System simulating technological processes
Download
Report
Transcript System simulating technological processes
Wykład 4. Część pierwsza:
Sieci komputerowe
I.
Powstanie i rozwój sieci komputerowych
Fazy ewolucji sieci komputerowych
Klasyfikacja sieci
Urządzenia sieciowe i tory transmisji
III. Warstwowa architektura systemów sieciowych
II.
Standard ISO/OSI otwartej architektury sieci
Stos protokołów TCP/IP
I.1 Ewolucja trybu wielozadaniowego
Wielodostęp + zdalne
przetwarzanie
Przetwarzanie wsadowe
1953/55 IBM 701
Wielodostęp
195x
1961 IBM “tele-processing”
1962 system rezerwacji
American Airlines
I.2 Pionier sieci: ARPANET
Projekt ARPANET 1968/71
(Defence Advanced Research Projects Agency Network)
Sieć łącząca ośrodki militarne, rządowe laboratoria
naukowe i wyższe uczelnie
Protokół transmisji TCP/IP
(Transmission Control Protocol/ Internet Protocol):
procedury transmisji danych / trasowania połączeń
w sieci komputerów o różnej architekturze
dane przesyłane w pakietach
Później szkieletowa sieć Internetu (do 1989)
I.3 Ewolucja sieci komputerowych
Sieć dużych komputerów
198x
Sieć lokalna mikrokomputery i serwery
ARPANET
1971
Sieć sieci 198x - 2xxx
komputery i sieci lokalne
łączone przez sieci rozległe
o heterogenicznej strukturze
Internet
I.4 Rodzaje sieci ze względu na zasięg,
dostępność i czynnik zarządzający
Sieci szerokiego zasięgu – WAN (Wide Area Networks)
Sieci publiczne o ograniczonym zasięgu, np. :
miejskie – MAN (Metropolitan Area Networks )
uczelniane – CAN (Campus Area Networks)
Sieci lokalne – LAN (Local Area Networks)
Prywatne sieci w obrębie organizacji
Sieci komercyjne, udostępniane przez operatorów na rzecz klientów
w obrębie jednostek lokalizacyjnych przedsiębiorstw i instytucji
w obrębie społeczności użytkowników; ASK (Amatorskie Sieci Komp.)
Sieci osobiste – PAN (Personal Area Networks)
Złożone organizmy sieciowe:
Internet ( cz. II);
Intranet – wirtualna sieć organizacji połączona techniką internetu
Ekstranet – j.w. z podłączeniem sieci zewnętrznych (np. partnerów)
II. Urządzenia sieciowe i tory transmisji
Urządzenia tworzące strukturę sieci
procesory telekomunikacyjne - rutery, przełączniki, koncentratory;
wzmacniacze (wtórniki) sygnału, akcesoria sieciowe …
modemy; nadajniki i odbiorniki sygnału; tory transmisji
Rodzaje torów transmisji danych w sieci
kable elektryczne – koncentryk (coaxial cable), skrętka (twisted pair
kable z włókna szklanego – światłowód (optical fiber)
transmisja radiowa – fale elektromagnetyczne
Rozwój sieci bezprzewodowych (wireless networks)
Satelity komunikacyjne, mikrofalowe systemy naziemne, system
telefonii komórkowej (GSM)…
Bluetooth dla bezprzewodowych sieci osobistych (standard IEEE 802.15)
Wi-Fi dla bezprzewodowych sieci WLAN (standard IEEE 802.11)
WiMAX dla bezprzewodowych sieci miejskich (standard IEEE 802.16 d,e)
GAN (Global Area Network) – globalna mobilność (standard IEEE 802.20)
III.1 Standaryzacja zasad
łączenia komputerów w sieci
Architektura systemów otwartych OSI-RM / ISO (1984)
(Open System Interconnection Reference Model/
International Organisation for Standarization)
Złożone procesy, które realizują komunikację w sieci
komputerowej, podzielono na warstwy funkcjonalne
Protokoły określają zasady komunikacji między
węzłami sieci na poziomie poszczególnych warstw
Komunikacja na poziomie wyższej warstwy
funkcjonalnej odbywa się poprzez wykorzystanie
usługi warstwy niższej.
