SOCS Hoofdstuk 5 Computernetwerken. Inhoud 1.Inleiding 2.Fysische Laag 3.Dataverbindingslaag...
-
Upload
patricia-eilander -
Category
Documents
-
view
224 -
download
2
Transcript of SOCS Hoofdstuk 5 Computernetwerken. Inhoud 1.Inleiding 2.Fysische Laag 3.Dataverbindingslaag...
SOCS
Hoofdstuk 5
Computernetwerken
Inhoud
1. Inleiding
2. Fysische Laag
3. Dataverbindingslaag
4. Lokale Netwerken
5. Netwerklaag
6. Netwerken verbinden: internet
7. Transportlaag
8. Naamdiensten
9. Toepassingen
3
1. Inleiding
mainframmainframee
niet-grafische terminals
1960 ... 1970 ...
4
1. Inleiding (verv.)
1980 ...
PC ofPC of workstationworkstation
serverserver
5
1. Inleiding (verv.)
1.1 Waarom Computernetwerken?
1.2 Componenten in een netwerk
1.3 Digitale Communicatie
1.4 Schakeltechnieken
1.5 Netwerkarchitectuur
1.6 OSI-referentiemodel
1.7 Internet model
6
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, ...
7
1.1 Waarom Comp.netw.? (verv.)
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, CD/DVD versturen elektronisch berichtenbord, e-krant, ...
8
1.2 Componenten v/e netwerk
Beeld van de gebruiker Communicatienetwerk
Computernetwerk vs Gedistribueerd systeem
Opbouw van een communicatienetwerk Lange afstand communicatienetwerk
Lokaal netwerk
9
Beeld van de gebruiker
A
B
Communicatie-netwerk
10
Beeld van de gebruiker (verv.)
Communicatienetwerk
Vergelijk telefoonnetwerk
Centrales, kabels, aansluitpunten
Telefoontoestellen, faxtoestellen
Kanaal met voldoende bandbreedte (3000 Hz)
11
Beeld van de gebruiker (verv.)
Computernetwerk
Communicatienetwerk
+ aangesloten systemen (PCs, …)
Systemen autonoom + identificeerbaar
Vb. Gebruiker A wil op B werken
Vb. KULeuvenNET
12
Beeld van de gebruiker (verv.)
Gedistribueerd systeem
Computernetwerk
1 virtueel systeem
Transparante toegang tot drukker
Transparante toegang tot bestand
Transparant “werk” verdelen
13
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
14
Lange afstand comm. netwerk
A B
S1 S3
S1 S4 S3
S1 S2 S4 S3
S1
S2
S3
S4
A
B
15
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
16
Lokaal Netwerk (LAN)
17
1.3 Schakeltechnieken
Lijnschakelen Boodschapschakelen Pakketschakelen
18
Lijnschakelen
3 Fasen: Opzetten van een verbinding
Ev. onderhandelen Gebruik van de verbinding
Slechts kleine vertraging (200.000 km/sec) Verbreken van de verbinding
Vergelijk telefoonverbinding Niet efficiënt gebruikt
19
Lijnschakelen (verv.)
tijd
opdracht resultaat
niet gebruikt
niet gebruiktopdracht
opdracht
resultaat
opdracht
20
Boodschapschakelen
Verbindingen gemeensch. gebruikt Boodschap: schakelaar schakelaar Store-and-forward Grotere vertraging
Volledig ontvangen, dan pas verdergestuurd als verbinding vrij
Variabele vertraging Wachtrijen
21
Boodschapschakelen (verv.)
Wachtrij
Wachtrij
22
Pakketschakelen
Boodschap opdelen in pakketjes Vaak maximale grootte
Afzonderlijk over netwerk verstuurd Eventueel verschillende route
Lijn slechts korte tijd bezet Vertragingen zijn variabel
23
Pakketschakelen (verv.)
1 324 65
24
1.4 Netwerkarchitectuur
Communicatie niet eenvoudig Betrouwbaar bit-transport Bepalen van route Opsplitsen in pakketten Samenvoegen van pakketten …
Systematische aanpak Problemen afzonderlijk oplossen Gelaagde architectuur:
Protocol Dienst
25
1.4 Netwerkarchitectuur (verv.)
Protocol “Regels”
Aard en samenstelling van boodschappen Hoe dialoog verloopt
entiteit
entiteit
Dienst Aan gebruikers van “entiteit” Vb. foutvrij transport van pakketten
protocoprotocoll
26
1.4 Netwerkarchitectuur (verv.)
Gelaagde architectuur
entiteit
entiteit
entiteit
entiteit
protocol 2protocol 2
protocol 1protocol 1
Laag 2
Laag 1
die
ns
die
ns
tt
die
ns
die
ns
tt
Logische comm.
