Nätverksteknik A - Introduktion till Nätverk Föreläsning 1 Nätverksteknik A - Introduktion till Nätverk Lennart Franked och Magnus Eriksson Avd. för Information och Kommunikationssystem (IKS) Mittuniversitetet 2015-09-04 Nätverksteknik A - Introduktion till Nätverk 2015-09-04

Delkurs 1: Introduction to Networks Nätverksteknik A - Introduktion till Nätverk 2015-09-04

Chapter 1 Exploring the Network Nätverksteknik A - Introduktion till Nätverk 2015-09-04

Vad använder du Internet till?

Internets applikationer Terminalemulering (TELNET) Filöverföring (FTP) E-post (SMTP) Web (HTTP) IP-telefoni (SIP), voice-over-IP (Skype mm) IP-TV, streamingtjänster Fildelning i betydelsen Delad diskaccess (främst en Intranättjänst) Fildelning i betydelsen Piratkopiering Onlinespel Egna Client-server-applikationer

Vilken typ av Internet/bredbands access har du i ditt hem?

Internetaccess Ethernet över kopparkabel Etrhernet via Fiber-to-the-home ADSL-modem Mobilt bredband Kabelmodem WiFi hotspot

Internetanvändning Figur: Internet Systems Consortium[1] Nätverksteknik A - Introduktion till Nätverk 2015-09-04

Datornätverk genom tiden Figur: Datornätverkens utveckling Nätverksteknik A - Introduktion till Nätverk 2015-09-04

Typer av nätverk LAN – Local Area Network (building or campus) MAN – Metropolitan Area Network WAN – (Wide Area Network) Internet = flera sammankopplade fysiska nätverk (LAN, MAN och WAN) Nätverksteknik A - Introduktion till Nätverk 2015-09-04

Typer av nätverk II Figur: Benämningar på storlekar Nätverksteknik A - Introduktion till Nätverk 2015-09-04

Räckvidd av olika nätverk- och kommunikationstekniker Circuit board I/O bus Example: EISA 1 m System Serial/parallel ports Personal Area Networks (PAN) 10 m Room 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 100 km Country Example: Ethernet, ATM, FDDI, IEEE 802.16 1000 km Continent Wide Area Networks (WAN) 10,000 km Planet Example: The Public Service Telephone Network (PSTN)

Typer av nätverk III Intranät Internet Extranet Latin – Intra, inom. Ett internt nätverk inom en organisation. Internet Latin – Inter, emellan. Ett nätverk emellan nätverk. Extranet Utökat intranät, där ett externt nätverk kopplats in. Nätverksteknik A - Introduktion till Nätverk 2015-09-04

Illustrerad förklaring - Intra-, Extra-, Internet Figur: Benämningar av storlek[2] Nätverksteknik A - Introduktion till Nätverk 2015-09-04

Chapter 3 Network Protocols and Communications Magnus Eriksson (MIUN IKS) Nätverksteknik A - Introduktion till Nätverk 2015-09-04

The OSI seven layer model

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

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

Application Transport Internet Network access layer Example protocols: The TCP/IP five layer model (Most modern books) The TCP/IP four layer model (in CISCO literature and RFC:s) Example protocols: HTTP, SMTP, FTP, Telnet Application TCP, UDP Transport Internet IP Network access layer Ethernet, PPP over modems

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.

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

Adresses to my computer Physical MAC address, 48 bits: 00-00-E2-4F-54-04 Public IP address, 32 bitar: 193.10.250.187. Private NAT IP address (Network Address Translation): 10.14.1.63. IP subnet mask: 255.255.0.0 DNS name (Domain namn Service): mageripc.itm.miun.se, där itm.miun.se is DNS suffix, and .se top domainn. URL to web page at web server at my computer: http://mageripc.itm.miun.se:portnummer/filkatalog/filnamn.typ Port number is default 80. Many computers in the world has DNS alias ”www”. URL to ftp file at my computer: ftp://användanamn:lösenord@mageripc.itm.miun.se/filkatalog/filnamn.typ Windows file name for file if shared disk access of my computer: \\mageripc.itm.miun.se\directory\filename.type . E-mail address to user at an e-mail server at my computer: användarnamn@mageripc.itm.miun.se

