1

ΔΙΚΤΥΑΔΙΚΤΥΑ & & ΔΙΑΔΙΚΤΥΟΔΙΑΔΙΚΤΥΟ / / INTERNETINTERNETΒασικές αρχές

22

The Internet (The Internet (ΤοΤο ΔιαδίκτυοΔιαδίκτυο))Πρακτικά είναι το «άθροισμα» από διαδίκτυα (πουονομάζονται domains) τα οποία διαχειρίζονταιαυτόνομα κάποια πανεπιστήμια, κρατικοί οργανισμοίή εταιρείες.Τα domains αυτά αφού καταχωρηθούν στο ICANNεπιτρέπεται να συνδεθούν στο Internet.Η σύνδεση επιτυγχάνεται συνδέοντας ένα από ταδίκτυα του domain, μέσω ενός router, με κάποιο απότα υπάρχοντα δίκτυα που είναι ήδη συνδεδεμένα στοInternet.Το συγκεκριμένο αυτό router ονομάζεται gateway μιακαι αποτελεί την «πύλη» του διαδικτύου προς τοInternet, το οποίο αναφέρεται και κάποιες φορές ωςcloud (σύννεφο).

33

ΟικιακήΟικιακή ΣύνδεσηΣύνδεση στοστο InternetInternetΥλοποιείται από την πλευρά του «πελάτη» με τη δημιουργία ενόςμικρού domain (συνήθως μόνο με έναν Η/Υ) με τον εξοπλισμό τουπαρόχου ή ISP (εταιρεία που μας παρέχει την πρόσβαση στοInternet).Η φυσική σύνδεση ανάμεσα στον πελάτη και τον ISP επιτυγχάνεταιείτε μέσω υπαρχουσών καλωδιώσεων, είτε με ασύρματο τρόπο. Για χρήση των καλωδιώσεων του τηλεφώνου υπάρχουν:

Dialup : Σύνδεση με μετατροπή των ψηφιακών δεδομένων σε ήχο(PSTN/ISDN) και με ταχύτητες από 33 ως 128kbps.A/S DSL (Asymmetric/Symmetric Digital Subscriber Loop/Line) : Σύνδεση σεδιαφορετικό εύρος συχνοτήτων από αυτό του ήχου. Ταχύτητες από 256kbpsως 24Mbps.

Για χρήση των καλωδιώσεων της καλωδιακής τηλεόρασης:Cable : Όπου στα δεδομένα της ψηφιακής τηλεόρασης παρεμβάλλονται καιδεδομένα δικτύου. 10-30Mbps

Ασύρματη σύνδεση μέσω παρόχων κινητής ή ασύρματης σταθερήςτηλεφωνίας

Διάφορες εμπορικές ονομασίες και αρκετά υψηλές ταχύτητες, όμως υπάρχειογκοχρέωση.

Διάφορες άλλες ειδικές τεχνολογίες π.χ. μετάδοση με ακτίνες Laser (Laser-Link).

44

Πολυεπίπεδη προσέγγιση λογισμικού : 1Το λογισμικό που χρησιμοποιεί συνδέσεις μέσω δικτύου ακολουθείτο πρότυπο OSI (Open Systems Interconnect reference model). Μιαπιο απλοποιημένη μορφή του παρουσιάζεται στη συνέχεια η οποίαδιαχωρίζει τις λειτουργίες σε 4 επίπεδα (layers) αντί των 7 τουκλασσικού OSI. Τα επίπεδα αυτά είναι, από πάνω (χρήστης) προςτα κάτω (μηχανή): Εφαρμογής / Application Μεταφοράς / Transport Δικτύου / Network Σύνδεσης / LinkΗ επικοινωνία ανάμεσα στον αποστολέα κάθε μηνύματος και στονπαραλήπτη περνά αυτή τη διαδικασία. Από πάνω προς τα κάτω γιατον αποστολέα, και αντίστροφά για τον παραλήπτη.Το πλεονέκτημα αυτής της διαστρωμάτωσης είναι ότι απομονώνειτις διαδικασίες σε διακριτά και αυτόνομα στάδια και κάθε επίπεδοχρησιμοποιεί ως υπόβαθρο τα πιο «κάτω» επίπεδα. Έτσι τα ομότιμαεπίπεδα «φαίνεται» σαν να επικοινωνούν απευθείας μεταξύ τους, τουλάχιστον σε ότι αφορά τις εισόδους και τις εξόδους τους.

55

Πολυεπίπεδη προσέγγιση λογισμικού : 2Η λειτουργία των επιπέδων αναλύεται ως ακολούθως: Εφαρμογή / Application : Αφορά την επίδραση με τον χρήστη, τηναρχική πληροφορία, την κωδικοποίηση της για να είναι κατανοητήστον παραλήπτη, καθώς και τη διαχείριση σε επίπεδο session.

Μεταφορά / Transport : Εξασφαλίζει ότι τα δεδομένααποστέλλονται και παραλαμβάνονται χωρίς σφάλματα και με τηνεπιθυμητή αξιοπιστία. Υλοποιείται συνήθως από τα πρωτόκολλαTCP ή UDP που παρουσιάζονται στη συνέχεια.

Δίκτυο / Network : Αυτή τη λειτουργία την χειρίζεται συνήθως τοIP πρωτόκολλο που παρουσιάζεται στη συνέχεια. Στην πράξηαυτό το επίπεδο απομονώνει τα ανώτερα επίπεδα από τιςλεπτομέρειες του χρησιμοποιούμενου δικτύου.

Σύνδεση / Link : Υλοποιεί την αξιόπιστη μεταφορά τωνδεδομένων σε φυσικό επίπεδο δικτύου και συνήθωςχρησιμοποιούνται ξεχωριστά πρωτόκολλα ειδικά για αυτό τοεπίπεδο.

