντηση στην τελειως ανοργάνωτη λειτουργία των διανομέων. Ενας διανομέας θα παραδόσει όλα τα πακέτα σε όλους τους υπολογιστές άσχετα αν ειναι για αυτούς ή οχι! Απεναντίας ένας διακόπτης όταν λαμβάνει κάποιο μήνυμα το στέλνει στον παραλήπτη για τον οποιον προορίζεται υπάρχει δηλαδη παράδοση μηνυμάτων στην κατάλληλη συσκευή . ΟΙ διακόπτες ειναι γενικά μια λύση και στους αναλυτές δικτύου packet sniffers καθως αχρηστεύουν την δυνατότητα τους να κανουν "eavesdropping" δηλαδη συλληψη πακέτων που δεν τους ανήκει. Φυσικα ομως κατι τετοιο δεν ειναι καθολου απόλυτο μιας και αν "βομβαρδίσεις" εναν διακόπτη με πολλά πακέτα τοτε μπαίνει σε μια λειτουργία γνωστη και ως failopen mode και αρχιζει να λειτουργει σαν διανομέας. Κοινώς επειδη έχει μάθει να δουλευει πιο οργανωμένα "τρελαίνεται"
Συνοψίζοντας λοιπον ένας διακόπτης διαθέτει μεγαλύτερη "νοημοσύνη" (και υψηλότερη τιμή -οχι μεγάλη βεβαια-) απο έναν hub. Οι διακόπτες μπορούν να πετύχουν μεγαλύτερες επιδόσεις απο τους αντίστοιχους επαναλήπτες. Αυτο συμβαίνει και επειδη σε ένα δίκτυο Ethernet βασισμένο σε διανομείς συνεχίζουν να αντιμετωπίζονται τα βασικά μειονεκτήματα του ethernet επειδη η απόδοση μειώνεται καθώς το traffic αυξάνεται και κανεις αλλος ΗΥ δεν μεταδίδει εκτος αν η γραμμή ειναι free(εξετάζεται απο την μέθοδο πρόσβασης CSMA / CD που θα δούμε στο επίπεδο 2 του TCP/IP ) ενω κάθε προσαρμογέας πρέπει να λαμβάνει και να επεξεργάζεται κάθε πλαίσιο που τοποθετείται στο ethernet (βλέπε και επίπεδο πρόσβασης δικτύου στο οποίο αν θα ακούνε τελικά όλοι μέσα στο κοινό μέσο εξαρτάται και απο την συσκευή που χρησιμοποιείται) .Στο επίπεδο δικτύου οι συσκευές που παίζουν συνήθως ειναι οι δρομολογητές , σε αυτο το επίπεδο οπως θα δούμε και σε επόμενα θρεντς η κύρια λειτουργία είναι η δρομολόγηση! Ένας δρομολογητής επιπέδου δικτύου λοιπον ουσιαστικά ελέγχει γενικά την κίνηση της πληροφορίας στο ίντερνετ. Φυσικα εδω θα πρέπει να τονίσουμε πως δρομολογητές δεν συναντά κανείς μονο σε αυτο το επίπεδο αλλα και σε άλλα οπως και ένας διακόπτης ο οποιος θα προωθήσει δεδομένα ανάλογα με την διεύθυνση IP στο επιπεδο δικτύου ονομάζεται διακόπτης Επιπέδου 3.
Οταν λοιπον προκειται για μεταφορά πληροφορίας μεταξυ πολλων διαφορετικών δικτύων(υποδικτύων) δηλαδή τοτε οι δρομολογητές ελέγχουν τον προορισμό και φροντίζουν πάντα με βάση την κίνηση που επικρατεί να στείλουν το πακέτο στον δρομολογητή που βρίσκεται πιο κοντά στον επιθυμητό προορισμό. Αυτες οι λειτουργίες επιτελούνται με βάση τους πίνακες που διατηρεί ενας δρομολογητής (με πεδία DESTINATION - NEXT HOP) και με βάση αλγόριθμους δρομολόγησης αλλα αυτα θα τα δούμε σε επόμενα θρεντς. Ένας δρομολογητής ειναι γενικά πιο εξελιγμένη συσκευή απο τους hubs και τους διακόπτες.Τεχνικά οι διακόπτες λειτουργούν σε επίπεδο 2 TCP/IP - OSI ενω ενας δρομολογητής σε επίπεδο 3.