III.2 Warstwowy model odniesienia OSI
aplikacji
aplikacji
prezentacji
prezentacji
sesji
sesji
transportowa
transportowa
sieciowa
sieciowa
łącza danych
łącza danych
fizyczna
transmisja
fizyczna
III.3. Stos protokołów sieciowych TCP/IP
Transmission Control Protocol / Internet Protocol:
zestaw procedur komunikacyjnych i standardów
łączenia komputerów o różnej architekturze
Górne
warstwy
5-7
4 Warstwa
transportowa
3 Warstwa
sieciowa
Telnet
FTP
SMTP
...
NFS
TFTP
RPC
...
DNS
SNMP
...
TCP
UDP
IP
ICMP
Część druga:
Internet
IV. Historia i statystyki
Wczesny okres rozwoju
Wzrost liczby komputerów w sieci
Rozwój Internetu w Polsce
V.
Charakterystyka Internetu
Podstawowe protokoły i standardy
Niektóre zakresy zastosowań
IV.1 Od ARPANETu do Internetu
SIŁY MILITARNE I OŚRODKI BADAWCZE
1969-71 Rozruch ARPANETu, od 4 do 15 węzłów
1983 Wyłączenie MILNETu, >50% ze 113 węzłów
National
Science
Foundation
ŚRODOWISKA NAUKOWE I EDUKACYJNE
1981 BITNET, CSNET - sieci dla uniwersytetów USA
1983 EARN Europejska Sieć Akademicka i Badawcza
1986 NSFNET (5 superkomputerów, 56 Kbps - sieć
szkieletowa; 1988: 1,5 Mbps; 1990: 44 Mbps)
1990 300 000 hostów, 2000 sieci, 9000 serwerów nazw
POPULARYZACJA I KOMERCJALIZACJA
1990 komercyjny „wdzwaniany” dostęp do Internetu
1991 NSF znosi ograniczenia działalności komercyjnej
1994 Yahoo! Serwis adresów internetowych
Internet
Society
IV.2 Struktura Internetu
Sieć sieci, połączona protokołem TCP/IP
Sieci szkieletowe (backbone) o dużej przepustowości
NSFNET
Brama
Brama
BITNET
UUNET
CSNET, WESTNET.....
Internet: luźno zorganizowana międzynarodowa współpraca
autonomicznych sieci, połączonych ze sobą na zasadzie
dobrowolnej przynależności do otwartych protokołów
i procedur, zdefiniowanych w dokumencie:
„Internet Standards, RFC 1310,2”
IV.3 Wzrost liczby komputerów
(hostów) w Internecie
600000000
500000000
400000000
w roku 1995
300000000
200000000
100000000
0
5 96 97 98 99 00 01 02 03 04 05 06 07 08
9
9 9 9 9 9 0 0 0 0 0 0 0 0 0
.I 1 I.1 I.1 I.1 I.1 I.2 I.2 I.2 I.2 I.2 I.2 I.2 I.2 I.2
obecnie
IV.4 Rozwój Internetu w Polsce
1991 NASK (Naukowa i Akademicka Sieć Komputerowa)
podłączenie do Internetu, łącze 9600 bps z EARN
(European Academic & Research Network, 1983)
1993 Pierwszy serwer WWW (Fizyka UW);
1995 Pierwszy portal internetowy Wirtualna Polska
Komercyjni dostawcy usług internetowych;
1997 TP SA - „bezpłatny” dostęp przez telefon
1998 POL-34 szerokopasmowa sieć dla środowisk naukowych,
łącząca sieci miejskie
2001 TP SA - Neostrada, stały dostęp przez linię telefoniczną
2001-2005 PIONIER – ogólnopolska sieć optyczna (ok.. 5000 km
światłowodów, ponad 20 sieci miejskich)
IV.5 Internet w Polsce dzisiaj
Dostawcy internetu
dostęp stacjonarny –
* ADSL (Asyn.Digital Subscriber Line)
TP S.A., Netia, …
* HFC operatorzy TV kablowej
dostęp mobilny –
GPRS (General Packet Radio Service)
operatorzy GSM
Sieci szkieletowe, TP S.A. …
Telekomunikacja Kolejowa
•
28 tys.km kabli, w tym
6 tys. światłowodów
V.1 Podstawowe protokoły Internetu
TCP/IP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol)
