Introduction to Information Technologies Fall 2004 Computer Networks A History of Internet

Introduction to Information Technologies Kapitel 1 - Introduktion Fall 2004 DT024G, Datornätverk A, 7,5 hp DT075G, Multimedie- och kommunikationssystem, 6 hp Kurspresentation Kapitel 1 - Introduktion Föreläsningsmaterialet är författat av Magnus Eriksson. Material är även hämtat från Iskra Popova samt läroboksförfattaren Behrouz Fourozan. History of Internet

Välkommen till Datornätverk A, 7,5p! Introduction to Information Technologies Fall 2004 Välkommen till Datornätverk A, 7,5p! 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. Computer Networks A History of Internet

Vem behöver kunskap om datornätverk? Introduction to Information Technologies Fall 2004 Vem behöver kunskap om datornätverk? Den som har ett hemmanätverk kan behöva felsöka och konfigurera nätverket. Nätverksansvarig 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. 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 A History of Internet

Fler kurser inom området Introduction to Information Technologies Fall 2004 Fler kurser inom området Mittuniversitetet erbjuder flera påbyggnadskurser inom området, bl.a. följande: Datateknik A, Nätverksteknik I och II, 2x7,5 hp (Delvis distans. Motsvarar Cisco CCNA del 1 till 4.) Datateknik A, Nätverksövervakning och drift. (Distans) Datateknik B, Trådlös Internetaccess. (Distans och campus) Datateknik C, TCP/IP-nätverk. (Distans och campus) Säkerhetskurser (Distans och campus) Masterpåbyggnadsutbildning (Campus) Computer Networks A History of Internet

Introduction to Information Technologies Fall 2004 Överlappande kurser Kursen överlappar till stor del med följande kurser, och kan därför INTE ingå i samma examen: Datateknik A, Nätverksteknik I (50% överlapp) Datateknik A, Internet och datakommunikation 5 poäng (Avvecklad distanskurs) Datateknik A, Datakommunikation och drift av nätverk 5 poäng (Avvecklad distanskurs) Datateknik B, Multimedie- och kommunikationssystem 4 poäng (Civ.ing.kurs) Computer Networks A History of Internet

Obligatoriska uppgifter Introduction to Information Technologies Fall 2004 Obligatoriska uppgifter ”Quizzar” (automaträttade felvalsfrågor) för varje kapitel i WebCT skall besvaras med minst 60% rätt svar innan tentamen. Rekommendation: Senast 1 vecka efter motsv föreläsning. Labbar: Två laborationstillfällen. Handledare är Roger.olsson@miun.se. (1 poäng.) Projekt: Välj projektuppgift på första lektionen andra kursveckan. Skriv en kort uppsats. Muntlig redovisning krävs av campusstudenter. (1 poäng) Salstentamen: Ta med miniräknare och ordbok. (3 poäng) Computer Networks A History of Internet

Introduction to Information Technologies Fall 2004 Kursmaterial Kurslitteratur: Forouzan, ”Data communications and networking”, 3:e eller 4:e utgåvan. Kursens WebCT-plats, som nås via http://portal.miun.se . Där finns: Lektionsplanering Föreläsningsslides (i två tappningar, en för distansstudenter, en för campusstudenter), Obligatoriska ”quizzar” (automaträttade hemuppgifter). Se under ”utvärderingar”. Labbkompendium Projektinstruktioner Övningstentor Länk till schema M.m. Computer Networks A History of Internet

Introduction to Information Technologies Fall 2004 Chapter 1 Introduction Computer Networks A Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display. History of Internet

Introduction to Information Technologies Fall 2004 Figure 1.1 Five components of data communication Data communications are the exchange of data between two devices via some form of transmission medium such as a wire cable. Computer Networks A History of Internet

Introduction to Information Technologies Fall 2004 Figure 1.2 Simplex communication Example: Video monitor. TV and radio broadcasting. Computer Networks A History of Internet

Introduction to Information Technologies Fall 2004 Figure 1.3 Half-duplex communication One at a time. Example: Communication radio. 2-wire Ethernet. Computer Networks A History of Internet

Introduction to Information Technologies Fall 2004 Figure 1.4 Full-duplex communication Example: Telephony. 4-wire Ethernet. Computer Networks A History of Internet

Punkt-till-punkt-förbindelser Introduction to Information Technologies Fall 2004 Punkt-till-punkt-förbindelser Exempel: Digital ljudöverföring Nivå 6 2 1 7 Mikrofon Högtalare Källkodning Källavkodning Digitalisering, komprimering 0110 Felhantering Lägger till fel- rättande eller felupptäckande kod, t.ex. checksumma. Felupptäckt och omsändning, eller felrättning 0100010 Bitfel 0110010 NACK Flödesstyrning Buffert Handskakning 0110010 ACK Modulation Demodulation Elektrisk representation Computer Networks A History of Internet

Introduction to Information Technologies Fall 2004 1-2 NETWORKS A network is a set of devices (often referred to as nodes) connected by communication links. A node can be a computer, printer, hub, switch, router, modem, or any other device capable of sending and/or receiving data generated by other nodes on the network. Computer Networks A History of Internet

Different Line Configurations Introduction to Information Technologies Fall 2004 Different Line Configurations Point-to-point Two devices on a single channel (dedicated channel) Multipoint Many devices on a single channel (shared channel) Example: Bus Networks. Ring networks. Wireless Networks Computer Networks A History of Internet