Άραγε τελειώσαμε με τις συσκευές ενος δικτύου? Σίγουρα οχι. Διοτι μια ακόμη συσκευή δικτύου είναι η κάρτα δικτύου
. Μια κάρτα δικτύου διαθέτει μια φυσική μοναδική διεύθυνση και έχει σχεδιασθεί ωστε να λαμβάνει δεδομένα τα οποία θα σταλούν σε αυτη την φυσική διεύθυνση. Περισσότερα για τις διευθύνσεις MAC θα δουμε στο μάθημα νο2 για το επίπεδο πρόσβασης δικτύου. Γενικός κανόνας πρέπει να ειναι οτι πέρα απο αυτά που έχουμε πει για τις συσκευές παραπάνω και άλλα ακομη τα οποία θα διαβάσετε στο ίντερνετ σε διάφορες πηγές αξιόπιστες ή μη , θα πρέπει πάντοτε να συμβουλευόσαστε το manual της εκάστοτε συσκευής , για το τί λειτουργίες και χαρακτηριστικά μπορεί να υποστηρίξει περα απο τις προτυποποιήσεις. Πχ μπορεί να υπάρχει WPA2 το οποίο προσφέρει πιο ασφάλες δίκτυο (αν φυσικά συμβάλει και ο χρήστης σε αυτο με την δημιουργία σωστα σχηματισμένων κωδικών) αλλα μπορεί το μηχανημά μας να μην το υποστηρίζει , απλά δίνω ενα παράδειγμα.
5. Πρωτόκολλα Δικτύων
Στο σημείο αυτο θα δώσουμε μονο τον ορισμό του τι ειναι πρωτόκολλο επικοινωνίας Καταρχην για να ξεκαθαρίσει κάποιος την έννοια θα πρέπει να ξεκαθαρίσει 3 "πραγματα" στο μυαλό του. 1. -> Λογισμικό 2. -> Πρωτόκολλο 3.-> Επίπεδο , αυτες ειναι 3 εννοιες στα δίκτυα που κάποιες φορες παρερμηνεύονται. Για παράδειγμα έχω ακούσει αρκετές φορές να μπερδεύεται το FTP και να νοειται οτι ειναι στο επίπεδο μεταφοράς ενω ειναι ενα καθαρό πρωτόκολλο επιπέδου εφαρμογής. Και κυριως αυτο το λάθος το έχω κάνει και εγω για να μην μέμφομαι άλλους άδικα και για να ειμαι και ειλικρινής με ολους τους υπολοιπους
, το επίπεδο που θα το δούμε και πιο κάτω στην στοιβα του OSI ή του TCP/IP (ΕΙΝΑΙ διαφορετικα αυτα τα 2 ) ειναι ουσιαστικα ενα σημείο στην δικτυακή λειτουργία το οποιο μοντελοποιείται με βάση την λειτουργια του. Το πρωτοκολλο ειναι οι κανονες βαση των οποιων θα υλοποιηθει αυτη η λειτουργια
και τελος το λογισμικο (δηλαδη ο κώδικας ) είναι εκεινο που θα υλοποιησει το πρωτοκολλο και φυσικα θα προάγει και την "φιλοδοξια" του επιπέδου.Τι εννοώ? Έστω οτι βρισκόμαστε στο επίπεδο δικτύου. Η "φιλοδοξια" του επιπέδου μεταφοράς είναι να δημιουργεί αξιόπιστες συνδέσεις ανάμεσα σε εναν client και εναν server (μια απο τις φιλοδοξιες ας πουμε βασικα γιατι οπως θα δούμε υπαρχουν και αλλες) , αυτος ειναι ο στόχος του και η διαδικασία της τριημερούς χειραψίας -oι κανόνες για ανταλλαγή μηνυμάτων σε ένα δίκτυο- με βάση την οποια / οποίους δημιουργείται η σύνδεση αποτελεί το πρωτόκολλο διοτι ορίζει την διαδικασία της επικοινωνίας στο δίκτυο. Φυσικά το πρωτόκολλο μπορει να ορίζει και άλλα πράγματα οπως το τι ειναι μια μονάδα δεδομένων και ποιες πληροφορίες θα πρέπει να περιέχει αυτη ωστε ο υπολογιστής λήψης να μπορει να μεταφράσει σωστά το μήνυμα. Ο κωδικας που υλοποιεί την παραπάνω διαδικασία έχει να κάνει με τα sockets. (υπάρχουν κλήσεις συστήματος στην C που υλοποιούν αυτη την διαδικασία).