- zestaw procedur komunikacyjnych i standardów łączenia
komputerów o różnej architekturze, a w tym:
TCP i IP: protokoły warstwy transportowej i sieciowej
FTP i Telnet: transmisja plików i zdalny dostęp
Poczta elektroniczna czyli e-mail
wysyłanie
- SMTP (Simple Mail Transfer Protocol)
odbieranie - POP3 (Post Office Protocol)
- IMAP (Internet Message Access Protocol)
System nazw domen DNS (Domain Name System)
hierarchiczny system adresów i przyporządkowanie nazw
wiele serwerów nazw w Internecie, rozproszona baza danych
V.2 Nazwy w Internecie
Zarządzanie nazwami DNS i adresami IP - (regionalne rejestry)
na czele IANA (Internet Assigned Numbers Authority)
w Europie RIPE NCC (Reseaux IP Europeens Net.Coord.Cen)
w Ameryce ARIN (American Registry for Internet Numbers)
w Azji APNIC (Asia Pacific Network Information Center) ...
Hierarchiczny system nazw
np. info11.it.pw.edu.pl
Nazwy domen zawierają zazwyczaj skróty oznaczające:
rodzaj
organizacji
.edu
.com
.org
.mil
.gov
...
edukacyjna komercyjna urzędowa wojskowa rządu USA
i/lub kraj, np. Polska .pl , Australia .au
V.3 Usługi dostępne w Internecie
Podstawowe:
E-mail,
serwery pocztowe SMTP/POP(IMAP), rozszerzenia
w standardzie MIME (Multipurpose Internet Mail Extensions)
Serwery FTP - udostępnianie plików (np. oprogramowania)
Telnet, dostęp do odległych systemów informatycznych
Grupy dyskusyjne (Usenet – prekursor „forów internetowych”)
Pogawędki internetowe (prekursor IRC Internet Relay Chat)
Na
platformie WWW:
system przekazywania informacji; strony, witryny, portale...
wyszukiwarki, serwisy informacyjne, giełdy, aukcje...
V.4 Biznes w Internecie
1991 NSF znosi zakaz zastosowań komercyjnych
1993 pizza przez Internet (Pizza Hut); usługi bankowe
1995 pierwsze sklepy internetowe
1999 First Internet Bank (działający tylko w Internecie)
Informacja turystyczna; planowanie podróży, rezerwacje biletów
Aplikacje biznesowe i handlowe: e-biznes, e-commerce
informacje finansowe; usługi bankowe …
reklama i sprzedaż, kooperacja, nabór pracowników …
aplikacje B2B, C2B, B2C (B=Business, 2=to ,C=Customer)
Rozwój technologii internetowych na rzecz biznesu
Usługi WWW (Web Services) w ramach W3 Consortium
Siatki obliczeniowe: od świata nauki do komercji, otwarta architektura
usług siatek obliczeniowych OGSA (Open Grid Service Architecture)
Część trzecia:
Środowisko sieci WWW
VI. Czym jest Web
Przykłady definicji
Początki sieci Web
Organizacje stymulujące rozwój Webu
VII. Technologie webowe
Ogólna charakterystyka
Podstawowe standardy
Technologie i standardy oparte na XML
VI.1 Przykłady definicji
Nowe oblicze Internetu: World Wide Web
czyli sieć (pajęczyna) o światowym zasięgu
rozproszone w całym świecie zasoby informacji dostępne (w formie
„elektronicznej”) na dowolnym komputerze dołączonym do sieci
i wyposażonym w odpowiednie oprogramowanie – np. powszechnie
dostępną przeglądarkę internetową
W skrócie określany jako WWW lub Web; jest hipertekstowym,
multimedialnym, sieciowym (TCP/IP) systemem
informacyjnym opartym na publicznie dostępnych, otwartych
standardach IETF, W3C i ISO.