66

Πολυεπίπεδη προσέγγιση λογισμικού : 3

Εφαρμογή

Μεταφοράς

Δικτύου

Σύνδεσης

Π

ΠΕ

Π

ΠΜ

ΠΕ

Π

ΠΣ

ΠΜ

ΠΕ

Π

ΠΣ

ΠΔ

ΠΜ

ΠΕ

Π

Εφαρμογή

Μεταφοράς

Δικτύου

Σύνδεσης

Π

ΠΕ

Π

ΠΜ

ΠΕ

Π

ΠΣ

ΠΜ

ΠΕ

Π

ΠΣ

ΠΔ

ΠΜ

ΠΕ

Π

ΕπίπεδοΕπίπεδο

ΑποστολέαςΑποστολέας ΠαραλήπτηςΠαραλήπτης

ΥπόβαθροΥπόβαθρο

77

Ένας βασικός ρόλος του επιπέδου μεταφοράςείναι η διαίρεση και η «επανασυγκόλληση» τουαρχικού μηνύματος που δέχεται από το επίπεδο τηςεφαρμογής σε πακέτα (packets) μικρού μεγέθους. Αυτό απαιτείται λόγω του τρόπου λειτουργίας τωνσχετικών πρωτοκόλλων. Επειδή η πληροφορίαμετακινείται από σημείο σε σημείο στο δίκτυο, εάνένα μήνυμα είναι υπερβολικά μεγάλο θακαταλαμβάνει για πολύ χρόνο κάθε κόμβο από τονοποίο διέρχεται και έτσι θα παρεμποδίζει πολλάμικρότερα μηνύματα τα οποία πρέπει να διέλθουναπό τον ίδιο κόμβο. Τα πακέτα αυτά αριθμούνταιαπό το επίπεδο μεταφοράς του αποστολέαπροκειμένου να είναι δυνατή η επανασυγκόλλησητους στον παραλήπτη με τη σωστή σειρά.Μετά τη δημιουργία τους τα πακέτα σταματούν να

έχουν νόημα (για τα χαμηλότερα επίπεδα) ωςτμήματα κάποιου ενιαίου μηνύματος και λειτουργούνεντελώς ανεξάρτητα. Πιθανώς να φτάνουν και στον(κοινό) προορισμό τους ακολουθώντας καιδιαφορετικές διαδρομές. Π.χ. για να σταλεί έναμήνυμα από τον Η/Υ κάτω αριστερά (φούξια) σεαυτόν πάνω δεξιά (πορτοκαλί) είναι πιθανό ναακολουθηθούν – για τα πακέτα του ίδιου μηνύματος– διάφορες διαδρομές όπως:

Router 1 Router B Router 2Router 1 Router A Router 2Router 1 Router A Router C Router 2

Το Επίπεδο Μεταφοράς σε λειτουργία

...

RouterΑ

RouterΑ

Router 1Router 1

RouterC

RouterC

Router 2Router 2

...

RouterΒ

RouterΒ

88

Το Επίπεδο Δικτύου σε λειτουργίαΤο «ταξίδι» των πακέτων συνεχίζεται

σε επίπεδο δικτύου πλέον και κάθεπακέτο κινείται ανεξάρτητα από ταυπόλοιπα.Όταν ένα πακέτο φτάνει σε ένα

router, τότε αυτός κοιτά το κατά πόσοτο πακέτο αφορά κάποιον Η/Υ στοδικό του δίκτυο. Εάν συμβαίνει αυτότότε έχει βρεθεί ο παραλήπτης και τοπακέτο διέρχεται (αντίστροφα) όλα ταεπίπεδα για να φτάσει στον «χρήστη».Εάν όμως το πακέτο αυτό πρέπει να

προωθηθεί σε άλλο δίκτυο προκειμέ-νου να φτάσει στον προορισμό του, τοεπίπεδο που αναλαμβάνει αυτή τηδιαδικασία είναι το επίπεδο δικτύου.

Έτσι σε κάθε router όπου μεταπηδά ένα πακέτο (είτε προς έναν Η/Υ σε αυτό τοδίκτυο, είτε προς τον επόμενο router) η πληροφορία που φτάνει ξεπακετάρεταιμέχρι το επίπεδο του δικτύου ώστε να είναι δυνατόν να ληφθούν οι σχετικέςαποφάσεις και στη συνέχεια προωθείται το πακέτο στον επόμενο παραλήπτη.Συχνά υπάρχουν περισσότερες από μία διαδρομές που οδηγούν το πακέτο προς

τον επιθυμητό παραλήπτη. Σε αυτή την περίπτωση υπάρχουν διαδικασίες πουεπιλέγουν μια διαδρομή με βάση διάφορα κριτήρια, όπως η διαθεσιμότητα τωνγραμμών και η «κίνηση» που υπάρχει σε κάθε μία ώστε να μην συνωστίζεται η μίαγραμμή σε βάρος κάποιας άλλης.

99

Πρωτόκολλα ΔικτύουΕπιτρέπουν την υλοποίηση της επικοινωνίας και διευθετούν τον ρόλο και τις λειτουργίες τουκάθε εμπλεκόμενου μέρους. Από τα πρωτόκολλα που καθορίζουν ποιος Η/Υ έχει το δικαίωμανα «μιλήσει» στο δίκτυο τα πιο γνωστά είναι:

Token Ring : Οι υπολογιστές είναι ενωμένοι σε κυκλική αλυσίδα (δακτύλιο) καιανταλλάσουν μηνύματα (ακολουθίες από bits) με συγκεκριμένη φορά. Κάθε υπολογιστήςείναι υποχρεωμένος να προωθεί τα μηνύματα που δέχεται στον επόμενο Η/Υ και αναφορούν και τον ίδιο δικαιούται να τα «διαβάσει». Υπάρχει ένα ειδικό μήνυμα το οποίοονομάζεται κουπόνι (token), το οποίο όποιος Η/Υ κατέχει το κουπόνι, μόνο αυτόςδικαιούται να επικοινωνήσει με κάποιον άλλο Η/Υ του δακτυλίου στέλνοντας του ένα καιμόνο μήνυμα. Όταν το μήνυμα ολοκληρώσει τη διαδρομή του και επιστρέψει σε αυτόν, τότεπροωθεί το κουπόνι στον επόμενο Η/Υ. Με αυτό τον τρόπο ισοκατανέμεται η δυνατότηταστην επικοινωνία ανάμεσα στους Η/Υ του δακτυλίου.

