TTM4175 Hva er kommunikasjonsteknologi?

Transkript

1 1 TTM4175 Hva er kommunikasjonsteknologi? Del 1 Bjørn J. Villa PhD, Senior Engineer, UNINETT AS bv@item.ntnu.no // bv@uninett.no

2 2 Innhold Begrepet Definisjon, historikk og en liten refleksjon Påvirker det oss? Protokoller og struktur Et «kommuniserende» system Meldingskomponenter Hva er en «melding»? Digitalisering, koding, komprimering, format Multimedia, kryptering Applikasjoner Hva er en applikasjon? Forskjellen på en applikasjon og en tjeneste? Krav til nettverk Nettverk Typer av nettverk (linje / pakke, analog / digital) Noen kjente nett: PSTN, GSM, Internet Utfordringer (kvalitet, sikkerhet, pålitelighet)

3 3 Definisjon Har det noe med følgende å gjøre?: Telekommunikasjon Datakommunikasjon Informasjon og KommunikasjonsTeknologi (IKT) Internet... Ja, selvsagt er et generelt begrep som dekker «alt», og kan så sies å omfatte det meste av begrepene over.

4 4 Definisjon «Kommunikasjon»: Overføring / distribusjon av meldingskompontenter mellom entiteter (personer eller maskiner) som befinner seg på samme eller forskjellig lokasjon B A B A B Lokasjon X Lokasjon X Lokasjon Y A Lokasjon X Lokasjon Y C «Teknologi» Metode(r) benyttet for realisering av kommunikasjon. Omfatter i dette faget også de applikasjoner og til en viss grad de teminaler som benyttes Lokasjon Z

5 5 Historikk Røyksignaler Den Mekaniske/Optiske Telegraf Indianerne er de mest kjente brukerne av ild/røyk som grunnlag for kommunikasjon Basert på visuell inspeksjon / fri sikt mellom stasjoner. Brukt blant annet på Napoleon sin tid Den Elektriske Telegraf Trådløs Telegraf (radiotelegrafi) Overføring ved å kontrollere spenning/ strøm på en kabel. Overføring... ved kontroll av elektromagnetiske bølger i luften (radiobølger) har eksistert i flere hundre år

6 6 Historikk 2013: 4G mobilt bredbånd, Internet of Things : Alle har fast bredbånd i Norge 2001: Bredbånd tilbys i Norge 1994: Netscape 1991: GSM Standardisation Institute - ETSI) 1989: WWW (Berners-Lee) ~1970: Riksdekkende telefon i Noreg 1964: Grunnlag for Internett (ARPAnet) : Trådløs kommunikasjon (Marconi) : Telefon (Bell) 1837: Telegraf (Morse)

7 7 Refleksjon Ironisk nok så klarer alle de «historiske» systemene å håndtere måten dere kommuniserer på idag...

8 8 Påvirker det oss? Sum timer: 47 Source: Ericsson ConsumerLab 2012

9 9 Påvirker det oss? Source: Ericsson ConsumerLab 2012 Sum timer: 49

10 10 Påvirker det oss? Sum timer: 48 Source: Ericsson ConsumerLab 2012

11 11 Påvirker det oss? Source: Ericsson ConsumerLab 2012 Sum timer: 56

12 12 Påvirker det oss? Sum timer: 66

13 13 Påvirker det oss? Prosentvis andel av tid inkludert i statistikk fra Ericsson brukt på hhv TV, Internet, venner og partner viser en tydelig utvikling

14 14 Påvirker det oss? Cisco Systems conducted a survey in 14 different countries. Approx people completed an online survey during May and June, Participants were College Students (age 18 24) and Employees (age 21 29) about 40% of the students prefer Internet rather than meeting friends. more than 50% indicate they could not live without the Internet about 50% say that Internet is almost as important as food Internet more important than owning a car.

15 15 Internet Internet er selvsagt en stadig viktigere del av dagens løsninger for kommunisasjon, men «Internet» er ikke en teknologi i seg selv! Internet består av ufattelig mange systemer, komponenter og protokoller som arbeider sammen for å realisere global kommunikasjon. Så det er ikke bare IP altså? Nei...

16 16 Internet før og nå... IP Internet (1977) Internet (2013)

17 17 Internet og IP IP protokollen er kun en av flere tusen forskjellige protokoller som brukes på Internet. IP Mange protkoller er well-known (f.eks HTTP), mens andre er mindre kjent men allikevel viktig (f.eks NTP) Derfor kan det være kjekt at vi får en bedre forståelse av hva protokoller er...