Systems and protocols for address translation ARP (Address resolution protocol) transaltes IP address to physical address. DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) might give every computer a free IP address. DNS (Domain Name Server) translates IP address to/from DNS name. NAT (Network Address Translation) is a proxy server, often part of the network firewall, that modifies IP packet by replaceing the private source IP address and port number by its public IP address and port number, and vice versa when receiving data. Thus several computers can share one IP address.

Lager 2 hanterar bl.a. fysiska addresser (MAC-addresser), dvs addresser som fungerar inom det fysiska nätverket Exempel: I figuren sänder en nod med fysisk adress 10 en ram (dvs ett paket på nivå 2) till en nod med fysisk adress 87. De två noderna är förbundna med ett bussnätverk. L2-paket kallas ramar, och ramens huvud (header H2) innehåller bl.a. avsändarens och mottagarens fysiska adress. En ram har ett släp (trailer T2) som innehåller felrättande och/eller felupptäckande kod. Alla nätverkskort (NIC, Network Interface Card) nås av ramen, men endast nod 87 behandlar ramen.

Example I figuren vill vi sända data från en nod med logisk nätverksadress (IP-adress) A och fysisk adress 10 till en nod med IP-adress P och fysisk adress 95. De två enheterna befinner sig i olika LAN. Därför kan vi inte enbart använda deras fysiska adress. Den fysiska adressen kan enbart användas vid kommunikation inom ett LAN. De två routrarna förstår av IP-adressen vilken väg paketen ska vidareförmedlas, och ändrar paketets fysiska adressering.

Figure 2.12 Transport layer

Figure 2.16 Summary of duties

Server – Klient Server Klient Program som tillhandahåller en tjänst till klienter. Väntar på att klienten tar inititativ till kommunikationen Klient Använder en tjänst. Tar initiativ till kommunikation. Klienten och servern bildar tillsammans en applikation och ett distribuerat system Nätverksteknik A - Introduktion till Nätverk 2015-09-04

Server – Klient II Klient Klientapplikation Tar initiativ till kommunikation. Använder en tillhandahållen tjänst. Klientapplikation Använder en eller flera specifik(a) tjänst(er) Nätverksteknik A - Introduktion till Nätverk 2015-09-04

Server – Klient III Figur: Server – klient miljö[2] Nätverksteknik A - Introduktion till Nätverk 2015-09-04

Peer-to-Peer Peer-to-Peer Varje enhet agerar både server och klient. Nätverksteknik A - Introduktion till Nätverk 2015-09-04

Peer-to-Peer II Fördelar enligt Cisco [2] Enkel uppsättning. låg komplexitet. Låg kostnad, inget behov av dedikerade enheter. Ypperligt för enklare uppgifter. Nätverksteknik A - Introduktion till Nätverk 2015-09-04

Peer-to-Peer III Nackdelar enligt Cisco [2] Ingen centraliserad administration. Osäkert. Ej skalbart. Högre krav på varje enhet. Nätverksteknik A - Introduktion till Nätverk 2015-09-04

Nätverkskomponenter Komponenter En nätverksinfrastruktur består utav komponenter som kan delas in i tre huvudkategorier. Enheter, medium och tjänster/processer. Nätverksteknik A - Introduktion till Nätverk 2015-09-04

Nätverkskomponenter II – Enheter Enheter kan i sin tur delas in i några underkategorier. Mottagar och sändarenhet (end device). Mellanliggande enheter (intermediate devices). Nätverksteknik A - Introduktion till Nätverk 2015-09-04

Nätverkskomponenter III – Enheter Mottagar- och sändarenhet Genererar eller tar emot data. Nätverksteknik A - Introduktion till Nätverk 2015-09-04