Ethernet : Οι Η/Υ που χρησιμοποιούν την οικογένεια πρωτοκόλλων Ethernet, είναισυνδεδεμένοι σε έναν κοινό δίαυλο (bus) και τα μηνύματα που στέλνει ο καθένας τα«ακούν» όλοι αγνοώντας όσα δεν τους αφορούν. Για να επιλεγεί το ποιος Η/Υ πρέπει να«μιλήσει» χρησιμοποιείται η ακόλουθη τεχνική. Όλοι οι Η/Υ είναι εφοδιασμένοι με ένασύστημα το οποίο οποίο ονομάζεται CSMA/CD, και επιτρέπει στον κάθε Η/Υ να μετρά(«ακούει») τα ηλεκτρικά σήματα του διαύλου καθώς μεταδίδει ένα σήμα. Έτσι όταν υπάρχεικάποιο μήνυμα προς μετάδοση, ο Η/Υ περιμένει να ολοκληρωθούν οι υπάρχουσεςμεταδόσεις, και μετά ξεκινά να το μεταδίδει. Εάν τύχει και αρχίσουν ταυτόχρονα μετάδοσηπερισσότεροι του ενός Η/Υ το αντιλαμβάνονται και σταματούν. Κατόπιν περιμένουν για ένατυχαίο μικρό χρονικό διάστημα ξαναδοκιμάζουν. Η αντιμετώπιση αυτή μοιάζει με τωνανθρώπων που βρίσκονται σε μια παρέα και ξεκινούν να μιλούν ταυτόχρονα, χωρίς όμωςτις εκδηλώσεις ευγένειας που προβλέπει το πρωτόκολλο επικοινωνίας των ανθρώπων.

1010

Πρωτόκολλα του Internet : 1Η γενική σουίτα των πρωτοκόλλων που χρησιμοποιεί το Internet ονομάζεταιTCP/IP από τα δύο πιο γνωστά και ευρέως χρησιμοποιούμενα πρωτόκολλα πουπεριλαμβάνει. Πιο συγκεκριμένα, η υλοποίηση του επιπέδου μεταφοράςυλοποιείται είτε από το πρωτόκολλο TCP (Transfer Control Protocol), είτε από τοUDP (User Datagram Protocol). Η επιλογή ανάμεσα τους βασίζεται στα ιδιαίτεραχαρακτηριστικά που έχει το καθένα. Οι δύο βασικές τους διαφορές είναι οι εξής:

1. Ο έλεγχος συνδεσιμότητας, ο οποίος γίνεται στο πρωτόκολλο TCP, ενώλείπει στο UDP. Η λειτουργία του συνίσταται στο ότι πριν ένα πακέτοπληροφορίας που προέρχεται από το επίπεδο της εφαρμογής αποσταλείστον παραλήπτη, αποστέλλεται πρώτα ένα άλλο πακέτο που ενημερώνει τονπαραλήπτη για το επερχόμενο μήνυμα, και του οποίου ο παραλήπτηςβεβαιώνει τη λήψη. Μόνο τότε αποστέλλεται η ίδια η πληροφορία από τοTCP. Αντίθετα το UDP πρωτόκολλο απλά αποστέλλει το μήνυμα και δενασχολείται περαιτέρω, ούτε καν ελέγχεται εάν ο παραλήπτης είναι σελειτουργία.

2. Η αξιοπιστία της μετάδοσης. Στο TCP, ο αποστολέας και ο παραλήπτηςσυνεργάζονται ώστε να εξασφαλίσουν ότι το αρχικό μήνυμα έχει φτάσειολόκληρο στον προορισμό του, με ένα σύστημα που χρησιμοποιείβεβαιώσεις (acknowledgements) και επαναλήψεις των αποτυχημένωναποστολών, εξ ου και αποκαλείται αξιόπιστο πρωτόκολλο. Αντίθετα το UDPπου αποκαλείται αναξιόπιστο, έχει όφελος σε ταχύτητα αποστολής τωνμηνυμάτων, αφού δεν «κουβαλά» αυτόν τον νωθρό μηχανισμό αξιοπιστίας. Έτσι, σε εφαρμογές που έχουν απαιτήσεις πραγματικού χρόνου και στιςοποίες η αξιοπιστία δεν απαιτείται να είναι 100%, το UDP είναι τοενδεικνυόμενο πρωτόκολλο. Π.χ. στην τηλεφωνία μέσω Internet (VoIP).

1111

Πρωτόκολλα του Internet : 2Το πρωτόκολλο IP (Internet Protocol) είναι το πιο βασικό και γνωστόπρωτόκολλο του επιπέδου δικτύου του Internet. Οι βασικοί ρόλοι του είναι: Καθορισμός του σχήματος διευθυνσιοδότησης του Internet Δρομολόγηση (routing) των πακέτων στον προορισμό τους Τεμαχισμός και επανασύνδεση των διακινούμενων πακέτων πληροφορίας

Για να υλοποιηθούν τα παραπάνω χρησιμοποιούνται τεχνικές που συναντήσαμενωρίτερα ώστε να ξεπεραστούν τα όποια προβλήματα παρουσιάζονται. Ακολουθούν δύο τυπικές περιπτώσεις μαζί με τη λύση τους, βάσει του IP : Όταν τα διακινούμενα μηνύματα είναι μεγαλύτερα από ένα οριακό μέγεθος

που ονομάζεται MTU (Maximum Transmission Unit), τότε το μήνυματεμαχίζεται σε μικρότερα πακέτα μεγέθους MTU. Το μέγεθος αυτό εξαρτάταιαπό την τεχνολογία του υποκείμενου δικτύου. Το κάθε ένα από τα πακέταπου προκύπτουν περιέχει και πρόσθετες πληροφορίες που επιτρέπουν τηνεπανασύνδεση του με τα υπόλοιπα πακέτα ώστε να προκύψει το αρχικόμήνυμα.

