Internettet Netværk. Hvad er netværk?

Transkript

1 Internettet Netværk. Internettet består af mange selvstændige netværk som er koblet sammen. På yderste niveau har vi små lokale netværk, så lidt større netværk, nationale netværk og til sidst de internationale linjer, kaldet "backbones". En fin parallel til Internettets opbygning er faktisk telefonsystemet: Først er der den lokale telefoncentral (~ en Internetudbyder) med et antal abonnenter og derefter er der et antal niveauer af netværk (lokalt, regionalt, nationalt, internationalt) alt efter hvor lagt du skal ringe. Sådan er Internettet også bygget op. Internettet er et globalt netværk (af lokale netværk) af computere baseret på et bestemt regelsæt (en protokol) kaldet TCP/IP-protoklollen. (forklares senere) Hvad er netværk? Et netværk deler ressourcer Meningen med at etablere et netværk er, at man ønsker at dele ressourcer. Brugeren får dermed mulighed for at få adgang til forskellige ressourser fx på lokalnet (LAN): Et område på en harddisk (så man får adgang til et netdrev). En printer, som sidder tilsluttet en anden pc i netværket. Et andet netværk (via en router).. Ressourcer stilles til rådighed (serves) fra en computer Hver af disse ressourcer vil være bundet til en bestemt computer (pc). Ved hjælp af netværket fordeles de (serves) ud til de øvrige pc'er. Brugeren skal logge sig på netværket for at få adgang til ressourcen. Her logger jeg mig på et lokalnet, et LAN, og får adgang til nogle ressourcer: 1

2 Server eller klient? En computer (eller et program) kan forholde sig til en ressource på to måder: Som server Som klient Serveren er den computer (eller program), der har ressourcen, og som deler den ud til andre. Klienten er den computer (eller program), som logger sig på nettet for at få adgang til ressourcen. Det er helt centralt at forstå forskellen på server og klient set ud fra den enkelte ressource. Hver ressource har én server og kan have mange klienter: Siderne 1-3 er (i hovedtræk) hentet hos Karbo s guide: (vælg >> pkt. 10: Netværk) Vi ser altså en ressource (eksempelvis en printer) som er forbundet til én pc (serveren). Andre pc'er optræder som klienter i forhold til ressourcen. Brugerne på klient-maskinerne logger sig på serveren og netværket, hvorved de får adgang til printeren. Herefter kan de printe, ganske som var printeren tilsluttet deres egen pc. Netværket og netværks-softwaren opsnapper deres printjobs ét ad gangen og kanaliserer dem videre til serverens printerport: 2

3 Internettets ressourcer Når man logger sig på Internettet får man adgang til andre ressourcer: Opkobling (opringning/dial in) til Internettet sker nu om dage som regel automatisk, når du starter din browser. De Internet-baserede ressourcer består i: HTML-sider (på websites) så man kan surfe på nettet. FTP-servere, hvor man kan hente filer. Brugergrupper (UseNet), nyhedsgrupper, hvor man følger og deltager i diskussioner om ganske bestemte emner, som der er vis af. elektronisk post Internettets ressourcer har med information at gøre - information som brugerne udveksler på kryds og tværs. På Internettet kaldes ressourcerne ofte for services og de mest kendte services er: Elektronisk Post World Wide Web Nyhedsgrupper Filtransport 3

4 For at kunne udnytte en bestemt type service (ressource), skal der et brugerprogram til, som passer til den service man vil bruge: Klient Brugerprogram Fx Browser Mailprogram. Server Service Fx WWW . Om Internettets informationer (ressourcer) kan man sige at: De ligger på Internettets forskellige servere. De kendes hver især på en unikt navn og er tilknyttet en bestemt service. Hver service betjenes med sit eget applikations-program (brugerprogram) Det fremgår at der er 2 parter involveret i forbindelse med brug af ressourcer: Bruger af ressource Klient Indehaver af ressource Server For at kunne udnytte en ressource, skal man kunne Identificere ressourcen og Transportere data mellem Klient (Bruger) og Server (Indehaver) Al kommunikation mellem computere (programmer) styres af protokoller En protokol er et regelsæt som beskriver, hvordan kommunikationen skal foregå mellem 2 parter, for at de kan forstå hinanden. 4

