1

Multimedie- och kommunikationssystem, 6 hp för civilingenjör data och elektro Industriell datakommiunikation, 7,5 hp för automationsingenjörer Kurspresentation Kapitel 2 - Nätverksmodeller Föreläsningsmaterialet är författat av Magnus Eriksson. Material är även hämtat från Iskra Popova samt Behrouz Fourozan. Välkommen till kurserna

Computer Networks A3 Kursens syfte Denna kurs avser att ge dig grundläggande förståelse för hur Internet och lokala nätverk är uppbyggda. Kursens karta är TCP/IP- och OSI-modellerna. Målsättningen är att ge dig grundläggande teoretiska och praktiska kunskaper om datakommunikationsprotokoll, nätutrustning, nättopologier, transmissionsmedier, grundläggande adresserings- och routingbegrepp samt enklare verktyg för felsökning av nät.

4 Vem behöver egentligen kunskap om datornätverk?  Den som har ett hemmanätverk kan behöva felsöka och konfigurera nätverket.  Infrastrukturansvarig på ett företag måste kunna planera och designa nätverk.  IT-ansvariga beslutsfattare behöver beställarkompetens för att välja nätverksutrustning, förstå artiklar, broschyrer och litteratur om ny teknik inom området, etc.  Säkerhetsansvariga måste förstå nätverkssäkerhet  Den som ska programmera klient-server-applikationer (s.k. distribuerad programmering) får ofta skapa egna s.k. datakommunikationsprotokoll, eller använda standardiserade kommunikationsprotokoll.  Utvecklare och forskare behöver kunna räkna på prestandamått, t.ex. bandbreddsbehov, kapacitet, tidsfördröjning, paketförluster, kapacitet, mm.

Computer Networks A5 Fördjupningskurser Mittuniversitetet erbjuder flera påbyggnadskurser inom området, bl.a. följande:  Datateknik C, TCP/IP-nätverk. (Distans och campus)  Säkerhetskurser (Distans och campus)  Datateknik AV, Simulering av kommunikationssystem. (Distans och campus)  Nätverksprogrammering C och Distribuerade system AV

Computer Networks A6 Överlappande kurser Följande kurser överlappar till stor del med varandra, och kan därför INTE ingå i samma examen:  Datateknik A, Datornätverk (läses av Datateknikprogrammet)  Datateknik A, Nätverksteknik A (50% överlapp) – CISCO-certifiering, läses av nätverksdriftsprogrammet  Datateknik B, Multimedie- och kommunikationssystem  Datateknik B, Industriell datakommunikation

7 Kursmaterial  Kurslitteratur: Forouzan, ”Data communications and networking”, 4:e utgåvan eller senare.  Kursens Moodle-plats, som nås via Där finns:  Lektionsplanering  Föreläsningsslides (i två tappningar, en för distansstudenter, en för campusstudenter),  Obligatoriska ”quizzar” (automaträttade hemuppgifter). Se under ”utvärderingar”.  Labbkompendium  Projektinstruktioner (för industriell datakom)  Övningstentor  Länk till schema  M.m.

8 Obligatoriska uppgifter  ”Quizzar” (automaträttade felvalsfrågor) för varje kapitel i WebCT skall besvaras med minst 70% rätt svar innan tentamen.  Labbar: Fyra labbar x ca 4 timmar.  Salstentamen: Juni, augusti, oktober. Ta med miniräknare och ev ordbok. Formelblad medföljer.  Kursen Industriell datakom: Projekt om mätbussar. Skriv en kort rapport i grupp. Muntlig redovisning krävs. (1,5 hp)

Undervisning  Närvaro på lektioner viktigt!  Cirka 32 timmar föreläsning och 4 timmar räkneövningar. Lektionerna om multimedia är bara för MKS-kursen.  Se schemat  Vi löser tillsammans exempel ur boken och gamla tentatal på lektionerna.  Slajds eller inspelning av videolektion läggs ut inom ett dygn på Moodle.