Ένα άλλο πρόβλημα είναι ότι κατά τη δρομολόγηση των πακέτων προς τονπροορισμό τους, οι ενδιάμεσοι routers είναι δυνατόν να οδηγήσουν έναπακέτο να κάνει συνεχώς κύκλους ή να παίρνει πορείες εντελώςλανθασμένες που οδηγούν σε αχανείς πορείες στο Internet. Η λύση πουέχει δοθεί είναι κάθε πακέτο να ξεκινά με έναν προκαθορισμένο αριθμόμεταπηδήσεων (hop count) ή TTL (time-to-live), ο οποίος σε κάθεμεταπήδηση που πραγματοποιείται σε έναν router μειώνεται κατά ένα. Έτσιεάν κατά τη διαδρομή ενός πακέτου μηδενιστεί αυτός ο μετρητής το πακέτοαπορρίπτεται από το σύστημα.

1212

Διευθύνσεις IP : 1Το πρωτόκολλο IP που αναφέρθηκε προηγουμένως έχει διάφορες εκδόσεις. Αυτήτη στιγμή χρησιμοποιούνται η έκδοση 4 (IPv4) και η έκδοση 6 (IPv6). Η νεότερη έκ-δοση παρέχει ένα πιο πλήρες, αλλά ασύμβατο σύστημα διευθυνσιοδότησης σεσχέση με την προηγούμενη, που σιγά-σιγά αρχίζει και χρησιμοποιείται στο Internet. Ακολούθως εξηγείται το σύστημα διευθυνσιοδότησης που χρησιμοποιεί η τρέχουσαέκδοση IPv4.Κάθε Η/Υ που ανήκει στο Internet έχει τουλάχιστον μία «διεύθυνση IP». Η οποίαόμως είναι μοναδική σε όλο το Internet και δεν είναι δυνατόν να ανήκει σε κανένανάλλο Η/Υ δικτυωμένο στο Internet. Παράδειγμα Η/Υ στο Internet με περισσότερεςαπό μία IP διευθύνσεις είναι όλοι οι routers, μια και ανήκουν σε δύο διαφορετικάδίκτυα, άρα έχουν άλλη διεύθυνση στα πλαίσια του κάθε δικτύου.Η διεύθυνση IP είναι ένας αριθμός με 32bits. Το αριστερό τμήμα του αριθμούονομάζεται τμήμα δικτύου (network part) και το δεξιό, τμήμα υπολογιστή (host part). Το σημείο στο οποίο γίνεται αυτός ο διαχωρισμός διαφέρει κατά περίπτωση καιορίζεται από την μάσκα υποδικτύου (subnet mask). Όταν δύο Η/Υ έχουνδιευθύνσεις με το ίδιο τμήμα δικτύου, τότε λέμε ότι ανήκουν στο ίδιο υποδίκτυο(subnet) και αυτό (πρέπει να) δηλώνει ότι οι υπολογιστές αυτοί μπορούν ναεπικοινωνήσουν απ’ευθείας χωρίς τη μεσολάβηση κανενός δρομολογητή (router ήgateway).Εάν, αντιθέτως, ένας Η/Υ θέλει να επικοινωνήσει με κάποιον άλλο που οιδιευθύνσεις τους έχουν διαφορετικό τμήμα δικτύου, τότε το σχετικό πρωτόκολλο θα«απευθύνει» το αίτημα αυτό στον δρομολογητή (router ή gateway) τουσυγκεκριμένου υποδικτύου.Εναλλακτικά, και συνήθως αυτή η τακτική ακολουθείται, οι διευθύνσεις IP γράφονταιως τέσσερεις ακέραιοι αριθμοί από 0 ως 255 ο καθένας (δηλαδή ως 4 bytes), οιοποίοι χωρίζονται με τελείες.

1313

Διευθύνσεις IP : 2Για παράδειγμα γράφουμε τις διευθύνσεις 192.168.0.5 , 192.168.0.12 και192.168.5.15 στο δυαδικό, υποθέτοντας ότι τα 24 πρώτα bits αποτελούν τοτμήμα υποδικτύου (άρα τα 8 τελευταία το τμήμα υπολογιστή). Άρα η μάσκαυποδικτύου θα έχει τα 24 πιο σημαντικά ψηφία της ίσα με 1 και τα υπόλοιπα 8 ψηφία ίσα με 0, που γράφεται και αλλιώς ως: 255.255.255.0

Διευθύνσεις IP στο ίδιο υποδίκτυο

IP1 192 168 0 5

1100 0000 1010 1000 0000 0000 0000 0101

IP2 192 168 0 12

1100 0000 1010 1000 0000 0000 0000 1100

Mask 255 255 255 0

1111 1111 1111 1111 1111 1111 0000 0000

Διευθύνσεις IP σε διαφορετικό υποδίκτυο

IP1 192 168 0 5

1100 0000 1010 1000 0000 0000 0000 0101

IP2 192 168 5 15

1100 0000 1010 1000 0000 0101 0000 1111

Mask 255 255 255 0

1111 1111 1111 1111 1111 1111 0000 0000

24bit24bit

Ποια είναι η «ελάχιστη» μάσκα πουθα επιλέγαμε ώστε να ανήκουν οι 2 υπολογιστές στο ίδιο υποδίκτυο;

21bit21bit

Προσοχή! Τη μάσκα δεν την επιλέγουμεστην πράξη, είναι δεδομένη, εκτός και ανδημιουργούμε ένα ιδιωτικό δίκτυο.

