Rrjetet Kompjuterike dhe Interneti Shnim Kto slide jan

Rrjetet Kompjuterike dhe Interneti Shënim: Këto slide janë bazuar kryesisht ne materialin e : Jim Kurose (Uni Massachusetts, Amherst) Keith Ross (Institute Eurecom) Material shtese është marre dhe adaptuar nga: Nick Mc. Keown (Stanford University) Henning Schulzrinne (Columbia University) Materiali u përkthye nga Prof. Dr. Bernd Freisleben, Universität Marburg Computer Networking: A Top Down Approach Featuring the Internet, 3 rd edition. Jim Kurose, Keith Ross Addison-Wesley, July 2004. JETMIR AXHAMI Hyrje 1

Hyrje Objektivi: Përmbledhje: q te jepet një kontekst, njeq Çfarë është Interneti përmbledhje, nje “ide” q mbi networking q q me tepër hollësira, me q vone gjate kursit q q trajtimi: q m përshkrues q m përdorimi i Internetit q si shembull Çfarë është një protokoll? Skaji i rrjetit Baza e rrjetit Rrjetat e aksesit, transmetuesit fizik Struktura e Internetit/ISP’ve Performanca: humbja, vonesa Shtresat e protokolleve, modelet e shërbimit q Historiku Hyrje 2

Harta 1. 1 Çfarë është Interneti? 1. 2 Kufiri i rrjetit 1. 3 Baza e rrjetit 1. 4 Aksesimi i rrjetit, transmetuesit fizike 1. 5 Struktura e Internetit dhe ISP’ve 1. 6 Vonesa & humbja ne rrjetet packetswitched 1. 7 Shtresat e protokolleve, modelet e shërbimeve 1. 8 Historiku Hyrje 3

Një prezantim i Sistemit të Postës Stanford MIT Nick Dave Admin Hyrje 4

Karakteristikat e Sistemit të Postës v v Çdo zarf dërgohet individualisht. Nuk ka garanci kohe për dërgimin. Nuk ka garanci për radhën e dërgimit. Nuk ka garanci fare për vete dërgesën! v v v Gjërat mund të humbin Si mund të njoftojmë ne për marrjen? Ritransmetimi v v Si të vendosim se kur duhet të ritransmetojmë? Koha e pritjes? A ka nevojë për kopje lokale të përmbajtjes së çdo zarfi? Për sa kohë duhet të mbahet çdo kopje? Po nëse humbet njoftimi i marrjes së dërgesës? Hyrje 5

Një Prezantim i Internetit Leland. Stanford. edu Athena. MIT. edu Shtresa e Aplikimit Nick Dave Shtresa e Transportit O. S. D Data Header Data O. S. Header Shtresa e Rrjetit H D D H H Shtresa e Linjes Hyrje 6

Shtresëzimi në Internet v Shtresa e Transportit v v Shtresa e Rrjetit v v Siguron dërgim te sigurt dhe të radhitur të të dhënave ndërmjet fund sistemeve nga ana e aplikimeve. Siguron dërgim të datagrameve sipas parullës “best-effort” (përpjekja më e mirë), por që nuk është metodë e sigurt. Shtresa e Linjës v Transporton të dhëna (zakonisht) mbi linjat point-to-point ndërmjet hosteve dhe routerave, ose ndërmjet routerave dhe routerave. Hyrje 7

Karakteristikat e Internetit (1) v v Çdo pakete dërgohet individualisht. Nuk ka garanci kohe për dërgesën. Nuk ka garanci për radhën e dërgimit. Nuk ka garanci fare për vete dërgesën! v v v Gjerat humbasin Njoftim për marrjen Ritransmetimi v v Si te vendosim se kur duhet te ritransmetojmë? Koha e pritjes? Ka nevoje për kopje lokale te paketës? Për sa kohe duhet te mbahet çdo kopje? Po nëse humbet njoftimi i marrjes se paketës? Hyrje 8

Karakteristikat e Internetit (2) Asnjë garanci për integritetin e të dhënave. v Paketat mund të fragmetohen. v Paketat mund të duplikohen. v Hyrje 9

