Prowadzcy przedmiot Wykad:
– dr in. ukasz Graczykowski Zakad Fizyki Jdrowej pok. 117D, Gmach Fizyki lukasz.graczykowski@pw.edu.pl
Laboratoria: – dr in. ukasz Graczykowski
Strona przedmiotu:
http://www.if.pw.edu.pl/~lgraczyk/wiki/index.php/Sieci_komputer owe_2021/2022_zima
Sprawy organizacyjne Organizacja zaj:
– wykady: 1h w tygodniu przez pó semestru (8h) – pn. 13-14 (309 GF)
– laboratoria: 3h w tygodniu co 2 tygodnie (7*3h) – pt. 8-11 (231 GF)
Laboratoria: – 7 zaj + 1 dodatkowe (na ew. poprawy i oddawanie projektu)
– punktowane s testy po laboratorium (od 2 zaj, 6 testów)
Wykady: – Poniedziaki 13:15-14:00, s. 309 GF
4 / 29SK 21/22z, Wykad 1
Sprawy organizacyjne Laboratoria:
– pisanie skryptów w bash
– komunikacja ssh, VNC, uwspólnione foldery NFS
– podstawy bezpieczestwa – firewall
– zaciskanie wtyczek RJ45 kabli sieciowych, konfiguracja routera sprztowego i programowego (Raspberry Pi)
– stawianie od podstaw serwera WWW i strony internetowej za pomoc systemu CMS → LAMP
5 / 29SK 21/22z, Wykad 1
Warunki zaliczenia Wykad:
Laboratorium: – test (Moodle) z laboratorium (6*5 pkt) – 30 pkt
– dwa projekty (2*15 pkt) – 30 pkt
– obecno na lab. (2*7 pkt) – 14 pkt
– punkty dod. za prac na lab. – 6 pkt
cznie: 100 pkt, zaliczenie >50 pkt
Uwaga! Aby zaliczy przedmiot naley przekroczy 50% punktów osobno z kolokowium wykadowego, sumy testów, sumy dwóch projektów
6 / 29SK 21/22z, Wykad 1
Warunki zaliczenia (4) Zaliczenie:
7 / 29SK 21/22z, Wykad 1
Literatura 1. K. Krysiak, “Sieci komputerowe”, Helion, Warszawa 2005
2. Madeja L., Edytory vi, Emacs i sed, MIKOM
3. Medinets D., Unix, narzdzia do programowania powok, PLJ
4. Matthew N,. Zaawansowane programowanie w systemie Linix, Helion
5. Petersen, Programowanie w systemie Linux
6. Larry Ullman. Dynamiczne Strony WWW, PHP i MySQL, Helion
7. Olaf Kirch, Terry Dawson. Linux Podrcznik Administratora Sieci, O'Reilly
8. Ellie Rusty Harold. JAVA Programowanie Seciowe, O'Reilly
8 / 29SK 21/22z, Wykad 1
Program wykadu
3. Budowanie sieci lokalnych
5. Protokoy TCP/UDP i usugi sieciowe
6. Najwaniejsze usugi sieciowe: DNS, SSH, HTTP
7. Bezpieczestwo w sieci
10 / 29SK 21/22z, Wykad 1
Po co nam to wszystko?
ródo: https://me.me/i/fixing-the-router-what-my-mom-thinks-i-do-what-3800420
ródo: cern.ch
ródo: advantech.gr
ródo: nmr.chem.ualberta.ca
Co to jest sie komputerowa? Sie komputerowa to:
– zespó urzdze transmisyjnych (np. komputer z kart sieciow, router, switch, koncentrator, itp.)
– które s poczone ze sob za pomoc medium transmisyjnego (np. kabel, wiatowód, technologie bezprzewodowe – podczerwie, radiowe, itp.)
– pracujcych pod kontrol zaawansowanego oprogramowania
– w celu przesyania midzy sob danych (informacji) za pomoc protokou transimisyjnego (np. TCP/IP)
ródo: simply-ip.net ródo: digitaltrends.com
13 / 29SK 21/22z, Wykad 1
Krótka historia Internetu (1) Przed latami 60 – izolowane, zamknite systemy (w tym samym budynku, np. terminale podpite do komputerów)
1969 – ARPANET (Advanced Research Project Agency Network) – stworzony przez agencj DARPA, podwalina pod wspóczesny internet, pierwsze uycie protokou TCP/IP i przeczania pakietów 22:30 – pierwsza transmisja danych pomidzy UCLA
i Stanford Research Institute
1971 – pierwszy e-mail w ARPANET wysany przez Ray’a Tomlinsona (zastosowanie @ do oddzielenia nazwy odbiorcy od celu)
prawdopodobna tre: “QWERTYUIOP”
1971 – ALOHAnet (Additive Links On-line Hawaii Area network) – pierwsza sie radiowa (University of Hawaii), nadajc na falach UHF, czya wyspy hawajskie
1973 – podwaliny Ethernet (standard technologii sieci komputerowych) – Robert Metcalfe (Xerox), pomys kabli koncentrycznych (inspirowany ALOHAnet)
1974 – protokó TCP ustandaryzowany
ródo: http://inthistory4u.blogspot.com
Dyrektor DARPA Stephen Lukasik:
“The goal was to exploit new computer technologies to meet the needs of military command and control against nuclear threats, achieve survivable control of US nuclear forces, and improve military tactical and management decision making.”