Από το σχήμα δεξιά φαίνεται τοζητούμενο ότι είναι μια μάσκα των21bits (εκφράζεται και ως255.255.248.0) .

1414

Για ένα υποδίκτυο με δεδομένη μάσκα, π.χ. 24bits, ξέρουμε ότι το τμήμα υπολογιστή τηςδιεύθυνσης είναι 32 – 24 = 8bits, άρα μπορούμε να ορίσουμε 28 = 256, διαφορετικέςδιευθύνσεις μέσα στο υποδίκτυο. Επειδή όμως υπάρχουν οι ακόλουθες ειδικές περιπτώσειςδεν είναι δυνατόν να συνδέσουμε στο υποδίκτυο 256 υπολογιστές, αλλά λίγο λιγότερους. Όταν πρέπει να αναφερθούμε σε όλο το υποδίκτυο χρησιμοποιούμε την IP που έχει όλα τα

ψηφία στο τμήμα υπολογιστή ίσα με 0, και μάλιστα πολλές φορές ακολουθείται αυτό απόμία κάθετο (/) και το μήκος της μάσκας υποδικτύου, ώστε να είναι εμφανές και το μέγεθοςτου.

Όταν πρέπει να σταλεί ένα πακέτο σε όλους τους υπολογιστές του υποδικτύου (broadcast)τότε χρησιμοποιείται η διεύθυνση που έχει όλα τα ψηφία στο τμήμα υπολογιστή ίσα με 1.

Εφόσον το υποδίκτυο είναι συνδεδεμένο με άλλα υποδίκτυα, θα πρέπει να υπάρχει καικάποιος δρομολογητής (router ή gateway), ο οποίος θα έχει και αυτός μία IP διεύθυνσημέσα στο υποδίκτυο ώστε να επικοινωνούν απευθείας με αυτόν όλοι οι Η/Υ του υποδικτύου.

Στο Internet όμως δεν χρησιμοποιούνται όλες οι IP διευθύνσεις που μπορούν να προκύψουνγια τα 32 διαθέσιμα bits. Ενδεικτικά ακολουθούν κάποια απαγορευμένα υποδίκτυα και οσκοπός ύπαρξης τους: Όλες οι διευθύνσεις του υποδικτύου 127.0.0.0/8 αντιστοιχούν πάντα στον Η/Υ στον οποίο

βρισκόμαστε, δηλαδή κάθε πακέτο που αποστέλλεται από έναν Η/Υ προς μια τέτοιαδιεύθυνση καταλήγει στον ίδιο τον υπολογιστή.

Όλες οι διευθύνσεις των υποδικτύων 10.0.0.0/8 και 192.168.0.0/16 χρησιμοποιούνται γιαιδιωτικά δίκτυα τα οποία δεν είναι συνδεδεμένα στο Internet, ή τουλάχιστον δεν είναισυνδεδεμένα απευθείας στο Internet.

Όλες οι διευθύνσεις του υποδικτύου 224.0.0.0/8 χρησιμοποιούνται σε ειδικού τύπουπεριπτώσεις και αυτές του υποδικτύου 240.0.0.0/8 δεν χρησιμοποιούνται καν.

Ο δρομολογητής (router ή gateway), μαζί με την IP διεύθυνση και την μάσκα του (υπό)δικτύουείναι τα ελάχιστα απαραίτητα στοιχεία που πρέπει να έχει ένας Η/Υ για να είναι συνδεδεμένοςστο Internet.

Διευθύνσεις IP : 3

1515

ΜοντέλοΜοντέλο ΠελάτηΠελάτη//ΕξυπηρετητήΕξυπηρετητήClient/ServerClient/Server

Οι επικοινωνίες, στο επίπεδο εφαρμογής, στους Η/Υ έχουν δύο τυπικές μορφές, όσον αφορά τον τρόπο με τον οποίο συμφωνούν για την επικοινωνία τους ταεμπλεκόμενα μέρη. Το πιο γνωστό είναι το μοντέλο Πελάτη/Εξυπηρετητή. Ταβασικά σημεία του μοντέλου είναι: Ο εξυπηρετητής έχει έναν συγκεκριμένο σκοπό ύπαρξης. Να παρέχει κάποιαυπηρεσία, π.χ. δυνατότητα εκτύπωσης μέσω δικτύου ή παροχή ιστοσελίδωνκαι γι’αυτό το σκοπό θα πρέπει να είναι συνεχώς διαθέσιμος.

Την επικοινωνία μεταξύ των δύο μερών την ξεκινά ο εκάστοτε πελάτηςστέλνοντας ένα «αίτημα» (Request) π.χ. σχετικά με την εκτύπωση που θέλεινα κάνει ή με τη σελίδα που θέλει να δει.

Ο εξυπηρετητής απαντά στο συγκεκριμένο πελάτη με την παροχή τηςυπηρεσίας (Service) π.χ. αποδοχή ή άρνηση της εκτύπωσης ή αποστολή τηςσελίδας που ζητήθηκε.

Request

Service

Request

Service

Req

uest

Serv

ice

1616

ΕπικοινωνίαΕπικοινωνία ΈναςΈνας--προςπρος--ΈνανΈνανPeerPeer--toto--peer (P2P)peer (P2P)

Ο δεύτερος τρόπος επικοινωνίας είναι η ένας-προς-έναν ή peer-to-peer(με μνημονική ονομασία P2P), όπου η επικοινωνία μεταξύ των δύουπολογιστών είναι ισότιμη. Τα βασικά χαρακτηριστικά της είναι: Οι δύο Η/Υ επικοινωνούν σε ισότιμη βάση Η επικοινωνία είναι πρόσκαιρη και δεν απαιτείται από κάποιον Η/Υ

(όπως ήταν ο εξυπηρετητής) να βρίσκεται διαρκώς σε ετοιμότητα γιανα ικανοποιήσει τις αιτήσεις του άλλου.