Introduction to Information Technologies Fall 2004 Topology of Networks Topology defines the arrangement of links in a network Topology Ring Partial Mesh Full Mesh Bus Star Computer Networks A History of Internet

Introduction to Information Technologies Fall 2004 Figure 1.5 Mesh topology (Maskformigt nätverk) Example: 5 stations. 4 ports per station. 4+3+2+1=10 links. Computer Networks A History of Internet

Introduction to Information Technologies Fall 2004 Figure 1.7 Bus topology (Bussnätverk) Examples: ”Old” ethernet with coaxial cable Cable TV networks with cable modems Computer Networks A History of Internet

Introduction to Information Technologies Fall 2004 Figure 1.6 Star topology (Stjärnnätverk) Hub (Nätnav) or switch (växel) Examples: Ethernet with twisted pair cable Telephone networks Computer Networks A History of Internet

Introduction to Information Technologies Fall 2004 Figure 1.8 Ring topology (Ringnätverk) Example: Token ring and FDDI networks Computer Networks A History of Internet

Introduction to Information Technologies Fall 2004 Figure 1.9 A hybrid topology: a star backbone with three bus networks Hub (Nätnav) or switch (växel) Computer Networks A History of Internet

Range of data communication techniques Introduction to Information Technologies Fall 2004 Range of data communication techniques 0.1 m Circuit board I/O bus Example: EISA 1 m System Serial/parallel ports Personal Area Networks (PAN) Room 10 m Example: RS232 (”com port”), USB, Firewire, Bluetooth, IEEE 802.15 WPAN 100 m Building Local area Networks (LAN) 1 km Campus Example: Ethernet, IEEE 802.11 WLAN Metropolitan Area Networks (MAN) 10 km City Country Example: Ethernet, ATM, FDDI, IEEE 802.16 100 km Continent 1000 km Wide Area Networks (WAN) 10,000 km Planet Example: The Internet. The Public Service Telephone Network (PSTN) Computer Networks A History of Internet

LAN – Local Area Network (Lokalt nätverk) Introduction to Information Technologies Fall 2004 LAN – Local Area Network (Lokalt nätverk) Single building LAN Backbone (ryggradsdatanät) Multiple building LAN Computer Networks A History of Internet

MAN - Metropolitan Area Network (Stadsnät) Introduction to Information Technologies Fall 2004 MAN - Metropolitan Area Network (Stadsnät) Public city network Computer Networks A History of Internet

WAN – Wide Area Network (nationellt eller globalt nätverk) Introduction to Information Technologies Fall 2004 WAN – Wide Area Network (nationellt eller globalt nätverk) Computer Networks A History of Internet

Introduction to Information Technologies Fall 2004 Figure 1.12 A heterogeneous network made of four WANs and two LANs LAN = Local Area Network WAN = Wide Area Network Computer Networks A History of Internet

Introduction to Information Technologies Fall 2004 Nättopologier för WAN Växlat WAN (stjärnnät) T.ex. X.25 eller ATM Hopkopplade LAN och WAN = internetwork T.ex. Internet. Nätnoder: Växel. Kopplar ihop punkt-till-punkt-länkar. Router=vägväljare, kopplar ihop nätverk med olika teknologier. Datorer, terminaler, skrivare, etc. Computer Networks A History of Internet

Introduction to Information Technologies Fall 2004 The Internet Internet routers are network nodes that interconnect different networks. Network Access Points (NAP) are routers that interconnect national ISP:s. ISP = Internet Service Provider (internetleverantör) Computer Networks A History of Internet

The internet versus the Internet Introduction to Information Technologies Fall 2004 The internet versus the Internet Internetwork or internet (small ”i”) – generic term to mean an interconnection of networks Internet (Uppercase I) – the specific worldwide network that uses the IP protocol (Internet protocol) Computer Networks A History of Internet

Introduction to Information Technologies Fall 2004 Computer Networks A History of Internet

Introduction to Information Technologies Fall 2004 Amount of information Think about a number between 0 and 15. I am now going to guess it using as few yes and no questions as possible. I start by asking: Is the number larger than or equal to 8? Yes Is it larger than or equal to 12? (The interval is successively divided by 2.) No. Is the number larger than or equal to 10? Is the number larger than or equal to 9? Yes. The amount of information you give me when you tell me that the number is 9 is 4 bits, because the amount of information in bits is the minimum number of yes and no questions that are required. We had 16 options, which is = 24 = 2·2·2·2, corresponding to 4 bits. If the number of options was 32 = 25 , it would require 5 bits. If yes is represented by the binary digit ”1”, and no by ”0”, the value in the above example can be represented by 1 0 1 1. Computer Networks A History of Internet

Introduction to Information Technologies Fall 2004 Bits and Bytes N bit can represent M=2N different values. M values can be represented by N = 2log M =log M / log 2 values Example: The N=7 bit ASCII character code consists of M=128 codes. 8 bits = 1 byte (a unit for measuring amount of data) 1 kbit = 1000 bit (previously 1024 bit). 1 Mbit = 1000 kbit (previously 1024 kbit). 1 Gbit = 1000 Mbit. 1 Tbit = 1000 Gbit. Computer Networks A History of Internet

Introduction to Information Technologies Fall 2004 Data Representation Text – using different codes Each character is represented by certain number of bits The number of bits in the code determins the number of different characters ASCII (7 bits), Extended ASCII (8 bits), Unicode (16 bits), ISO (32 bits) Numbers – Binary number system Images – A matrix of pixels represented by bit patterns Video – A combination of images Audio – Digitized voice and music Computer Networks A History of Internet