Pierwotnym i w chwili obecnej nadal podstawowym zadaniem
WWW jest publikowanie informacji.
[Źródło: "http://pl.wikipedia.org/wiki/World_Wide_Web" ]
VI.2 Powstanie i rozwój sieci WWW
1989-91 Tim Berners-Lee (później długoletni dyrektor
organizacji W3C) tworzy program pod nazwą
WorldWideWeb
pierwotnie program do wymiany materiałów naukowych
w CERN (Europejskim Centrum Badań Jądrowych w Genewie)
nawigacja między dokumentami przez łącza hipertekstowe
język HTML i protokół HTTP; identyfikatory UDI
1993 MOSAIC pierwsza przeglądarka graficzna
w latach 93/94 nastąpił 25-krotny wzrost ruchu w WWW
liczba domen .com > .edu : reklama, witryny komercyjne
1995 Netscape Navigator
akcje na giełdzie (2,4 mld $), rozwój, dominacja na rynku
1996 MS Internet Explorer wojna przeglądarek
VI.3 Przebieg rywalizacji przeglądarek
http://ranking.pl/pl/rankings/
III.2010
[%]
Polska Świat
Internet
Explorer
30,5
34,9
Mozilla
Firefox
52,4
46,2
Google
Chrome
?
12,3
Opera
10,5
2,2
WOJNA PRZEGLĄDAREK
Procent osób używających jako głównej przeglądarki
Internet Netscape
Inna
Explorer Navigator
1999 - wrzesień
64%
36%
0%
1999 - kwiecień
59%
41%
0%
1998 - wrzesień
40%
60%
0%
1998 - lipiec
45%
54%
1%
1997 - wrzesień
36%
62%
2%
1997 - styczeń
28%
70%
2%
1996 - sierpień
8%
83%
9%
1996 - kwiecień
4%
87%
9%
1996 - luty
3%
74%
23%
1996 - styczeń
2%
71%
27%
http://www.w3schools.com/browsers
Wyniki ankiety Zona Research
VI.4 Organizacje stymulujące rozwój
Webu
W3C World Wide Web Consortium
IETF (Internet Engineering Task Force),
założone w 1994 roku, skupia firmy informatyczne, ośrodki naukowe
i wybitnych specjalistów
misją W3C działanie na rzecz pełnego wykorzystania potencjału
tkwiącego w Webie (Leading the Web to Its Full Potential...)
rekomendacje: standardy, wytyczne dla kierunków rozwoju Webu
jedna z formacji ISOC, standaryzuje rozwiązania techniczne drogą
publikacji w sieci dokumentów RFC (Request for Comments)
m.in. standardy związane z systemem nazw zasobów internetowych
ISO (International Organization for Standardization)
m.in. uniwersalny zestaw znaków tekstu Unicode/ISO 10646
a także szereg innych organizacji związanych z Internetem…
VII.1 Ogólna charakterystyka sieci WWW
Sieć WWW jest otwartą przestrzenią zasobów informacji
w postaci cyfrowej, które są rozwijane i eksploatowane
na platformie Internetu
Korzystanie z Webu odbywa się na zasadzie:
1.
identyfikacji zasobów przez globalne identyfikatory URI
2.
interakcji między agentami webowymi w celu wyszukania oraz
dostarczenia żądanej informacji;
3.