Όπως δηλώνει και το όνομα οι εμπλεκόμενοι Η/Υ είναι μόνο δύο καιόχι πολλοί (που επικοινωνούν βέβαια ως ζευγάρια) όπως στο μοντέλοΠελάτη/Εξυπηρετητή.

Σήμερα, με όλη την εξέλιξη στις τεχνολογίες δικτύου έχουμε φτάσει στοεπίπεδο των κατανεμημένων συστημάτων, τα οποία ουσιαστικάαποτελούν εφαρμογές μεγάλης κλίμακας, των οποίων διακριτά κομμάτιαεκτελούνται σε διαφορετικούς Η/Υ και συνεργάζονται μεταξύ τους ώστε ναεπιτευχθεί ο συνολικός σκοπός προσδίδοντας ταυτόχρονα ευελιξία καιαξιοπιστία.

PeerPeer

RequestRequest

ServiceService

PeerPeerRequestRequest

ServiceService

1717

Διευθύνσεις & Domain names

Το παραπάνω παράδειγμα μιας διεύθυνσης στο Internet (ή URL ή URI όπως είναι το όνοματης, ως αρχικά του Universal ή Uniform Resource Locator ή Identifier) δείχνει πωςαναλύεται. Τα βασικά του μέρη είναι: Το χρησιμοποιούμενο πρωτόκολλο για την επικοινωνία, π.χ. http ή ftp ή κάποιο άλλο Το μνημονικό όνομα του εξυπηρετητή που μας παρέχει την υπηρεσία. Πολλές φορές

μπορεί να χρησιμοποιηθεί και η IP διεύθυνση του server, αυτό όμως δεν ισχύει 100% Τη διαδρομή στον εξυπηρετητή που φιλοξενεί το ζητούμενο έγγραφο Το όνομα του εγγράφου που ζητείταιΤο μνημονικό όνομα που ονομάζεται και domain name, το οποίο μπορεί πλέον να είναιγραμμένο και στα Ελληνικά, αντικαθιστά τη διεύθυνση IP. Υπάρχουν κάποιοι χαρακτήρεςπου δεν επιτρέπεται να περιλαμβάνονται στο όνομα. Οι πιο κλασσικοί είναι η κάθετος (/), ηδίεση (#), το ερωτηματικό (?), το &, το @, η άνω-κάτω τελεία (:) και φυσικά τα κενά!Μια πιο γενική μορφή ενός URL είναι η ακόλουθη, όπου ανάμεσα στη διπλή κάθετο και το @ δηλώνεται το όνομα χρήστη στην περίπτωση που χρειάζεται για να έχει πρόσβαση στονserver και μάλιστα συνήθως στη συνέχεια ζητείται κωδικός πρόσβασης. Μετά την άνω-κάτωτελεία (:) ακολουθεί το port εάν δεν είναι το τυπικό port που χρησιμοποιείται από τοδηλωμένο πρωτόκολλο. Μετά το όνομα του εγγράφου εάν υπάρχει ερωτηματικό (?) ακολουθεί ένα ή περισσότερα ζευγάρια από παραμέτρους με τις τιμές τους που χωρίζονταιαπό το σύμβολο &. Τέλος στη σελίδα που προκύπτει ένα υπάρχει η δίεση (#) ακολουθείένας σελιδοδείκτης που προσδιορίζει το ακριβές σημείο της σελίδας που μας ενδιαφέρει.

http://cw.mech.ntua.gr/ml23021/home_text.html

ΧρησιμοποιούμενοΠρωτόκολλο

Μνημονικόόνομα Server

Διαδρομή στηνοποία βρίσκεται

το ζητούμενο έγγραφο

Το όνοματου εγγράφου

http://auser@ftp.test.gr:5000/some/path/idx.php?a=10&b=20#Top

PortUser Παρ.1 Παρ.2 Σελ.

1818

Συνήθεις υπηρεσίες

Υπηρεσία Πρωτόκολλο PortΓνωστάπρογράμματα“Πελάτες”

Γνωστάπρογράμματα“Εξυπηρετητές”

Σελίδες Web ήΙστοσελίδες HTTP 80

Internet Explorer, Firefox, Opera, Safari, Lynx

Apache, IIS

Μεταφορά αρχείων FTP 21 FileZilla, SmartFTP, ftp ftpd, drftpd, glftpd

Telnet Telnet 23 putty, telnet -Secure Shell SSH 22 putty, ssh -Αποστολή E-Mail SMTP 25

