Το Internet

1. Το Internet KESHAV An Engineering Approach to Computer Networking

2. Η ανάπτυξη του Internet • To Internet διπλασιάζεται σε μέγεθος κάθε χρόνο από το1969 • Το 1996, 10 εκατομμύρια υπολογιστές μπήκαν στο Internet • Σύντομα όποιος έχει τηλέφωνο είναι πιθανόν να έχει και πρόσβαση στο Internet

3. Πώς είναι; • Το Internet αποτελείται από ένα σύνολο δικτύων οργανωμένων σε μια πολυ-επίπεδη ιεραρχία • 10-100 υπολογιστέςσυνδεδεμένοι σε ένα hubήrouter • Οι ISPs (Internet Service Providers) παρέχουν επίσης απευθίας τηλεφωνική (dialup) πρόσβαση • Πολλές συνδέσεις είναι ασύρματες • Δεκάδες routers σεdepartment backbone • Δεκάδες department backbones συνδεδεμένοι στοcampus backbone • Δεκάδες campus backbones συνδεδεμένοι μεregional service providers • Εκατοντάδες regional service providers συνδεδεμένοι στον εθνικό κορμό • Δεκάδες εθνικοί κορμοί συνδεδεμένοι σεδιεθνείς άξονες κορμών (international trunks)

4. Παράδειγμα δρομολόγησης(routing) # traceroute henna.iitd.ernet.in traceroute to henna.iitd.ernet.in (202.141.64.30), 30 hops max, 40 byte packets 1 UPSON2-NP.CIT.CORNELL.EDU (128.84.154.1) 1 ms 1 ms 1 ms 2 HOL1-MSS.CIT.CORNELL.EDU (132.236.230.189) 2 ms 3 ms 2 ms 3 CORE1-MSS.CIT.CORNELL.EDU (128.253.222.1) 2 ms 2 ms 2 ms 4 CORNELLNET1.CIT.CORNELL.EDU (132.236.100.10) 4 ms 3 ms 4 ms 5 ny-ith-1-H1/0-T3.nysernet.net (169.130.61.9) 5 ms 5 ms 4 ms 6 ny-ith-2-F0/0.nysernet.net (169.130.60.2) 4 ms 4 ms 3 ms 7 ny-pen-1-H3/0-T3.nysernet.net (169.130.1.121) 21 ms 19 ms 16 ms 8 sl-pen-21-F6/0/0.sprintlink.net (144.228.60.21) 16 ms 40 ms 36 ms 9 core4-hssi5-0.WestOrange.mci.net (206.157.77.105) 20 ms 20 ms 24 ms 10 core2.WestOrange.mci.net (204.70.4.185) 21 ms 34 ms 26 ms 11 border7-fddi-0.WestOrange.mci.net (204.70.64.51) 21 ms 21 ms 21 ms 12 vsnl-poone-512k.WestOrange.mci.net (204.70.71.90) 623 ms 639 ms 621 ms 13 202.54.13.170 (202.54.13.170) 628 ms 629 ms 628 ms 14 144.16.60.2 (144.16.60.2) 1375 ms 1349 ms 1343 ms 15 henna.iitd.ernet.in (202.141.64.30) 1380 ms 1405 ms 1368 ms

5. Πώς λειτουργεί το Internet; • Διευθυνσιοδότηση (Addressing) • Πώς να αναφέρεται ένας υπολογιστής στο Internet • Δρομολόγηση (Routing) • Πώς να μεταβιβάζεται ένα μήνυμα εκεί • Πρωτόκολλο του Internet (IP) • Πώς να υλοποιείται η μεταφορά αυτή

6. Ποιοι μηχανισμοί λειτουργούν από πίσω; • Δυο κομβικοί τεχνολογικοί νεωτερισμοί • Πακέτα • Αποθήκευση και προώθηση (store and forward)

7. Τα βασικά χαρακτηριστικά του Internet • Διευθυνσιοδότηση (Addressing) • Δρομολόγηση (Routing) • Έλεγχος τελικού σημείου (Endpoint control)