18 18 Protokoller Men først...hvorfor må vi ha protokoller, og hvor???? På grensesnitt mellom person og PC er det ikke nødvendig med protokoller for der har vi «sunn fornuft» og logisk resonnement På grensesnitt mellom maskiner (eks. PC er) må det være klare regler (dvs protokoller)

19 19 Protokoller Datamaskiner er smarte men har liten toleranse for uklare instrukser. Ordnung muss sein! En protokoll er et regelverk som bestemmer hvordan kommunikasjon skal foregå, og hvilke funksjonar som kan brukes

20 20 Protokoller Litt mer formelt...en protokoll definerer format og sekvens på meldingar som blir utvekslet mellom to eller flere kommuniserende entiteter aksjonar som må utføres ved mottak/sending av melding eller annen hendelse

21 21 Protokoller Naturlig dialog Protokollstyrt kommunikasjon

22 22 Protokollmodell Application Transport Network Link Protokoller opptrer som regel i en lagdelt struktur, med klare grensesnitt mellom seg En protokoll tilhører et bestemt lag Har spesielle oppgaver Tilbyr tjenester til protkoller på laget over Bruker tjenester fra protkoller på laget under Behøver ikke vite noe andre protokollers interne logikk Protokollmodellen for Internet har 5 lag Hvorfor denne lagdelingen egentlig? Physical

23 23 Protokollmodell Application Transport Network Link Physical Applikasjonslaget Gir selve applikasjonene et grensesnitt for å realisere standardisert kommunikasjon, og tilbyr på denne måten full transparens for applikasjonens kommunikasjon gjennom nettet Eks.: HTTP, SMTP, FTP,... Applikasjoner som kommuniserer på en litt mer spesiell/kompakt måte (potensielt proprietært) kan ha applikasjonslaget helt integrert.

24 24 Protokollmodell Application Transport Network Link Transportlaget Logisk forbindelse mellom to applikasjonar Multipleksing, dvs flere forbindelser samtidig Sikker overføring av data Flytkontroll, dvs kontroll av senderate Eks.: TCP, UDP Uten transportlaget hadde vært vanskeligere for en terminal å gjøre flere ting samtidig på Internet Physical

25 25 Protokollmodell Application Transport Network Link Physical Nettverkslaget Tilbyr adressefunksjon (sender/mottaker) Routing (dvs finner vei i nettet) Videresending av pakker på riktig interface Eks.: IPv4, IPv6 Dagens Internet benytter IPv4, men overgang til IPv6 er igang pga mangel på adresser Selve IP er basert på utviklingen av et konsept for pakkesvitsjing gjort i perioden (deriblant ARPAnet).

26 26 Protokollmodell Application Transport Network Link Physical Linklaget Håndtere tilgang til fysisk medium Kan utføre feilsjekk, korrigering, retransmisjon Tilpasning av pakkestørrelse til ulike medium Eks.: CSMA/CD, TDMA, FDMA,... Merk at tilgangskontrollen til fysisk medium er spesielt viktig for delte medium, f.eks WiFi og GSM. Dvs tilfeller hvor flere terminaler kan tenkes å prøve å sende informasjon samtidig og som dermed kan «kollidere»

27 27 Protokollmodell Application Transport Network Link Physical Fysisk Lag Modulering, dvs hvordan representere «bits» på fysisk medium Fastlinje (ethernet, fiber, copper,..) Trådløst (satelitt, WiFi, Bluetooth, GSM,..) Eks.: On/Off keying for fiber, DMT for ADSL Viktig å få med seg at desto «smartere» man koder en melding og deretter modulerer dens digitale representasjon inn på mediumet, desto bedre (spare kapasitet, redusere overføringstid)

28 28 Protokollmodellen er jo veldig enkel men... Application...under overflaten er det mye kompleksitet Transport Network Link Physical Kilde: Cisco System Views on a Wireless Smart Utility Network

29 29 Et kommuniserende system Meldingskomponenter/brukervalg Applikasjon (mail, chat, web,...) Operativsystem (Win, Linux, Android, IOS...) I fagets laboppgaver så vil dere få bedre innsikt i meldingskomponenter, utvikling av enkle applikasjoner og viktige deler av et nettverk sine funksjoner Fysisk terminal Logiske forbindelser (routing, switching) Fysiske forbindelser (fiber, wireless,...) Bruker & terminal Nettverk

30 30