Λήψη E-MailPOP3IMAP

110143

Outlook, Thunderbird, Eudora, διάφοροι Web clients

Exchange Server

1919

Ηλεκτρονική αλληλογραφίαΗ ηλεκτρονική αλληλογραφία (E-Mail) είναι μία από τις πιο γνωστές υπηρεσίες τουInternet. Εμπλέκει τουλάχιστον δύο πρωτόκολλα, ένα για τον αποστολέα και ένα για τονπαραλήπτη. Ο αποστολέας στέλνει στον Mail Server του παραλήπτη, με αναφορά στονπαραλήπτη το μήνυμα του. Η διεύθυνση του e-mail αποτελείται από το όνομα τουχρήστη, ακολουθεί το @ (το περίφημο παπάκι) και κατόπιν το όνομα του Mail Server τουπαραλήπτη.Όταν το μήνυμα φτάσει στον Mail Server του παραλήπτη, τότε αυτό αποθηκεύεται με ταστοιχεία του αποστολέα και την ώρα παραλαβής του μηνύματος, στη «θυρίδα» τουπαραλήπτη. Όταν ο παραλήπτης ελέγξει τη θυρίδα του, συνδεόμενος στον server – είτεμέσω του πρωτοκόλλου POP3, είτε του IMAP – λαμβάνει όλα τα e-mails που του έχουναποσταλεί.Επειδή ο διαθέσιμος χώρος στη θυρίδα είναι περιορισμένος, ο κάτοχος της θα πρέπεινα φροντίζει για τον καθαρισμό της, ώστε να μπορεί να λαμβάνει νέα μηνύματα. Διαφορετικά τα νέα μηνύματα δεν θα παραλαμβάνονται από τον server και στηνκαλύτερη περίπτωση θα ενημερώνεται ο παραλήπτης με σχετικό μήνυμα.Λόγω της μεγάλης ευκολίας και της ύπαρξης πολλών εργαλείων αυτοματοποίησης τηςδιαδικασίας, το e-mail χρησιμοποιείται ευρέως για διαφημιστικούς σκοπούς, δημιουργώντας προβλήματα και εκνευρισμό στους παραλήπτες. Τα μηνύματα αυτάονομάζονται spam και γι’αυτό τον λόγο πολύ σύγχρονοι servers έχουν κάποια φίλτρα(κατά του) spam τα οποία στην απλούστερη περίπτωση δεσμεύουν τα μηνύματα πουπεριέχουν κάποιες «κρίσιμες» λέξεις ή προέρχονται από συγκεκριμένους παραλήπτες. Τα πιο εξελιγμένα συστήματα συνεργάζονται με κάποιους οργανισμούς πουπαρακολουθούν και ενημερώνονται για τις τρέχουσες πηγές και τύπους ενοχλητικήςαλληλογραφίας και στηρίζουν σε αυτές τις πληροφορίες τον χαρακτηρισμό ενόςμηνύματος ως ανεπιθύμητο (spam) ή όχι. Σε κάθε περίπτωση τα μηνύματα αυτά δενδιαγράφονται, αλλά αποθηκεύονται σε ξεχωριστό φάκελο, με την ένδειξη spam, για τηνπερίπτωση που το φίλτρο χαρακτηρίσει λανθασμένα κάποιο μήνυμα ως ανεπιθύμητο.Λόγω της δυνατότητας επισύναψης διαφόρων αρχείων στα μηνύματα ηλεκτρονικήςαλληλογραφίας, οι Mail Servers πλέον έχουν και ενσωματωμένα συστήματα προστασίαςαπό ιούς, προκειμένου να εμποδίζεται η διάδοση τους πιο αποτελεσματικά.

2020

FTP, Telnet & SSHΤο File Transfer Protocol (FTP) χρησιμοποιείται για τη μεταφορά αρχείων από έναν υπολογιστήσε έναν άλλο. Όταν κάποιος χρήστης συνδέεται σε έναν FTP server τότε είτε δίνει ένα όνομαχρήστη και ένα συνθηματικό. Εάν το υποστηρίζει ο συγκεκριμένος server τότε μπορεί να δοθεί γιαόνομα χρήστη η λέξη anonymous και για συνθηματικό το e-mail του χρήστη. Η ανώνυμη σύνδεσηεπιτρέπει συνήθως μόνο την λήψη αρχείων από τον server.Η διακίνηση των αρχείων γενικά γίνεται και προς τις δύο κατευθύνσεις (αποστολή και λήψη) μεβάση τα δικαιώματα που έχει δώσει ο διαχειριστής του FTP server στον κάθε χρήστη. Ένα βασικόχαρακτηριστικό του FTP είναι ότι η διακίνηση των αρχείων γίνεται με έναν από δύο τρόπους:

Ως δυαδικά δεδομένα (binary ή image) Ως δεδομένα κειμένου (text)

Προσοχή! Κρίσιμο σημείο είναι ο χαρακτηρισμός ενός αρχείου ως των αρχείο κειμένου, μια και δεθα πρέπει να συγκαταλέγονται σε αυτά, αρχεία κειμένου από κειμενογράφους με μορφοποιημένοκείμενο (π.χ. Wordpad, OpenOffice, Word, κλπ) μια και η αποθήκευση γίνεται με δυαδική μορφή.Τα πρωτόκολλα Telnet και Secure Shell (SSH) χρησιμοποιούνται και τα δύο για τον ίδιο σκοπό. Για να δώσουν εντολές σε έναν απομακρυσμένο υπολογιστή σε περιβάλλον γραμμής εντολών. Εκεί ο κάθε χρήστης δίνει πάντα όνομα χρήστη και συνθηματικό για να συνδεθεί ενώ οι ενέργειεςπου του επιτρέπονται εξαρτώνται και πάλι από τα δικαιώματα που έχει δώσει ο διαχειριστής τουσυγκεκριμένου server. Η διαφορά ανάμεσα στα δύο πρωτόκολλα είναι ότι το δεύτερο είναικρυπτογραφημένο, με αποτέλεσμα να είναι πολύ δύσκολη (έως αδύνατη) υποκλοπή τωνδεδομένων που διακινούνται (π.χ. εντολές και αποτελέσματα εντολών).Το SSH δίνει και τη δυνατότητα διακίνησης αρχείων μέσα από αυτό, όπως και το FTP, και ηυπηρεσία αυτή ονομάζεται και SFTP, όμως κατά τα άλλα δεν έχει κάποια σχέση με FTP serverαυτό το πρωτόκολλο. Οι βασικές διαφορές είναι δύο:

Τα δεδομένα είναι κρυπτογραφημένα, άρα είναι πολύ δύσκολη η υποκλοπή τους Τα δεδομένα λόγω κρυπτογράφησης μεγαλώνουν σε όγκο, άρα μεταφέρονται πιο αργά

2121

HTTP και HTMLΤο Hyper Text Transfer Protocol (HTTP) είναι το πρωτόκολλο που χρησιμοποιείται για να

