IT1101 Informatikk basisfag Dobbeltime 25/9

Transkript

1 Figure: IT1101 Informatikk basisfag Dobbeltime 25/9 I dag: Pensum midtsemesterprøver 27/10 og 3/11: Kapittel 1-4 i Brookshear Kapittel 1, og 3.1 i HTML-hefte. Referansegruppe: Vidar Glosimot, glosimot@ Asbjørn Fellinghaug, fellingh@, Kine Ravlosve Moxness, moxness@ Jørgen H Sveli, jorgenhv@ Christine Ursin Steen, christs@ Bjørn Christiansen bjornwor@ Slide 0-1 Oversikt Sist gang: OS Flagg Semafor Vranglås Betingelser for at vranglås kan oppstå: - Det er konkurranse om ressurser som ikke kan deles ( nonshareable resources ) - Ressursene tildeles på partiell basis; dvs. At man kan få tildelt èn ressurs om gangen. - Når en ressurs er blitt tildelt, kan den ikke kreves tilbake. Nok å sørge for at èn av disse ikke er oppfyllt! I dag: nettverk Typer nettverk Topologier Nettverksprotokoller Internett: IPadresser, domenenavn, DNS Tjenester på nett Sikkerhet Slide 0-2 Motivasjon - nettverk Typer nettverk For å utveksle informasjon og utnytte ressurser er det nyttig å koble sammen datamaskiner Datamaskiner: ikke bare beregninger, men også kommunikasjon! Slide 0-3 Vi kan dele inn nettverk i to kategorier: Lokale nettverk (Local Area Networks -LAN) Maskinene i samme bygning/kompleks Maskinene deler gjerne perifere enheter som printer, harddisk (filer inkl programmer) Mer eller mindre globale nettverk (Wide Area Networks - WAN) Maskinene plasser hvor som helst Slide 0-4 Klassifisering av nettverk Nettverkstopologier Vi kan klassifisere nettverk på en annen måte: lukkede eller åpne. Lukkede/proprietære nettverk Nettverkspesifikasjoner lagd/solgt av hardware/programvare leverandører (feks Novell Inc.) Bankenes betalingssentral, minibanker, NSB/SAS etc. Åpne nettverk Basert på standarder ingen eier Åpne for allmuen ingen hemmeligheter Ulike måter å koble sammen datamaskiner på Topologi: mønster/strukturen til nettverket, et kart over nettverket Fire mulige topologier: ring, stjerne, buss eller tilfeldig/irregulært Internett er et åpent WAN Slide 0-5 Slide 0-6

2 Ring Stjerne Meldinger sendes i en bestemt retning via andre maskiner Hva skjer om en maskin går ned? Hva om vi skal ta ut/sette inn en maskin? Sårbart nettverk: nok at en av 5 går ned Slide 0-7 Alle meldinger går om et knytepunkt Hva skjer om en maskin går ned? Hva om vi skal ta ut/sette inn en ny maskin? Ytelsesproblemer: skalerer dårlig Fortsatt sårbart: om knytepunkt går ned Slide 0-8 Buss Tilfeldig/irregulært Ingen sjef Høy kapasitet Krasj på bussen? Dagens LAN er stort sett av buss-typen Sårbar dersom kabel kuttes Ingen store konsekvenser om èn maskin går ned Slide 0-9 Ingen sjef Edderkoppnett kaos? Høy pålitelighet Alternative veier mellom maskiner Vanskelig å overvåke Hvorfor stor pålitelighet? Internett er i prinsippet av denne typen Slide 0-10 Koble sammen flere nettverk Nettverksprotokoller regler for kommunikasjon Koble sammen to nettverk av samme type: bro bridge Koble sammen to nettverk av forskjellig type: ruter Slide 0-11 Reglene som beskriver hvordan kommunikasjonen mellom maskinene i nettverket skal foregå kaller vi nettverksprotokoller Reglene må si noe om følgende Hvordan meldinger skal adresseres Hvilket format skal meldingene være på Hvordan bekreftes mottatt melding? Aksesskontroll: Hvordan koordineres aksess til nettverket retten til å sende meldinger Slide 0-12

3 Aksesskontroll i ringnettverk Token ring protocol Token ring utviklet av IBM i 70- årene Meldinger sendes i en felles retning Bare èn maskin sender om gangen Et token (tegn/bevis) sendes rundt fra maskin til maskin og den som har dette tokenet får sende Slide 0-13 Aksesskontroll i bussnettverk: CSMA/CD Vanlig bussteknologi: Ethernet CSMA/CD: Carrier Sense, Multiple Access with Collision Detection Meldinger kringkastes til alle For å sende: Vente til buss er ledig Starte å sende Avslutt, og begynn på nytt om kollisjon Vente hvor lenge? En fast tid? Slide 0-14 Analogi: Gruppe mennesker som skal kommunisere Internett: meget kort historikk Man venter til det blir stille Snakker til alle (kringkaster) Dersom to starter å prate samtidig, stopper begge opp Prøver igjen etter kort stund Slide universiteter koblet sammen i 1969 Mål: 1)Dele maskinressurser 2)Utveksle forskning Forskningsprogram initiert ved DARPA (Defence Advanced Research Projects Agency) i 1973 Mål: Pålitelig nettverk av datamaskiner Middel: Flere alternative kommunikasjonslinjer mellom to datamaskiner og desentralisert kontroll (ingen single-point-of-failure) 1995: Web får Internett til å ta av Slide 0-16 Hva er Internett? Internett sett ovenfra Et nettverk er en gruppe datamaskiner som er koblet sammen og kan kommunisere med hverandre. Internett er et nettverk av (heterogene) slike nettverk. Datamaskinene i dette internettet bruker TCP/IP-protokollen til å kommunisere med hverandre. Inter = på tverrs av Slide 0-17 Slide 0-18