Disa pyetje mbi sistemin e postes v v Sa zyra nevojiten për klasifikimin e paketave dhe ku duhen vendosur ato? Cfarë kapaciteti klasifikues nevojitet? v v Si mund të garantojmë dërgimin në kohë? v v v A do punohet ne dite pushimi? Cilët faktorë pengojnë garantimin e vonesës? Ose garantimet per ndryshimet ne vonesa? Si mbrohemi ne nga shpërndarësit mashtrues të postës ose nga dërguesit mashtrues? Hyrje 10

Cfarë është Interneti? q Miliona pajisje kompjuterike të lidhura me njëra tjetrën: hoste, fund sisteme m m PC, workstation, servera telefone PDA, të cilat ekzekutojnë aplikime te router server m mobile local ISP rrjeteve q linja komunikimi m workstation regional ISP fibër, bakër, radio, satelitore shpejtësia e transmetimit = gjerësia e brezit q routerat: përcjellin paketat (pjesë të të dhënave) company network Hyrje 11

Aplikime te internetit IP picture frame http: //www. ceiva. com/ Web-enabled toaster+weather forecaster World’s smallest web server http: //www-ccs. umass. edu/~shri/i. Pic. html Hyrje 12

Çfarë NUK është Interneti? q “Web”i q AOL q Përdorues të E-mailit q Rrjete private q Internet (“me –I- te madhe”) përkundrejt. internetit Hyrje 13

Çfarë është Interneti? q protokollet kontrollojnë dërgimin, marrjen e mesazheve m psh, TCP, IP, HTTP, FTP, PPP q Interneti: “rrjeti i router server workstation mobile local ISP rrjeteve” m m afërsisht hierarkik Interneti publik përkundrejt intranetit privat q Standardet e Internetit m RFC: Request for comments m IETF: Internet Engineering Task Force regional ISP company network Hyrje 14

Çfarë është një protokoll? Protokolle njerëzore: q “sa është ora? ” q “Kam një pyetje” q Prezantimet … dërgohen mesazhe specifike … merren masa specifike kur merren mesazhet, ose bëhen gjëra të tjera Protokolle te rrjetit: q makina dhe jo njerëz q i gjithë aktiviteti i komunikimit ne Internet është i drejtuar nga protokollet Protokollet përcaktojnë formatet, radhën e nisjes se mesazheve te dërguara ndërmjet njësive te dërguese dhe marrëse të rrjetit, dhe veprimet që ndërmerren për transmetim ose marrje të mesazheve Hyrje 15

Cfare është një protokoll? një protokoll human dhe një protokoll kompjuteri të rrjetit: Hi TCP connection req Hi TCP connection response Got the time? Get http: //www. awl. com/kurose-ross 2: 00 <file> time Q: Protokolle te tjera njerëzore? Hyrje 16

Standardizimi i Internetit q International Telecommunications Union (ITU) – Unioni Ndërkombëtar i Telekomunikacionit m m m Është organizata e kontraktuar nga Kombet e Bashkuara Ka nxjerrë standardet e modemit (V. 90) Shërbimet tradicionale të telefonisë dhe faksit q Internet Engineering Task Force (IETF) – Grupi i Punës së Inxhinierisë së Internetit m m m Baza: Protokolli i Internetit, transporti (TCP) Aplikimet: email, HTTP, ftp, NFS Nuk janë aplikime: HTML, APIs q W 3 C m HTML, XSL, … Hyrje 17

IETF q Anëtarësim i hapur q Takohet tre herë në vit, rreth 2, 000+ njerëz q Pjesa më e madhe e punës bëhet në listat e mailit q q q (shiko www. ietf. org) Grupet e punës prodhojnë teknologji Nuk ka votim formal në nivelin WG (grup pune), por puna rishihet nga “drejtorët e fushës” Theks vihet në ndër -dhe në shpërndarje Draftet e Internetit -> Standardet e Propozuara Standard (RFC) Shiko www. normos. org për direktorinë RFC Hyrje 18