5 IP-adresser, DNS (Domain Name System) og domæneadresser I kender nok alle lidt til IP-adresser. Det er fire tal mellem 0 og 255 adskilt af punktummer fx er en IP-adresse. Al kommunikation på Internettet foregår med anvendelse af IP-adresser for hhv. afsender-computeren og modtager-computeren. Når vi bruger en browser anvender vi som regel ikke IP-adresser, men derimod symbolske adresser som fx der er lettere at huske. Men når browseren skal etablere forbindelse til for at hente hjemmesiden, skal den bruge IP-adressen (altså de 4 tal) for VUC Århus. Derfor er browseren nødt til at kunne finde IP-adressen, før den kan få etableret forbindelse til serveren. Til dette bruges Domain Name System som styrer sammenhængen mellem IP-adresser og domænenavne. De computere der styrer hele denne navneadministration, kaldes for navneservere. I eksemplet fra før er vucaarhus.dk domænenavnet. Alle Internetudbydere, universiteter og store firmaer har lokale DNS-servere kaldet Lokale navneservere. Internettet har et antal rod navneservere, hvis opgave det er at have overblik over andre navneservere. Alle domæner er registreret i en autoritativ navneserver. En del servere virker både som lokale navneservere og som autoritative navneservere. Domæneadresser kan have kan have formen vucaarhus.dk, hvor dk kaldes topdomænet. Ethvert registreret domæne hører under et topdomæne. Alle lande har et topdomæne bestående af 2 bogstaver. Under et domæne kan man desuden have subdomæner. Fx er studie.vucaarhus.dk et subdomæne for den offentlige studieplan på VUC Århus - www hører ikke med til domænenavnet. En del adresser findes både med og uden www. Den autoritative navneserver for vucaarhus.dk indeholder IP-adresser for såvel web-server, mail-server som ftp-server. URL - Uniform Ressource Locator En hjemmeside består fx af html-tekst, gif-billede, disse elementer adresseres alle med en URL. En URL indeholder protokol-navn, værtsnavn og en sti til det aktuelle objekt. Når man i browseren indtaster adressen på den ønskede side, så indtaster man en URL fx er nedenstående et eksempel på en URL: http er protokollen er adressen på det web-sted, der indeholder filen datalogi/noteromcss.pdf er sti- og filnavn på filen. Portnummer Et program, der kommunikerer med et andet program over Internettet, benytter et bestemt portnummer. Et portnummer er et tal imellem 0 og For at klient-programmet kan sende en forespørgsel til et server-program, skal det kende server-programmets portnummer og omvendt for at kunne svare. Man har vedtaget nogle faste portnumre for en række server-programmer. Fx bruger en webserver portnummer 80 og en ftp-server portnummer 21. Se oversigt over portnumre i appendix. Portnumre kan opfattes som stik ind i computeren. Et klientprogram skal altså vide, hvilket stik det skal bruge ind i server-computeren for at kunne få adgang til det ønskede serverprogram. Og serveren skal kende klient-programmets stik/portnummer for at kunne svare. 5

6 På Internettet styres data-transporten af protokol-sættet TCP/IP. TCP/IP står for "Transmission Control Protocol / Internet Protocol" (Internet Protokol har givet nettet sit navn). Det er egentlig en samling af flere forskellige protokoller, som tilsammen gør det muligt at udveksle data over Internettet. Hoved-protokollerne er TCP og IP, som sørger for selve transporten. Disse protokoller er indrettet, så data kan transporteres hen over vidt forskellige typer af netværk. Ud over hovedprotokollerne omfatter protokol-sættet en række anvendelses-protokoller (applikations-), som hver er tilknyttet én bestem service. For at kunne udnytte en service skal brugerprogrammet altså kunne håndtere den rette protokol. Her er et udpluk: Service/Applikation Internet-protokol Protokol-navn World Wide Web http Hyper Text Transfer Protokol Elektronisk post mailto, smtp Simple Mail Transfer Protokol Filoverførsel ftp File Transfer Protokol Nyhedsgrupper News (NNTP) Network News Transfer Protokol Filer flyttes i små pakker Al datatransmission over nettet består af filtransport. Når du klikker på en hjemmeside, afsendes der faktisk en kopi til dig af den fil som hjemmesiden består af. Filen afsendes fra en server til dig men ikke som en hel fil. Den bliver først nedbrudt i små pakker af varierende størrelse (max ca bytes) som nettet kan overføre. Derefter skal pakkerne finde frem til dig. Hos modtageren samles pakkerne til en hel fil. Det er TCP (Transmission Control Protokol) der bla. sørger for denne opdeling i datapakker og for at samle dem igen. Det er IP (Internet Protokol) der styrer adressering af pakkerne. Internettet er et såkaldt pakke-koblet netværk. Det betyder at når du sender data over nettet er der ingen fast forbindelse mellem dig og den du sender til. Alle pakker flyder rundt i en pære-vælling, men de ved hver især hvor de skal hen det står nemlig på adresse-sedlen som er blevet klistret på pakken. Disse adressesedler læses af routere, der er placeret rundt om på nettet. Routere Pakkerne sendes af sted gennem en lang række computere, kabler, satelitter og andre forbindelser. Undervejs passerer pakkerne flere fordelingscentraler. Af disse er routerne de vigtigste. Routerne er placeret overalt på nettet alle de steder hvor nettene mødes. Routerne aflæser hver enkelt datapakkes adresse og sørger for at pakken finder (den bedste) vej gennem Internettet. Routerne kommunikerer hele tiden indbyrdes med oplysninger om øjeblikkets bedste dataveje så trafikken afvikles hurtigst muligt. Læs appendix 4 - uddelt materiale om routning af Arne Tolstrup. Man kan faktisk finde ud af hvilken rute en forespørgsel følger (se øvelserne). Proxy-serveren er en computer der befinder sig på udbyderens lokale netværk. Den er udstyret med en stor harddisk og fungerer som en stor disk-cache. Den gemmer de hyppigst besøgte sider og er således med til at øge svarhastigheden for brugeren og begrænse trafikken på nettet. Proxy-serveren har også sikkerhedsmæssige opgaver i retning af at forhindre visse typer information i at komme ud fra fx et firma subsidiært ind på firmaets (udbyderens) lokale net. 6