μεταφέρονται οι ιστοσελίδες (από τον Web Server στον υπολογιστή μας). Η Hyper Text Markup Language (HTML) είναι η γλώσσα του παγκόσμιου ιστού (World Wide Web) και χρησιμοποιείταιγια να περιγράψει τι περιέχει μια ιστοσελίδα, πως είναι οργανωμένα τα περιεχόμενα της, το πώςεμφανίζονται στην οθόνη καθώς και τις δυνατότητες δράσης του χρήστη.Τα αρχεία HTML είναι αρχεία απλού κειμένου που το περιεχόμενο τους μπορούμε να το δούμε

ή να το δημιουργήσουμε σε έναν απλό επεξεργαστή κειμένου (π.χ. Notepad ή vi). Η δομή τουςβασίζεται στην έννοια του TAG (ετικέτα) το οποίο χρησιμοποιείται συνήθως για περικλείει μεμορφή «παρένθεσης» τα δεδομένα τα οποία περιγράφει ή για να ορίζει κάτι που τοποθετείται σεσυγκεκριμένο σημείο στη σελίδα. Για παράδειγμα: Για να ορίσουμε το χρώμα μιας φράσης ή τηνέκταση μιας παραγράφου χρησιμοποιούμε το κατάλληλο TAG για να υποδείξουμε την αρχή τηςπεριοχής που μας ενδιαφέρει και ένα αντίστοιχο για το τέλος της. Όταν πάλι θέλουμε να εισαχθείμια εικόνα, απλά εισάγουμε στο κατάλληλο σημείο ένα TAG που δηλώνει το αρχείο στο οποίοείναι αποθηκευμένη.Εκτός από τα ορατά στοιχεία βέβαια σε μία ιστοσελίδα υπάρχουν και τα «αόρατα» τα οποία

μπορεί να αφορούν π.χ. τον τίτλο της σελίδας, την κωδικοποίηση της γλώσσας στην οποία είναιγραμμένη, στοιχεία για μηχανές αναζήτησης, κλπΟι ιστοσελίδες συχνά χαρακτηρίζονται ως στατικές ή (αντίθετα) δυναμικές. Ο χαρακτηρισμός

αυτός έχει διπλή σημασία. Οι δύο αυτές σημασίες μπορούν και να συνυπάρχουν στην ίδια σελίδα: Στην πλευρά του χρήστη (client side), αφορούν δυνατότητες που υλοποιούνται πάνω

στον browser. Χρησιμοποιούν συνήθως τη γλώσσα Javascript για να τροποποιούνπαραμέτρους των TAGS που είναι δηλωμένα στη σελίδα, με βάση τις ενέργειες τουχρήστη ή την πάροδο του χρόνου. Π.χ. ένα ρολόι που αλλάζει συνεχώς την ένδειξη του ήμία εικόνα που ακολουθεί το ποντίκι ή ακόμα κάποια μενού όπως αυτά των MS Windows.

Στην πλευρά του server (server side), αφορούν δυνατότητες που υλοποιούνται πάνωστον server. Ουσιαστικά δεν υπάρχουν ως έτοιμα αρχεία στον server, αλλάδημιουργούνται από κάποιο πρόγραμμα κάθε φορά που ζητούνται από αυτόν. Π.χ. μίασελίδα με τις πιο πρόσφατες ειδήσεις ή ένας πίνακας που ταξινομείται με άλλα κριτήρια.

2222

Παράδειγμα κώδικα HTML<!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.01 Transitional//EN"><html lang="el">

<head><meta content="text/html; charset=ISO-8859-7" http-equiv="content-type"><title>Δοκιμαστική σελίδα για το μάθημα...</title>

</head>

<body><h1>Επικεφαλίδα κειμένου</h1><p>Στη συνέχεια ακολουθείκείμενο, το οποίο μπορείνα είναι μορφοποιημένοκατά την επιθυμία τουχρήστη!</p><p>Είναι δυνατή η γραφή<font color=#FF0000>έγχρωμων γραμμάτων</font>, <b>έντονων</b>,<i>πλαγίων</i>, <u>υπογραμμισμένων</u>και

<b><i><font color=#FFAA00>συνδυασμών</font></i></b>τους, προκειμένου να πετύχουμε το επιθυμητό αποτέλεσμα.</p>

<p>Επίσης είναι δυνατόν να αλλάξουμε γραμμή μέσα σε μία παράγραφο.<br>

Οι δυνατότητες στοίχισης δεν είναι καθόλου περιορισμένες. Μπορείνα στοιχίσουμε κείμενο:</p>

<p align=left>Αριστερά,</p><p align=center>στο κέντρο,</p><p align=right>ή δεξιά!</p>

Οι εικόνες εισάγονται αρκτά εύκολα.

<img src="http://www.test.gr/here/xmm.JPG">

<br>Το ίδιο και οι <a href="http://www.ntua.gr">υπερσυνδέσεις</a>,στις οποίες κάνοντας κλικ μεταφερόμαστε στον "στόχο" τους!<br>

Δεν υπάρχει περιορισμός στα σύμβολα που χρησιμοποιούνται σε μία σελίδα,λόγω της HTML που χρησιμοποιείται. Τα &lt; και τα &gt; μπορούννα χρησιμοποιηθούν κανονικά!</body>

</html>

Άνοιγμα TAG

Κλείσιμο TAG

Σύνολοσελίδας

Σώμακειμένου

Τα πρόσθετα κενά και οιαλλαγές γραμμής δενπαίζουν ρόλο στη

διάταξη του κειμένου!

Οι εικόνες εισάγονται με ένααπλό TAG, το οποίο δηλώνειτο που (URL) βρίσκεται το

αρχείο της εικόνας.

Τα TAGs μπορεί ναδέχονται διευκρινιστικέςπαραμέτρους π.χ. ηστοίχιση του κειμένου!

Με τη σειρά, TAGsαλλαγής χρώματος,

τονισμένων, πλάγιων καιυπογραμμισμένων

χαρακτήρων.

Το TAG υπερσύνδεσης δίνει«κρυφά» πληροφορίες για τοπου οδηγείται ο χρήστης

όταν κάνει κλικ!