Çfarë është Interneti: një vështrim nga pikëpamja e shërbimeve q infrastruktura e komunikimit mundëson aplikimet e shpërndara: m Web, email, lojëra, ecommerce, database. , votim, file (MP 3) sharing q shërbimet e komunikimit që u ofrohen aplikimeve: m m connectionless – pa lidhje direkte connection-oriented – me lidhje direkte q cyberspace [Gibson]: “a consensual hallucination experienced daily by billions of operators, in every nation, . . " Hyrje 19

Sa i madh është Interneti? q “Varet” q Numërimi m Hostet e “dukshme” për rrjetin? • Hoste të fshehur në rrjete të kompanive • Modeme që lidhen vetëm përkohësisht m Caktimi i adresave të rrjetit? m Hoste me emra? m Adresat. com/. net/…? m Përdoruesit? m Shtetet? m Routerat? Hyrje 20

Sa i madh është Interneti? Hyrje 21

Sa i madh është Interneti? q Trafiku Hyrje 22

Sa i madh është Interneti? q Domaine (9/2002) m. com: 21, 174, 751 m. net: 3, 996, 014 m. org: 2, 509, 089 m. edu: about 6, 000 m. us: 66 (states, e. g. , schulzrinne. leonia. nj. us) m. fi: 27, 486 Hyrje 23

Një vështrim me i hollësishëm i strukturës së rrjetit: q skaji i rrjetit: aplikime dhe hoste q baza e rrjetit: m m routerat rrjetet e rrjeteve q aksesimi i rrjeteve, mjetet e komunikimit fizik: linjat e komunikimit Hyrje 24

Skajet e rrjetit: q Fund sistemet (hostet) m m m ekzekutojnë programet e. g. Web, email quhen “skaje të rrjetit” q Modeli klient/server m m hosti klient kërkon dhe merr shërbime nga një server gjithnjë i ndezur e. g. Web browser/server; email client/server q Modeli peer-peer: m m përdorim minimal (ose fare) i serverave te dedikuar e. g. Gnutella, Ka. Za. A Hyrje 25

Skaji i rrjetit: shërbimi connectionoriented Objektivi: transferimi i të Shërbimi TCP [RFC 793] dhënave ndërmjet fund q sistemeve q handshaking: transferimi i të dhënave për vendosjen e lidhjes përpara në kohë m m protokolli njerëzor i përshëndetjes “gjendja” e vendosjes së lidhjes në dy hostet komunikuese q TCP - Transmission Control Protocol = Protokolli i Kontrollit te Transmetimit m shërbimi connectionoriented i internetit Transferimi i besueshëm dhe sipas radhës i rrjedhës së byteve të të dhënave m humbja: njoftime dhe ritransmetime q Kontrolli i rrjedhës: m Dërguesi nuk e mbingarkon marrësin q Kontrolli i ngarkesës: m Dërguesit e ulin shpejtësinë e transmetimit kur rrjeti ngarkohet Hyrje 26

Baza e Rrjetit q një rrjetë e ndërlidhur e routerave q pyetja kryesore: si transferohen të dhënat nëpërmjet rrjetit? m circuit switching: një qark i dedikuar për çdo thirrje: rrjeti telefonik m packet-switching: të dhëna që dërgohen ndërmjet rrjetit si “tufa” të veçuara Hyrje 27

Baza e Rrjetit: Circuit Switching – Ndërlidhja me Qarqe burimet e rrjetit (e. g. , bandwidth) i ndarë në “pjesë” q thirrjeve u caktohen pjesë q pjesa që i caktohet një thirrje kur nuk përdoret qëndron bosh (nuk ka sharing) q gjerësia e brezit e linjës ndahet në pjesë m ndarja e frekuencës m ndarja e kohës Hyrje 28