8. Διευθυνσιοδότηση (Addressing) • Οι διευθύνσεις του Internet ονομάζονται ‘διευθύνσεις IP’ • Σε κάθε host, που είναι συνδεδεμένος στο Internet με μια κάρτα (host-interface card), αντιστοιχεί μια και μοναδική διεύθυνση IP • Οι διευθύνσεις αποτελούνται από μια διμερή ιεραρχία • Αριθμός δικτύου • Αριθμός interfaceή Αριθμός host 135.105.53 100

9. Ένα ενδιαφέρον πρόβλημα • Πόσα bits της διεύθυνσης IP πρέπεινα αντιστοιχούν στον αριθμό δικτύου και πόσα στον αριθμό host; • Αν το Internet αποτελείται από πολλά δίκτυα, το καθένα με μόνο λίγους host, τότε καλύτερα είναι τα περισσότερα bits να πήγαιναν στον αριθμό δικτύου • Αλλά κι αντιστρόφως • Όμως το μέλλον (του Internet) δεν μπορεί να προβλεφθεί! • Διεύθυνση ΙΡ = 32 bits  232 = 4,293,687,296 hosts • Τρια σύνολα τάξεων (classes) των bits (για ΙΡ διευθύνσεις αποτελούμενες από 32 bits – IP version 4) • class A: 8 bits για το δίκτυο, 24 bits για τον host • class B: 16 bits το καθένα • class C: 24 bits για το δίκτυο, 8 bits για τον host

10. Διευθυνσιοδότηση (συνέχεια) • Διάκριση μεταξύ τάξεων (classes) • Από το αρχικό bit • Πρώτο bit = 0=> class A • Δυο πρώτα bits 10 => class B • Τρία πρώτα bits 110 => class C • (Σεποιά class αντιστοιχεί η διεύθυνση 135.104.53.100;) • Πρόβλημα • Αν υπάρχουν περισσότεροι από 256 hosts σ’ ένα δίκτυο, αρκούν οι διευθύνσειςτης class B, που επιτρέπουν 64K hosts => μεγάλη σπατάλη διευθύνσεων • Λύση • Κάθε διεύθυνση αντιστοιχεί σε μιαmaskπου δείχνει τον διαμερισμό • ΔιευθύνσειςCIDR

11. Δρομολόγηση (Routing) • Πώς πάμε σ’ ένα προορισμό δοθείσης της διεύθυνσής του IP; • Πρέπει να ξέρουμε τον επόμενο κόμβο για να φθάσουμε στη συγκεκριμένη διεύθυνση • Αυτό γίνεται με τον πίνακα δρομολόγησης(routing table) • Ο υπολογισμός των routing tables δεν είναι τετριμμένος.. • Ένα απλοποιημένο παράδειγμα

12. Προκαθορισμένοι δρόμοι (Default routes) • Κάθε πίνακας δρομολόγησης πρέπει να περιέχει τον επόμενο κόμβο για κάθε αριθμό δικτύου στο Internet • Υπάρχουν > 80,000 δίκτυα => δεν είναι πρακτικό • Διαφορετικά, να κρατιούνται λεπτομερείς διαδρομές μόνο για τοπικές γειτονιές • Για άγνωστους προορισμούς, χρησιμοποιείται μια προκαθορισμένη (default) διαδρομή • Ελάττωση του μεγέθους των πινάκων δρομολόγησης με κόστος την αύξηση των μη-βέλτιστων διαδρομών

13. Έλεγχος τελικού σημείου (Endpoint control) • Βασική ιδέα σχεδιασμού • Να γίνουν όσο το δυνατό περισσότερα στο τελικό σημείο • Οπότε το δίκτυο γίνεται αδρανές (dumb) • Ακριβώς το αντίθετο από ότι γίνεται στα τηλεφωνικά δίκτυα • Το στρώμα της μεταφοράς τακτοποιεί τα προβλήματα • Transmission Control Protocol (TCP) • Τρέχει πάνω από οποιαδήποτε αξιόπιστη τεχνολογία ζεύξης • Αλλά χωρίς ποιότητα υπηρεσιών • Τροποποίηση του TCP απαιτεί αλλάγές σε κάθε τελικό σημείο