7 IP-adresser Internet Protokollen beskriver adresse-formatet og styrer således adresserne på Internettet. Selve IP-adressen er et lidt specielt tal fx: Det læses som fire tal, der hver især kan gå op til værdien 255, adskilt af punktummer. Så egentlig kan adressen opfattes som et binært tal på 32 = 4 * 8 cifre. For at man kan være på Internettet som bruger, skal man have en IP-adresse. Når du logger på får du automatisk tildelt en IP-adresse. Det er ikke den samme hver gang. Internetudbyderen har en pulje af IP-adresser, som han deler ud af, hver gang en af hans abonnenter logger på. Systemet kaldes for dynamisk tildeling af IP-adresser. IP-adresser er faktisk en samling af to adresser en netværks- og en værts- (host-) adresse. Internettet er jo ikke bare en samling computere det er jo også en samling af netværk. Fx er internetudbyderens netværk et undernet til Internettet Netværks-nummer Undernet/værts-nummer IP-adresse Ressource ??? Alt har en adresse. Brugere som er fast opkoblede til nettet har ofte deres egen IP-adresse Brugere som logger sig på fra tid til anden, får tildelt en IP-adresse ved login Servere har hver deres IP-adresse Alt hvad der findes på Internettet har en IP-adresse (fx hjemmesider) Ping kommandoen: Ping er en indbygget testfunktion i TCP/IP Ping kommandoen findes i næsten alt TCP/IP udstyr Den sender en testpakke til modtager, der så besvarer med en testpakke (ping-pong) Se øvelserne

8 TCP/IP er en såkaldt stakprotokol - dvs. at den indeholder forskellige "lag", som har hver deres afgrænsede opgave. For at illustrere opbygningen følger nedenstående tabel. Lag Protokol Beskrivelse Applikation (..) Transport Network Datalink Physical http, ftp, mailto (smtp), TCP (Transport Control Protokol) IP (Internet Protokol) Applikationslaget står for grænsefladen til mennesket. Her tager man sig af hvilke data server og klient udveksler ikke hvordan. Det er her din browser (Internet explorer, Firefox,..), (Outlook, FirstClass, ), ftp (CuteFtp, ), mv., kører. Transportlaget sørger for, at en meddelelse kommer korrekt frem og at den modtages af den rigtige på modtagermaskinen (rigtige program eller process). Transportlaget tager sig ikke af, hvordan en meddelelse finder vej på nettet. Her er det som om data flyder direkte mellem afsender og modtager. Netværkslaget sørger for at en meddelelse finder vej gennem roulere mv. på Internettet men ikke hvordan man checker, at data kommer frem uden fejl. Datalink lagets opgave er fejlhåndtering på de fysiske linjer. Hvis et 0 bliver til et 1 og omvendt. Det fysiske lag er selve hardwaren. Dets ansvar er selvfølgelig at få den rå bitstrøm af 0'er og 1'er transmitteret. Eksempel: Forstil dig at direktørerne i to firmaer sender breve til hinanden pr. post. Disse direktører tager sig kun af at skrive og læse brevene, men tager sig slet ikke af forsendelsen af brevene. Afsender Direktør skriver brev Brevet lægges i konvolut Brevet adresseres Reception får brev Posthus ekspederer brev Modtager Direktør læser brev Brevet tages ud af konvolut Breve uddeles Reception får brev fra posten Posthus ekspederer brev Hvilke niveauer (lag) i firmaets organisation har haft fat i brevet? Afsender Direktør Sekretær Kontorassistent Budafdeling Posthus Modtager Direktør Sekretær Kontorassistent Budafdeling Posthus Det hele fungerer kun fordi hvert lag kan stole på at de underliggende lag udfører deres opgaver. 8

9 Appendix 1. Backbones I Europa. 9

10 Appendix 2. Oversigt over portnumre i Internet 10

11 Nedenstående uddrag fra følgende bog uddeles som kopi: Arne Tolstrup Madsen: PC indsigt og udsyn (Tolstrup Data 2002) Appendix 3: Om HTTP-protokollen - kap 7: Applikationslaget side Appendix 4: Routing om hvordan pakkerne finder vej i Internettet (afsn ) side Appendix 5: Overblik og afslutning (afsn 10.1) side 93-95ø I alt ca 7 sider 11