27
1.4 Netwerkarchitectuur (verv.)
Gelaagde architectuur
entiteit
entiteit
entiteit
entiteit
protocol 2
protocol 1
Laag 2
Laag 1d
ien
sd
ien
stt
die
ns
die
ns
tt
28
Vb 1: Discuterende Filosofen
Ik vind dat menmensen niet mag
klonen.
taal
FilosoofFilosoof
(Gent)(Gent)
FilosoofFilosoof
(Tokio)(Tokio)
•telefoontelefoon•faxfax•(brief)(brief)
TolkTolkTolkTolk
SecretaresseSecretaresse
SecretarisSecretaris
telefoonnetwerktelefoonnetwerk
comm. kanaal
ザだ ほぽザバㅊㅍㅐㅎㅸ
29
Vb 2: Comm. ts Processen
Proces A op computer x vraagt aan proces B op computer yom bestand “brief.doc” op te sturen
Proces Proces AA
Proces Proces BB
x ybrief.doc
30
Vb 2: Comm. ts Processen (verv.) Protocol
ProceProces As A
x y
ProceProces Bs B
zend “brief.doc”
31
Vb 2: Comm. ts Processen (verv.) Protocol
ProceProces As A
x y
ProceProces Bs B
1200 bytes
32
Vb 2: Comm. ts Processen (verv.) Protocol
ProceProces As A
x y
ProceProces Bs B
OK
33
Vb 2: Comm. ts Processen (verv.) Protocol
ProceProces As A
x y
ProceProces Bs B
Beste rector,
34
Vb 2: Comm. ts Processen (verv.) Protocol
ProceProces As A
x y
ProceProces Bs B
OK
35
Vb 2: Comm. ts Processen (verv.) Protocol
ProceProces As A
x y
ProceProces Bs B
Volgend jaar zal ...
36
Vb 2: Comm. ts Processen (verv.) Protocol
ProceProces As A
x y
ProceProces Bs B
OK
37
Vb 2: Comm. ts Processen (verv.) Protocol
ProceProces As A
x y
ProceProces Bs B
…
38
Vb 2: Comm. ts Processen (verv.) Protocol
ProceProces As A
x y
ProceProces Bs B
EOF
39
Vb 2: Comm. ts Processen (verv.) Protocol: “dialoog”
Hoe boodschappen overgebracht
belangrijk Transportlaag: communicatie tussen processen
identificatie: (machinenaam, procesnaam)
Netwerklaag: transport over netwerk
identificatie: machinenaam
40
Vb 2: Comm. ts Processen (verv.)
Communicatie-Communicatie-netwerknetwerk
ProcessenAA B
Transport
Netwerk
ProcessenBB C D
Transport
Netwerk
ProcessenB D
Transport
Netwerk
xx yy
zz
41
Vb 2: Comm. ts Processen (verv.)
Proces A
Proces B
Transport-laag op x
Transport-laag op y
zend “brief.doc”
B, AB, A
zend “brief.doc”
zend “brief.doc”
y, By, Bzend “brief.doc”
x, Ax, A
42
Vb 2: Comm. ts Processen (verv.)
Transport-laag op x
Transport-laag op y
Netwerk-laag op x
Netwerk-laag op y
B, AB, Ay, xy, x
B, AB, A
yy
B, AB, A
xx
B, AB, A
43
Vb 2: Comm. ts Processen (verv.)
B, AB, A
zend “brief.doc”
voorstellen door:voorstellen door:
B, AB, A zend “brief.doc”
Hoofding
44
Vb 2: Comm. ts Processen (verv.)
Proces A
Proces B
Transport-laag op x
Transport-laag op y
zend “brief.doc”
zend “brief.doc”
y, y, BB
zend “brief.doc”
x, x, AA
Netwerk-laag op x
Netwerk-laag op y
xxB, AB, A zend ...yy B, AB, A zend “brief.doc”
y, xy, x B, AB, A zend “brief.doc”
B, AB, A zend “brief.doc”
zend “brief.doc”
B, AB, A zend “brief.doc”
45
Samenvatting
proces gegevens
proces gegevenstransporthoofding
proces gegevenstransporthoofding
netwerkhoofding
46
1.5 OSI-Referentiemodel
Ontwerp netwerk = complex Decompositie: manieren OSI: Open Systems Interconnection
Open: communicatie tussen versch. systemen Referentie: raamwerk voor ontw. protocols Functionaliteit van elke laag gedefinieerd Kan door versch. protocols gerealiseerd