Disa Përkufizime q Gjatësia e paketave, P, është gjatësia e një pakete në bitë. q Gjatësia e linjës, L, është gjatësia e një linje në metër. q Shpejtësia e te dhënave, R, është shpejtësia me të cilën mund të dërgohen bitët, në bit/sekondë, ose b/s. 1 q Vonesa në përhapje (propagate), PROP, është koha që i nevojitet një biti për të udhëtuar përgjatë një linje me gjatësi, L. PROP = L/c. q Koha e Transmetimit, TRANSP, është koha për të transmetuar një paketë me gjatësi P. TRANSP = P/R. q Vonesa (latency) është koha prej fillimit të dërgimit të bitit të parë, deri kur merret biti i fundit. Në një linje: Latency = PROP + TRANSP. 1. Shënim: një kilobit/sekondë, kb/s, është 1000 bitë/sekondë, jo 1024 bitë/sekondë. Hyrje 29

Aksesimi i rrjetit dhe transmuesit fizik Q: Si lidhen fund sistemet me routerin e skajit? q Rrjetet ekzistuese te aksesit q rrjetet institucionale te aksesisit (shkolla, kompani) q rrjetet mobile te aksesit Mbani mend: q gjerësia e brezit (bit për sekondë) e rrjeteve të aksesit? q e përbashkët ose e dedikuar? Hyrje 30

Aksesi rezidencial: aksesi point to point q Lidhja dialup me modem m m Ka deri në 56 Kbps akses direkt në router (shpesh më pak) Nuk mund te aksesohet interneti dhe te përdoret telefoni njëkohësisht: q ISDN: integrated services digital network – rrjeti dixhital i shërbimeve të integruara: lidhje dixhitale në router prej 128 Kbps q ADSL: asymmetric digital subscriber line – linja asimetrike dixhitale regjistruese m deri në 1 Mbps kundër rrjedhës (zakonisht < 256 kbps) m deri në 8 Mbps në drejtim të rrjedhës (zakonisht < 1 Mbps) m FDM: 50 k. Hz - 1 MHz në drejtim të rrjedhës 4 k. Hz - 50 k. Hz kundër rrjedhës 0 k. Hz - 4 k. Hz për telefon të zakonshëm Hyrje 31

Aksesi rezidencial: modeme kabllore q HFC: hybrid fiber coax - koaksial me fibër të përzier m asimetrike: deri në 30 Mbps downstream, 2 Mbps upstream q rrjeti i kabllove dhe i fibrave i lidh shtëpitë me routerin e ISP’se m shtëpitë ndajnë bashkë aksesin në router m probleme: mbingarkesa, shtrirja q shpërndarja: e disponueshme nëpërmjet kompanive kabllore Hyrje 32

Arkitektura e Rrjetit Kabllor: Përmbledhje Zakonisht 500 deri në 5, 000 shtëpi koka e kabllit rrjeti i shpërndarjes se kabllove(i thjeshtuar) shtepi Hyrje 33

Arkitektura e Rrjetit Kabllor: Përmbledhje koka e kabllit rrjeti i shpërndarjes se kabllove(i thjeshtuar) shtëpi Hyrje 34

Aksesi i kompanive: local area networks LAN – rrjetet e sipërfaqes lokale q rrjeti lokal(LAN)i kompanisë /univ. lidh fund sistemet me routerin e skajit q Etherneti: m është një linjë e përbashkët ose e dedikuar e cila lidh fund sistemet dhe routerin m zak. 10 Mbs, 100 Mbps, Gigabit Ethernet 1000 Mbps q përhapja: institucione, rrjetet LAN shtëpiake të sotme Hyrje 35

Rrjetet e aksesit pa kabell (wireless) q Eshte rrjeti perbashket i aksesit wireless që lidhin fund sistemet me routerin m përmes stacionit bazë “pika e aksesit” q wireless LANet: m 802. 11 b (Wi. Fi): 11 ose 54 Mbps q aksesi wireless për sipërfaqe router stacion baze të mëdha (wide area) m m m që sigurohet nga operatori telco psh. “ 3 G” ~ 384 kbps • Do të realizohet? WAP/GPRS në Evropë hoste mobile Hyrje 36

Rrjetet shtëpiake Komponentet e zakonshëm të një rrjeti shtëpiak: q ADSL ose modem kabllor q router/firewall/NAT q Etherneti q pika e aksesit wireless për/nga koka e kabllit modemi firewall i kabllit routerit Etherneti (switched) laptope wireless pika aksesit wireless Hyrje 37