uzgodnionych formatów reprezentacji informacji; meta-dane
o formacie informacji służą jej dostarczeniu i przedstawieniu
Agenci webowi:
(ludzie lub) programy - działają w przestrzeni informacyjnej Webu
na rzecz użytkownika
programy - agenty software'owe: serwery, węzły pośredniczące,
wyszukiwarki, przeglądarki, odtwarzacze multimediów…
VII.2
Podstawowe standardy identyfikacji zasobów
Globalne
identyfikatory URI - Uniform Resource Identifier
w szczególności lokalizatory URL, nazwy URN
istnieje szereg schematów URI, które podlegają rejestracji
pierwsza część URI (przed dwukropkiem) określa jego schemat, np.:
•
•
•
•
http://www.it.pw.edu.pl/~och
ftp://example.org/aDirectory/aFile
mailto:[email protected]
urn:oasis:names:tc:entity:xmlns:xml:catalog
schematy URI są określane przez specyfikacje, które podlegają
rejestracji w IANA - Internet Assigned Numbers Authority
standard IRI - Internationalized Resource Identifier ma
zlikwidować ograniczenia w użyciu znaków narodowych
w identyfikatorach zasobów
Nowy
VII.3
Podstawowe standardy komunikacji i interakcji
Komunikacja między agentami software’owymi w sieci
zasadza się na przesyłaniu wiadomości (messages).
Protokoły używane sieci Web (jak HTTP, FTP, SOAP,
SMTP) bazują na wymianie wiadomości, które mogą
zawierać dane pochodzące z zasobów identyfikowanych
przez URI, oraz opisujące je meta-dane.
HTTP HyperText Transfer Protocol
protokół przesyłania w sieci WWW tekstu w formacie
HTML oraz informacji w innych formatach
– tekstowych lub binarnych
nagłówek wiadomości zawierającej dane określa jej format
jako Content-Type , np. text/html, image/jpeg, audio/mpeg
VII.4 Formaty reprezentacji informacji
specyficzne dla sieci Web
… wywodzące się z SGML - Standard Generalized Markup Language
standard ISO z 1986, meta-język dla definiowania formatów przedstawiania
tekstu w postaci elektronicznej w sposób niezależny od sprzętu i systemu
HTML - HyperText Markup Language (od 1991, standard HTML 2.0 1996)
język znaczników przystosowany do opisu stron WWW (stron HTML)
zawiera odnośniki (hypertext links) do innych zasobów Webu
o różnych formatach reprezentacji, w szczególności innych stron HTML
XHTML - redefinicja HTML zgodna z formatem XML (od 2000)
XML - Extended Markup Language
meta-język (podzbiór SGML) przystosowany do specyfiki WWW
intensywnie rozwijany w minionej dekadzie przez standardy W3C
stosowany w szerokim zakresie aplikacji w środowisku WWW
podstawa aktualnie rozwijanych technologii usług WWW
VII.5 Technologie i standardy oparte na XML
… to między innymi
XML Schema język definiowania schematów, które określają specyficzne
dla aplikacji słownictwo i strukturę dokumentu XML
SOAP (dawniej Simple Object Access Protocol, teraz skrót bez rozwinięcia)
oparty na XML protokół wymiany wiadomości
wiadomość SOAP może zawierać dane w różnych formatach
m. in. służy do zdalnego wywołania procedur, czyli umożliwia
współpracę programów rozproszonych w sieci
Usługi WWW – Web Services
zorientowana na usługi architektura aplikacji rozproszonych w sieci WWW
oparta na wymianie wiadomości SOAP, a także na specyficznych
standardach rejestracji i wyszukiwania usług.
Semantyczny Web – uniwersalna przestrzeń zasobów informacyjnych,
zorganizowana na podstawie semantycznej meta-informacji o zasobach –
opartej na XML, automatycznie przetwarzanej przez komputery
VII.6 Architektura usług WWW
- stos protokołów
Wykrywanie usług
UDDI
rejestr usług publikowany przez dostawców
Opisywanie usług
WSDL
Web Services Description Language
Wywoływanie usług
SOAP
opis dostępnych operacji i sposobu
wywołania usługi w formacie XML
Simple Object Access Protocol
Transport danych
HTTP
Universal Description, Discovery,
and Integration
przesyłanie żądania usługi klienta
i odpowiedzi serwera w formacie XML
HyperText Transfer Protocol
ten sam protokól transportu, który jest
używany do pobierania stron WWW