47
1.5 OSI-Referentiemodel (verv.)
7 lagen Hoogste vier: tussen aangesloten systemen Laagste drie: tussen systeem en schakelaar
S1
S2
S3
S4
x
y
48
1.5 OSI-Referentiemodel (verv.)
N
D
F
N
D
F
systeem x S1 S4 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
49
1.5 OSI-Referentiemodel (verv.)
Fysische laagVersturen van bits over fysische kabel Aard van kabel Kenmerken van connectoren Voorstellen van bits op kabel
DataverbindingslaagCreatie van foutvrij comm. kanaal Herkennen van pakketjes Detectie van fouten Controle op stroom van pakketjes (flow control)
50
1.5 OSI-Referentiemodel (verv.)
Netwerk laagVerkeer van pakketjes door 1/# netwerken 2 soorten diensten:
Virtuele verbindingen Datagram dienst
Routebepaling Kostendoorrekening Onderling verbinden van netwerken
+ routebepaling doorheen die netwerken
51
1.5 OSI-Referentiemodel (verv.)
Transport laagBetrouwbaar communicatie kanaal
tussen eindsystemen Efficiënt gebruik comm. Netwerken
Multiplexing Meerdere verbindingen tussen eindsystemen
Opdelen in pakketjes + samenvoegen Controle op boodschappenstroom (flow control)
52
1.5 OSI-Referentiemodel (verv.)
SessielaagExtra hulpmiddelen voor samenwerking via
betrouwbaar communicatie kanaal Organisatie van dialoog:
vb. Beurtelings zenden Plaatsen van synchronisatiepunten
(voor hervatten van dialoog na fout)
53
1.5 OSI-Referentiemodel (verv.)
PresentatielaagBehoud 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
54
1.5 OSI-Referentiemodel (verv.)
ApplicatielaagHoogste laag Applicaties, geschreven door eindgebruikers
Sturing van robots, elektronisch geldverkeer, … Standaard applicaties
Elektronische post (X400) Overdracht van bestanden (FTAM)
Deelproblemen RPC (remote procedure call)
55
1.5 OSI-Referentiemodel (verv.)
Belangrijk referentiemodel Niet basis voor praktische protocols Definitie te lang geduurd Ondertussen:
Internet groeiend succes
56
1.6 Internet model
Nooit formeel gedefinieerd Geleidelijk aan gegroeid Slechts 5 lagen
Geen sessielaag (toch weinig functionaliteit)
Geen presentatielaag( elk appl.protocol moet dit definiëren)
57
1.6 Internet Model (verv.)
applicatie
presentatie
sessie
transport
netwerk
dataverbinding
fysische
Applicatie
transport
netwerk
dataverbinding
fysische
OSI referentiemodel Internet model
Inhoud
1. Inleiding
2. Fysische Laag3. Dataverbindingslaag
4. Lokale Netwerken
5. Netwerklaag
6. Netwerken verbinden: internet
7. Transportlaag
8. Naamdiensten
9. Toepassingen
59
2.1 Basisbegrippen
Analoog versus Digitaal Analoog: continu Digitaal: discreet
Periodiek SignaalG(t) = c0 + ak sin(2kf t) + bk cos(2kf t)
Transmissiemedia Gevlochten koperparen Coaxiale kabels (basisband, breedband)
demo
60
2.2 Digitale Communicatie
Digitaal signaal: 0-en en 1-en
+5V
0V
-5V
0 1 0 1 0 0 0 1 0 1
Synchronisatie ts zender & ontvanger Ev. speciaal bitpatroon begin van bitstroom
61
2.2 Digitale Communicatie (verv.)
Vervorming Verzwakking Beperkte bandbreedte + var. vertraging
Omgevingsfactoren: ruis
+5V
0V
-5V
62
2.3 Modems
Digitaal signaal over kanaal met beperkte bandbreedte
Modem = modulator – demodulator
63
2.3 Modems
Draaggolf Modulatie
Fase
Frequentie
Amplitude
# Veranderingen per tijdseenheid = BAUDRATE # Bits-per-tijdseenheid = n x BAUDRATE Voorbeelden:
V32: 2400 baud, 16 combinaties = 4 bits 2400 x 4 = 9600 bps V34: 2400 baud, 4096 comb. = 12 bits 2400 x 12 = 28.800 bps
64
Cursustekst
Hoofdstuk 5: pag. 1 pag. 23