6. Το TCP/IP
Στο σημείο αυτό θα δούμε την στοίβα πρωτοκόλλων του TCP / IP (το TCP/IP δεν ειναι συμβατό με το μοντέλο OSI) αλλα επειδή τα 2 μοντέλα είχαν παρόμοιους στόχους και υπήρξε αρκετη αλληλεπίδραση μεταξυ των σχεδιαστών αυτων των 2 προτύπων και ως αποτέλεσμα υπάρχει μια συμβατότητα.
Ειναι αλλωστε συνηθισμένο να δείτε την ορολογία OSI να χρησιμοποιείται στο TCP/IP.
Παρολο που υπάρχουν αρκετες εικόνες στο ίντερνετ σχετικα με αυτο εγω θα το φτιάξω "πατροπαράδοτα" και στην συνέχεια θα δούμε τα επίπεδα του συνοπτικά μιας και καθενα απο αυτα θα εξετασθεί λεπτομερέστερα σε 4-5 επόμενα θρέντς.
- Κώδικας: Επιλογή όλων
================================
APPLICATION LAYER
================================
TRANSPORT LAYER
================================
NETWORK LAYER
================================
DLL LAYER
================================
PHYSICAL LAYER
================================
PHYSICAL LAYER => ΦΥΣΙΚΟ ΜΕΣΟ Σε αυτο το επίπεδο , ή μαλλον αυτο το επίπεδο έχει μια "φιλοδοξια" οπως ειπαμε και πιο πάνω ή καλυτερα για να μην μπερδευτούμε με τις λεξεις έχει απλα μια βασική λειτουργία... σε αυτο το επίπεδο οι σχεδιαστές αποφάσισαν να γίνεται (δεν μπορουσαν να κανουν και αλλιως χεχεχεχ) η μετατροπή των δεδομένων απο αναλογικό ή ηλεκτρικό σήμα για να περάσουν απο το μέσο μετάδοσης και να επιβλεπεται η μεταφορά των δεδομένων. Η λειτουργία αυτού του επιπέδου είναι η μετατροπή των bits σε ηλεκτρικά ή οπτικά σήματα τα οποία μπορούν να μεταφέρουν πληροφορία απο τον έναν υπολογιστή στον άλλον μεσω ενος μέσου μετάδοσης. Το φυσικό επίπεδο καθορίζει τα μέσα για την μετάδοση του σήματος , δημιουργείται ο συρμός απο bit . Εικόνες , ήχος , κείμενο και άλλα δεδομένα μεταφέρονται σε ένα δίκτυο με την μορφή ηλεκτρικών σημάτων σε χάλκινα καλώδια , σαν ραδιοκύματα στο κενό ή σαν οπτικά κύματα μεσα απο οπτικές ίνες , πριν μεταφερθεί μέσα σε ένα δίκτυο η πληροφορία πρεπει να μετατραπεί σε ηλεκτρικά ή οπτικά σήματα και αυτη ακριβώς ειναι η βασική λειτουργία του επιπέδου αυτου.