14 / 29SK 21/22z, Wykad 1
Krótka historia Internetu (2) 1978 – protokó IP – wysyanie pakietów róda do celu na bazie adresów IP w nagówku
kocówka lat 70 i pocztek lat 80 – róne konkurujce projekty sieci komputerowych, technologii i standardów:
1978 – UUCP (Unix-to-Unix Copy) 1979 – USENET (bazujcy na UUCP system
dyskusyjny, istnieje do dzisiaj jako usuga w Internecie)
1981 – CSNET (dla naukowców bez dostpu do ARPANET)
1983 – BITNET (“Because It’s There Network”, oparta na serwerach IBM)
1981 – standard IPv4 oficjalnie zatwierdziony (uywany do dzisiaj)
1983 – pierwszy DNS (Domain Name Server)
1981 – model OSI (Open System Interconnection)
1989, 1991…
Polecam: https://theconversation.com/how-the-internet-was-bor n-from-the-arpanet-to-the-internet-68072
ródo: blabsolutions.net
Krótka historia Internetu (3) 1989 – Timothy Berners-Lee, pisze dokument “Information Management: A Proposal”, w którym:
wprowadza HTML, HTTP, URL, które skadaj si na WWW (World Wide Web)
tworzy pierwszy serwer WWW Pierwsza strona WWW:
http://info.cern.ch/hypertext/WWW/TheProject.html
Krótka historia Internetu (4)
Tim Berners-Lee pisze na pierwszych stronach owego dokumentu:
LHC (Large Hadron Collider), w którego pracach uczestniczy nasz wydzia i uczelnia, zosta uruchomiony w 2008 roku – T. Berners-Lee pisa o nim w ju roku 1989!!!
Krótka historia Internetu (5)
https://cds.cern.ch/record/369245/files/dd-89-001.pdf
https://cds.cern.ch/record/1164399
Historyczna deklaracja CERN z 30 kwietnia 1993. Mona tylko gdyba, co by si stao, gdyby WWW powstao w firmie prywatnej nastawionej na zysk….
18 / 29SK 21/22z, Wykad 1
Web@30 – 12 marca 2019 12 marca 2019 odbyo si w CERN wydarzenie Web@30, zwizane z 30-leciem WWW https://web30.web.cern.ch
20 / 29SK 21/22z, Wykad 1
Podzia sieci komputerowych Najbardziej ogólny podzia sieci
komputerowych: – LAN (Local Area Network) – sie lokalna,
obejmuje jedno przedsibiorstwo, niewielki obszar (np. nasz wydzia)
– MAN (Mentropolitan Area Network) – sie miejska, czy sieci LAN na obszarze jednego miasta
– WAN (Wide Area Network) – sie rozlega, czy ze sob sieci LAN i MAN na duym obszarze
– Internet – “sie sieci”, globalna sie wykorzystujca protokó TCP/IP, czca ze sob wszystkie mniejsze sieci
– Intranet – sie podobna do Internetu, np. Wykorzystujca te same protokoy, ale dziaajca w maym obszarze (np. Wewntrzne strony w firmach, wewntrzna sie Korei Pónocnej, itp.)
ródo: assignmenthelp.net
Topologie sieci komputerowych Topologia sieci to zbiór zasad fizycznego czenia elementów
sieci oraz regu komunikacji poprzez medium transmisyjne
Dla danej topologii róne specyfikacje – kabli, zczy, standardów komunikacji, itp.