4 IP adresser Adressering (2) Mnemoniske = letthuskelig Alle maskinene som er koblet til Internett har en adresse På samme måte som at hus har adresser Men (selvsagt) så er adresser på Internett binære Maskinadresse: 32 bits (IP-adresse) Eks: Som kan skrives hvordan heksadesimalt? Som kan skrives hvordan desimalt? Slide 0-19 Er litt knot for oss å huske tall-adresser, slik at for brukervennlighetens skyld har (nesten alle) maskiner en eller flere mnemoniske navn i tillegg til den binære adressen Altså: letthuskelige domenenavn representerer IP-adresser. NTNU disponerer adressene *.* Og alle IP-adresser under dette domenet ender på ntnu.no Kan organisere i logiske subdomener Slide 0-20 Navnetjenere Få en maskin på nett NTNU Egne maskiner har ansvaret for å oversette fra mnemonisk til IPadresse (oppslag i en tabell) Navnetjenere (domain name server) Ingen navnetjener har alle oppslag Navnetjenere koblet sammen i et hierarkisk system (Domain Name System - DNS) Gateway: en maskin som håndterer kommunikasjon mellom et LAN og resten av verden Slide 0-21 Slide 0-22 Tjenester på Internett WWW: Klient tjener arkitektur Meldinger fra en til en eller fra en til noen få Mailinglister: meldinger fra en til mange World Wide Web Utveksle multimediadokumenter Logisk browsing etter tema (uavh av fysisk plassering) Terminalemulatorer Emulerer (etterligner) at man sitter på maskinen Telnet SSH News Oppslagstavler FTP Overføre filer Fysisk browsing IRC Klient (browser) vise sidene Tjener (server) lagre og levere sidene Viktig forskjell mellom: Statiske websider Dynamiske websider Typisk kjenner til fra før -stoff, evt les i boka. Slide 0-23 Slide 0-24

5 Protokoller på Internett Internett: et nettverk av mange forskjellige nettverk (av ulike maskintyper) Må ha et felles språk /regler Meldinger skal sendes over flere ulike nettverk, på forhånd ukjent hvilke Når og i hvilken rekkefølge sendes meldinger? Maskiner på Internet kommuniserer over TCP/IP-suiten (en TCP/IP All data på Internett sendes over TCP/IP-protokollen suiten , websider, chatmeldinger etc. Protokoller bygget oppå TCP/IP for de forskjellige tjenestene - HTTP Hyper Text Transfer Protocol - SMTP Simple Mail Transfer Protocol - NNTP Network News Transfer Protoc. samling protokoller) Slide 0-25 Slide FTP File Transfer Protocol TCP = Transmission Control Protocol IP = Internet Protocol Språket webserveren og webklienten snakker sammen TCP/IP (2) Abstraksjon! En analogi Hele TCP/IP-suiten er lagdelt Webserver og webklient skal kunne kommunisere uten å bry seg med hvilke maskiner mellom dem som meldingene sendes over. Maskinene som videresender meldingene skal slippe å bry seg med hva slags type fysisk forbindelse meldingene sendes over (buss, telefonnett, ISDN, ASDL, satelitt, optisk, trådløst etc.) Slide 0-27 Filosof Oversetter Sekretær Filosof Oversetter Sekretær Slide 0-28 TCP/IP (3) Illustrasjon Pakke-svitsjing 4 lag i TCP/IP-suiten Applikasjonslaget Brukerrelaterte tjenester Transportlaget Ende-til-ende forbindelse (TCP/UDP) Deler melding fra app-laget i pakker, som sendes ned til nettverkslaget Nettverkslaget Kommunikasjon mellom hver enkelt maskin underveis (IP) Hvor sendes pakken videre? Linklaget Tar seg av det rent fysiske Hvordan sendes data over en optisk kabel, aksess i en buss etc. Slide 0-29 Slide 0-30

6 TCP/IP-suiten en samling av protokoller Sikkerhet i nettverk Slide 0-31 Problem: Ikke-autorisert aksess Kun de som er autorisert (gitt rett/fått lov til) til å aksessere informasjon skal få tilgang. Løsninger: Autoriserte personer må autentifisere seg vha passord Kryptere informasjon, og gi autoriserte personer kunnskap om hvordan dekryptere Slide 0-32 Hvordan beskytte seg mot ikke-autorisert aksess vha passord? Passordbeskyttelse (brukeren må autentifisere seg) autentifisere v. [-er, -et, - t]. bekrefte ekthet autorisere v. [-te, -t]. godkjenne, gi autorisasjon, bemyndige Brukernavn/passord. Mulig fare: sikkerheten knyttet til hvor godt/hemmelig passordet er. Slide 0-33 Hvordan beskytte seg mot ikke-autorisert aksess vha kryptering? Ikke alltid man har mulighet til å hindre tilgang til data. Feks: Data sendes over Internett. Løsning: Kryptere data. Kun de som er autorisert kan dekryptere (forstå innhold) data. Informasjon vs data! Data verdiløs dersom man ikke vet krypteringsalgoritmen evt nøkkelen. kryptere v. [-er, -te, -t]. omforme, kode data så de blir ugjenkjennelige Slide 0-34 Passord vs kryptering Oppsummering Passord Beskytter tilgang til data (og informasjon) Kryptering Beskytter tilgang til informasjon men ikke til data Slide 0-35 I dag: nettverk Typer nettverk Topologier Nettverksprotokoller Internett: IPadresser, domenenavn, DNS Tjenester på nett Sikkerhet Mandag: repetisjon (kom med forslag på mail karlmort@idi.ntnu.no) Torsdag: Kapittel 4 om algoritmer Slide 0-36