10 Chapter 2 Network Models

11 Range of data communication techniques 0.1 m 1 m 10 m 100 m 1 km 10 km Circuit board System Room Building Campus Local area Networks (LAN) I/O bus Serial/parallel ports Personal Area Networks (PAN) City Country Continent Planet Metropolitan Area Networks (MAN, stadsnät) Wide Area Networks (WAN) 100 km 1000 km 10,000 km Example: RS232 (”com port”), USB, Firewire, Bluetooth, IEEE WPAN Example: Ethernet, IEEE WLAN Example: Ethernet, ATM, FDDI Example: The Internet. The Public Service Telephone Network (PSTN) Example: EISA

Computer Networks A12 Punkt-till-punkt-förbindelser MikrofonHögtalare KällkodningKällavkodning Digitalisering, komprimering 0110 Felhantering Lägger till fel- rättande eller felupptäckande kod, t.ex. checksumma. Felupptäckt och omsändning, eller felrättning Bitfel Flödesstyrning Buffert Handskakning ModulationDemodulation Elektrisk representation NACK ACK Nivå 6 Nivå 2 Nivå 1 Nivå 7 Exempel: Digital ljudöverföring

13 Figure 2.17 The OSI seven layer model

14 The Layers of OSI Model Application Presentation Session Transport Network Data Link Physical Network Data Link Physical Intermediate System End System Application Presentation Session Transport Network Data Link Physical R

15 Summary of OSI Layer Functions Application Presentation Session Transport Network Data Link Physical To allow access to network resources To establish, manage and terminate sessions To move packets from source to destination; to provide internetworking To transmit bits over a medium; to provide mechanical and electrical specifications To translate, encrypt and compress data To provide reliable end-to- end message delivery and error recovery To organize bits into frames, to provide node- to-node delivery

16 Figure 2.2 The TCP/IP five layer model TCP, UDP Ethernet, PPP over modems IP HTTP, SMTP, FTP, Telnet Example protocols:

17 Figure 2.4 An exchange using the Internet model H – header (pakethuvud): control data added at the front end of the data unit T – trailer (svans): control data added at the back end of the data unit Trailers are usually added only at layer 2.

18 Figure 2.3 Peer-to-peer processes Protocol N on device A and on B are peers (”varandras likar”).

19 Adresser till min dator  Fysisk MAC-adress, 48 bitar: E2-4F  Publik IP-adress, 32 bitar:  Privat NAT-IP-adress (Network Address Translation):  IP-subnetmask:  DNS-namn (Domain namn Service): mageripc.itm.miun.se, där itm.miun.se är DNS-suffix, och.se är toppdomän.  URL till webbsida på webbserver på min dator: Portnumret är default 80. Många datorer i världen har DNS-alias ”www”.  URL till ftp-fil på min dator:  Filnamn till fil vid delad diskaccess till min dator: \\mageripc.itm.miun.se\filkatalog\filnamn.typ\\mageripc.itm.miun.se\filkatalog\filnamn.typ (Av säkerhetsskäl inte tillgänglig utanför nätet.)  E-postadress till användare på en e-postserver på min dator:

20 System och protokoll för översättning mellan olika adresseringstekniker  ARP (Address resolution protocol) översätter IP-adress till fysisk adress.  DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) kan ge varje dator en ledig IP-adress, och talar om för en dator med en viss fysisk adress vilken dess IP-adress är vid varje omstart.  DNS (Domain Name Server) är ett system av databaser som översätter mellan IP-adress och DNS-namn.  NAT (Network Address Translation) är en server, ofta i anslutning till företagets brandvägg, som modifierar IP-paketen genom att byta ut intern avsändar-IP-adress och portnummer till extern IP-adress + portnummer vid utgående paket, och vice versa vid inkommande. På så sätt kan många dela på samma externa IP-adress.

21 Figure 2.16 Summary of duties