Trzy rodzaje topologii fizycznych (fizyczne czenie elementów sieci): – topologia magistrali – stacje czone do wspólnej
magistrali za pomoc “odczepów” gównego przewodi, relizacja za pomoc przewodu koncentrycznego
– topologia gwiazdy – czenie komputerów z urzdzeniem centralnym (koncentrator – hub, lub przecznik – switch), uywany kabel z dwiema yami (skrtka)
– topologia piercienia – okablowanie tworzy okrg, sygna wdruje od komputera do komputera, który peni rol wzmacniacza, czsto wykorzystywane s kable wiatowodowe (moe by te gruby koncentryczny)
– moliwe topologie mieszane (czenie powyszych)
Topologia logiczna – standard komunikacji ródo: Helion
Warstwy sieciWarstwy sieci Model ISO/OSIModel ISO/OSI
23 / 29SK 21/22z, Wykad 1
Podzia sieci komputerowych W latach 70 nie istniay jeszcze ogólnie obowizujace standardy
czenia sieci komputerowych
W 1977 roku ISO (International Standard Organization) opracowao model “czenia systemów otwartych” (Open System Interconnection – OSI)
Model ISO/OSI dzieli proces transmisji danych na 7 etapów, zwanych warstwami
ródo: Helion ródo: https://www.pinterest.com/pin/500532946077765356
Podzia sieci komputerowych Warstwy modelu ISO/OSI:
– aplikacji: zapewnienie aplikacjom dostepu do OSI (mechanizm “gniazd”), komunikacja z uytkownikiem i midzy aplikacjami
– prezentacji: tumaczenie danych, definiowanie formatu, skadnia, przeksztacenie na format niezaley od aplikacji, kompresja, szyfrowanie
– sesji: nadzoruje nawizanie i zrywanie poczenia przez aplikacj, wykonuje zapytania o dan usug (np. funkcje API biblioteki warstwy sieciowej)
– transportowa: transport od punktu do punktu, segmentacja na pakiety, weryfikacja poprawnej kolejnoci u odbiorcy, kontrola uszkodze, ewentualna retransmisja
– sieciowa: trasowanie (routing) – wybór trasy poczenia, ustanawianie, koczenie i utrzymywanie poczenia
– cza danych: niezawodno cza, definiowanie kontroli bdów
– fizyczna: fizyczna transmisja danych midzy wzami sieci, interfejsy sieciowe, sposób poczenia mechanicznego (wtyczki, zczki), elektrycznego (poziomy napi, natenia prdów)
Warstwa fizycznaWarstwa fizyczna Rodzaje noników (medium Rodzaje noników (medium
transmisyjne)transmisyjne)
Ethernet Ethernet – zbiór technologii sieciowych wartwy
pierwszej (fizycznej) oraz drugiej (cza danych) uwyanych w sieciach komputerowych
Zaproponowany w poowie lat 70’ w Palo Alto Research Center (Xerox) – pierwsza sie LAN stosujca kabel koncentryczny
Sowo “ether” pochodzi oczywicie od “teorii eteru” w fizyce
Obejmuje:
– standardy urzdze sieciowych takich jak karty sieciowe czy hub’y
– w warstwie drugiej (nastpny wykad) wprawdza ramki (frames) jako podstawowe kontenery danych
– wprowadza równie adresacj MAC (media access control) jako unikalny adres danej karty sieciowej
Standardy bezprzewodowe (np. WiFi) nie s czci ethernetu (aczkolwiek w sporej czci bazuj na ethernecie)
ródo: wikipedia.org
Kable sieciowe Mona stosowa bardzo róne media transmisyjne, w
zalenoci od potrzeb i wymogów danej sieci czy jej topologii
Podstawowe media przewodowe: – kabel koncentryczny (np. BNC) – technologia historyczna,
ograniczenie przesyu do 10 Mb, niewygodny (gruby, mao elastyczny), saba skalowalno (doczanie nowych urzdze), mao odporny na awarie, ale dobre ekranowanie, twarda osona, dua odlego stosowany w sieciach o topologii magistrali
– skrtka UTP (unshielded twisted-pair cable) – najpopularniejszy rodek transmisji danych, dwuparowy kabel skrcany o omiu przewodach skrconych po dwa (cztery pary) we wspólnej izolacji, powsta w 1991 roku, wyróniamy róne kategorie rónice si szczegóami technicznymi sygnaów i jakoci transmisji (CAT-1 do CAT- 7), w domach najczciej CAT-5 w wariancie 5e transmisja do 1 Gb/s, atwa instalacja, wiele rodzajów sieci, bardziej podatna na uszkodzenia
ródo: wikipedia.org
ródo: tim.pl
ródo: sweetwater.com
ródo: magiccoast.com
Urzdzenia warstwy fizycznej Wzmacniak (repeater) – wzmacnia sygna, suy do
zwikszania sygnau
Koncentrator (hub) – urzdzenie pozwalajce na przyczenie wielu urzdze sieciowych w sieci o topologii gwiazdy, przesya sygnay z jednego portu na wszystkie inne
Karta sieciowa (network inteface controller – NIC) – zapewnia komunikacj komputera z sieci poprzez odbiór sygnaów elektrycznych, wietlnych, radiowych (fal elektromagnetycznych) za pomoc pulsacji (sygna cyfrowy), urzdzenie warstwy 1 i 2 (cza danych), zapewnia adresowanie MAC (adres cza w standardzie Ethernet)
Modem (modulator-demodulator) – zapewnia komunikacj poprzez kanay czstotliwoci radiowych (sygna analogowy) pomidzy odbiorc a sieci (moduluje sygna do transmisji w sieci i demoduluje sygna odbierany), urzdzenie wartstwy 1 i 2 (cza danych), jeli zapewnia adresacj IP, take wyszych warstw
ródo: allegro.pl
ródo: t4ttutorials.com
ródo: reichelt.com
ródo: buyapprovedmodems.com
29 / 29SK 21/22z, Wykad 1
Kto wymyli sowo “Internet”? W artykule naukowym “A Protocol for Packet Network Intercommunication”
z czerwca 1974 czytamy:
Dalej, w dokumencie RFC 675 (Request for Comments) opisujcym protokó TCP czytamy:
https://tools.ietf.org/html/rfc675
V. Cerf, R. Kahn. IEEE Transactions on Communications, 22(5):637-648 (1974)