Nätverkskomponenter IV – Enheter Mottagar och sändarenhet Förstärker, återskapar signaler Informerar om fel i nätverket. Styr dataflödet. .., Skickar vidare data i “rätt riktning” .., Anpassar vidarebefordring utifrån eventuella fel i nätverket. .., Prioritera trafik utifrån satta parametrar. .., Tillåta eller förbjuda trafik utifrån satta parametrar. Nätverksteknik A - Introduktion till Nätverk 2015-09-04

Nätverkskomponenter V – Medium Nätverksmedium Koppar Glas/Plast Luft Figur: Transmissionsmedia[2] Nätverksteknik A - Introduktion till Nätverk 2015-09-04

Nätverkskomponenter IV – Tjänster/Processer De mjukvarutjänster som tillhandahålls på nätverket. Processer Mjukvara som hanterar inkommande och utgående data på nätverket. Nätverksteknik A - Introduktion till Nätverk 2015-09-04

Representation av nätverk (Topologi) Figur: Representera nätverkskomponenter[2] Nätverksteknik A - Introduktion till Nätverk 2015-09-04

Fysisk topologi Figur: Fysisk topologi[2] Nätverksteknik A - Introduktion till Nätverk 2015-09-04

Logisk topologi Figur: Logisk topologi[2] Nätverksteknik A - Introduktion till Nätverk 2015-09-04

Övrig terminologi Network Interface Card (NIC) Fysisk Port Interface Nätverksadapter på en värdenhet. Fysisk Port Anslutningskontakt på en nätverksenhet. Oftast använd i sammanhang där porten inte har en egen address. Interface Anslutningskontakt på en nätverksenhet. Varje port har en egen adress och ansluts till ett unikt nätverk. Nätverksteknik A - Introduktion till Nätverk 2015-09-04

Konvergerade nätverk Figur: Nätverk baserad på funktion[2] Nätverksteknik A - Introduktion till Nätverk 2015-09-04

Konvergerade nätverk II Figur: Konvergerat nätverk Nätverksteknik A - Introduktion till Nätverk 2015-09-04

De fyra grundläggande karaktärsdragen för ett nätverk Feltolerant Skalbart QoS Säkerhet Nätverksteknik A - Introduktion till Nätverk 2015-09-04

Feltoleranta nätverk Nätverksteknik A - Introduktion till Nätverk 2015-09-04

Kretskopplade nätverk Figur: Kretskopplat nätverk [2] Nätverksteknik A - Introduktion till Nätverk 2015-09-04

Paketförmedlande nätverk Figur: Paketförmedlat nätverk [2] Nätverksteknik A - Introduktion till Nätverk 2015-09-04

Skalbara nätverk Nätverksteknik A - Introduktion till Nätverk 2015-09-04

Skalbara nätverk Figur: Tierstruktur [2] Nätverksteknik A - Introduktion till Nätverk 2015-09-04

Quality of Service Nätverksteknik A - Introduktion till Nätverk 2015-09-04

QoS Tidkänslig kommunikation – Telefon och video. Ej tidskänslig kommunikation – Surf, e-post. Viktig data. Oönskad kommunikation. Nätverksteknik A - Introduktion till Nätverk 2015-09-04

QoS II Figur: Prioriteringskö [2] Nätverksteknik A - Introduktion till Nätverk 2015-09-04

Säkerhet Nätverksteknik A - Introduktion till Nätverk 2015-09-04

Tre grundelementen i säkerhet Konfidentialitet Information enbart tillgänglig för avsedd mottagare. Integritet Information som mottas är densamma som den som skickades. Tillgänglighet Information skall vara tillgänglig för avsedd användare. Nätverksteknik A - Introduktion till Nätverk 2015-09-04

Referenser Internet System Consortium. Internet Domain Survey Host Count. 2014. url: http://www.isc.org/services/survey/. Mark A. Dye och Allan D. Reid. Introduction to Networks – Companion Guide. Cisco Press, 2014. isbn: 978-1-58713-316-4. Nätverksteknik A - Introduktion till Nätverk 2015-09-04