DLL LAYER => Επίπεδο ζεύξης δεδομένων Σε αυτο το επίπεδο ουσιαστικά το πακέτο θα παραληφθεί απο τον υπολογιστή που έχει πάνω την διευθυνσή του. Το επίπεδο αυτο "σπαει" σε υποεπίπεδα -> MAC (Medium Access Control ) & LLC (Logical Link COntrol) . Επειδή σε αυτο το επίπεδο μιλάμε για τοπικά δίκτυα <=> LAN's έπεται οτι πολλοί κόμβοι μοιράζονται μια κοινή ζεύξη , συνεπώς χρειαζόμαστε κατι το οποίο θα ρυθμίζει την πρόσβαση ωστε να μην υπάρχουν συγκρούσεις. Το υποεπίπεδο MAC λοιπον ρυθμίζει ακριβώς αυτο το σενάριο .Το LLC χρησιμοποιεί στην συνέχεια τις μεταδόσεις οι οποίες ρυθμίστηκαν απο το MAC και κάνει έλεγχο λαθών. Βλέπουμε λοιπον πως κάθε επίπεδο (αν και δεν έχουμε τελειώσει ακομη με την διαστρωμάττωση) υλοποιεί βασικές λειτουργίες που χρειάζονται στην δικτύωση των υπολογιστών.
NETWORK LAYER => Επίπεδο Δικτύου Σε αυτο το επίπεδο η κύρια λειτουργία ειναι η δρομολόγηση γενικότερα και εκτός τοπικού δικτύου με βάση τους πίνακες δρομολόγησης που διαθέτουν οι δρομολογητές. Ο ρόλος του επιπέδου αυτού ειναι η παράδοση των δεδομένων στο κατάλληλο τοπικό δίκτυο. Οι πίνακες δρομολόγησης παίζουν καθοριστικό ρόλο σε αυτο.
TRANSPORT LAYER => Επίπεδο Μεταφοράς Όταν το πακέτο θα παραληφθεί απο το επίπεδο του δικτύου τότε θα γίνει εγκαθίδρυση της σύνδεσης μεσω του TCP Handshake και στην συνέχεια αυτο θα παραδοθεί στην κατάλληλη πορτα - υποδοχή στην υπηρεσία που το ζήτησε
μια σύνδεση σε αυτο το επίπεδο χαρακτηρίζεται απο την τετράδα { IPsource , IPdestination , Port source , Port destination } αλλα θα δουμε πως οταν χρησιμοποιειται διαφορετικο πρωτόκολλο σε επίπεδο μεταφοράς απο το κλασσικό TCP η παραπάνω 4-αδα δεν ειναι απόλυτη!
APPLICATION LAYER => Επίπεδο Εφαρμογής Σε αυτο το επίπεδο έχουμε συστατικά που παρέχουν υπηρεσίες στις εφαρμογές χρήστη και υποστήριξη πρόσβασης στο δίκτυο μέσω του web πχ. Ειναι το υψηλότερο επίπεδο στην σουίτα πρωτοκολλων του TCP/IP
Το TCP/IP λοιπον καθως και το OSI αποτελούν πρότυπα και μοντέλα τα οποία περιγράφουν τις συνολικές λειτουργίες σε ένα δίκτυο επικοινωνίας σε επίπεδα. "Σπάμε" τις λειτουργίες και τις βάζουμε σε επίπεδα (Διαιρεί και βασίλευε) για αυτο και πιο πάνω στην παράγραφο με τα πρωτόκολλα επισήμανα πως καθε επιπεδο ειναι ενα σημείο στην δικτυακή λειτουργία το οποιο μοντελοποιείται με βάση την λειτουργια του.
Τέλος μπορει κάποιος λιγο πριν κλείσουμε να δει την σύγκριση μεταξυ των 2 μοντέλων (TCP/IP & OSI)
Η εργασία υπάγεται στην άδεια Creative Commons Αναφορά-Μη εμπορική χρήση-Παρόμοια διανομή 3.0 Ελλάδα