Transmetues të tjerë të rrjetit q Linjat e fuqisë elektrike q Linjat telefonike të shtëpive– bus vs. star q Infrared (IR) q Blue. Tooth – piconet q Linjat seriale (RS 232, RS 485) q Firewire (IEEE 1394) Hyrje 38

Transmetuesit fizike q Biti: përhapet ndërmjet çifteve transmetuese dhe marrëse q linja fizike: çfarë qëndron ndërmjet transmetuesit & marrësit q mjeti drejtues: m sinjali përhapet në një mjet solid transmetimi: bakër, fibër, koaksial Twisted Pair (TP) q dy kabllo bakri te izoluara m m Kategoria 3: telat tradicionale te tel. , Etherneti 10 Mbps Kategoria 5 TP: Etherneti 100 Mbps q mjet jo drejtues: m sinjali përhapet i lirë, psh. radioja Hyrje 39

Transmetuesit fizike: bakri, fibra Kablli koaksial: Kablli fibër optik: q dy konduktore q fibër qelqi që mban pulse drite, cdo koncentrik bakri q bi-direksionale q baseband: m m kabëll me një kanal Etherneti i trashëguar q broadband: m kabëll me shume kanale m Hybrid Fiber Coax puls një bit q operim me shpejtësi të lartë : m transmetim point-to-point me shpejtësi te lartë (psh, 5 Gps) q shkallë e vogël gabimi: përsëritësit vendosen larg nga njëri tjetri; janë të imunizuar nga zhurma elektromagnetike Hyrje 40

Transmetuesit fizike: radioja q sinjali mbartet në spektrumin elektromagnetik q nuk ka “tel” fizik q bi-direksional q efektet e përhapjes në mjedis: m m m reflektimi pengesë nga objektet interferenca Llojet e linjave te radios: q mikrovale tokësore m psh. kanale deri në 45 Mbps q LAN (psh. , Wave. LAN) m 2 Mbps, 11 Mbps q wide-area (psh. , celular) m psh. “ 3 G”: qindra kbps q satelitore m kanal deri në 50 Mbps (ose kanale më të vogla të shumëfishta) m vonesë fund-fund 270 msec m gjeostacionare përkundrejt sateliteve me lartësi të ulët (psh. Iridium) Hyrje 41

Struktura e Internetit: rrjeti i rrjeteve q afërsisht hierarkik q në qendër: “tier-1” ISPs (e. g. , UUNet, BBN/Genuity, Sprint, AT&T), mbulim nacional/internacional m trajtojnë njëri tjetrin si të barabartë Siguruesit Kat-1 (Tier-1) nderlidhen privatisht Tier 1 ISP NAP Tier 1 ISP Siguruesit Tier-1 gjithashtu ndërlidhin në pikat e aksesit të rrjetit publik (network access points-NAPs) Hyrje 42

Tier-1 ISP: e. g. , Sprint Rrjeti baze (kurrizor) Sprint ne SHBA Hyrje 43

Struktura e Internetit: rrjeti i rrjeteve q një paketë kalon nëpërmjet disa rrjeteve! local ISP Tier 3 ISP Tier-2 ISP local ISP Tier-2 ISP Tier 1 ISP Tier-2 ISP local ISP NAP Tier 1 ISP Tier-2 ISP local ISP Hyrje 44

“Shtresat” e Protokolleve Rrjetet janë komplekse! q shumë “pjesë”: m hoste m routera m linja të ndryshme transmetuese m aplikime m protokolle m hardware, software Pyetje: A ka ndonjë shpresë për organizmin e strukturës së rrjetit? Ose më pakta a mund të organizohet diskutimi ynë i rrjeteve? Hyrje 45

Mbyllje U mbulua një material i “tërë”! q përmbledhja e Internet’it q çfarë është protokolli? q skaji i rrjetit, baza, rrjetet e aksesueshme m packet-switching përkundrejt circuitswitching q struktura e Internet’it / ISP’ve q shtresëzimi dhe modelet e shërbimit Tani ju keni: q kontekstin, paraqitjen dhe “idenë” e rrjeteve Hyrje 46