Chapter 1 Introduction A note on the use of these ppt slides: We re making these slides freely available to all (faculty, students, readers). They re in PowerPoint form so you can add, modify, and delete slides (including this one) and slide content to suit your needs. They obviously represent a lot of work on our part. In return for use, we only ask the following: If you use these slides (e.g., in a class) in substantially unaltered form, that you mention their source (after all, we d like people to use our book!) If you post any slides in substantially unaltered form on a www site, that you note that they are adapted from (or perhaps identical to) our slides, and note our copyright of this material. Thanks and enjoy! JFK/KWR All material copyright 1996-2004 J.F Kurose and K.W. Ross, All Rights Reserved Computer Networking: A Top Down Approach Featuring the Internet, 3 rd edition. Jim Kurose, Keith Ross Addison-Wesley, July 2004. Johdanto 1 Johdanto tietoverkkoihin Tavoite: Saada tuntuma aiheeseen ja termeihin yöhemmin kurssilla syvällisemmin ja yksityiskohtaisemmin Lähestymistapa: esimerkkinä Internet Termejä ja käsitteitä: Internet protokolla verkon reuna runkoverkko verkkoon pääsy palveluntarjoaja () suorituskyky: viive, hävikki protokollapino Johdanto 2 ikä on Internet? ikä on Internet: tekninen näkökulma miljoonia yhdistettyjä laitteita: päätelaitteet, hosts, end systems verkkosovellukset tietoliikennelinkit kuitu, kupari, radio, satelliitti siirtonopeus: kaistanleveys, bandwidth reitittimet: lähettävät paketteja (datan palasia) eteenpäin router company server workstation mobile regional Johdanto 3 Johdanto 4 ikä on Internet: tekninen näkökulma Protokollat kontrolloivat viestien lähetystä ja vastaanottoa esim. TCP, IP, HTTP, FTP Internet: verkkojen verkko löyhästi hierarkkinen julkinen Internet vs. yksityinen intranet Internet-standardit RFC: Request for Comments IETF: Internet Engineering Task Force router company server workstation mobile regional Johdanto 5 ikä on Internet: palvelunäkökulma Tietoliikenteen infrastruktuuri mahdollistaa hajautetut sovellukset: WWW, sähköposti, pelit, verkkokauppa, tiedostojen jako Sovelluksille tarjotut palvelut: yhteydetön, epäluotettava yhteydellinen, luotettava Johdanto 6 1
ikä on protokolla? ikä on protokolla? Ihmisten protokollat: Paljonko kello on? inulla olisi kysymys esittelyt määrätyt viestit lähetetään määrätyt vasteet, kun viestit vastaanotetaan Verkkojen protokollat: koneet keskustelevat ihmisten sijaan kaikkea Internetin tiedonsiirtoa ohjataan protokollilla protokollat määrittelevät viestien muodot ja järjestyksen verkossa, sekä suoritettavat toiminnot viestejä lähetettäessä ja vastaanotettaessa Johdanto 7 Ihmisten protokolla ja tietokoneverkon protokolla: Hei Terve Paljonko kello on? 11:00 aika TCP connection req TCP connection response Q: itä muita ihmisen protokollia keksit? Get http://www.awl.com/kurose-ross <file> Johdanto 8 Verkon rakenne ikä on Internet? : sovellukset ja päätelaitteet : reitittimet verkkojen verkko Pääsyverkot, fyysinen media: tietoliikennelinkit Johdanto 9 Johdanto 10 Verkon reuna Verkon reuna: yhteydellinen palvelu Päätelaitteet (hosts): suorittavat sovelluksia esim. WWW, sähköposti verkon reunalla Asiakas-palvelin-malli: asiakaslaite pyytää ja saa palvelua (aina päällä olevalta) palvelimelta esim. WWW-selain/palvelin, sähköpostiohjelma/palvelin Vertaisverkkomalli: minimimäärä (tai ei lainkaan) palvelimia Tavoite: tiedonsiirto päätelaitteiden välillä kättely: alustus, valmistaudutaan tiedonsiirtoon Hei, Terve alustetaan tila kommunikoivissa laitteissa TCP - Transmission Control Protocol [RFC 793]: luotettava, järjestyksen säilyttävä tiedonsiirto hävikki: kuittaukset ja uudelleenlähetys vuonvalvonta: lähettäjä ei tukahduta vastaanottajaa ruuhkanhallinta: lähettäjä hidastaa lähetysnopeutta, kun verkko on ruuhkainen esim. Gnutella, Kazaa Johdanto 11 Johdanto 12 2
Verkon reuna: yhteydetön palvelu Tavoite: tiedonsiirto päätelaitteiden välillä ei kättelyä UDP - User Datagram Protocol [RFC 768]: epäluotettava tiedonsiirto ei vuonvalvontaa ei ruuhkanhallintaa TCP:tä käyttävät: HTTP (WWW), FTP (tiedostonsiirto), Telnet (etäkäyttö), STP (sähköposti) UDP:tä käyttävät: suoratoisto (streaming), etäneuvottelut, DNS, Internet-puhelut ikä on Internet? Johdanto 13 Johdanto 14 Verkon runko Verkon runko: piirikytkentä Toisiinsa kytkettyjen reitittimien verkosto Olennainen kysymys: miten tieto siirretään verkon läpi? piirikytkentä: erillinen linja (piiri) jokaiselle yhteydelle: esim. lankapuhelinverkko pakettikytkentä: tieto lähetetään verkon läpi diskreeteissä paloissa Päästä-päähänresurssit varataan yhteydelle linkin kaistanleveys, kytkinten kapasiteetti dedikoidut resurssit: ei jaeta muiden kanssa taattu suorituskyky vaatii yhteyden alustuksen Johdanto 15 Johdanto 16 Verkon runko: piirikytkentä Piirikytkentä: FD ja TD Verkon resurssit (esim. kaistanleveys) jaetaan palasiin palaset varataan yhteyksille resurssin palanen on joutilaana jos se ei ole sen varanneen yhteyden käytössä (ei jaeta muiden kanssa) linkin kaistanleveyden jako palasiin taajuusjako: Frequence Division ultiplexing (FD) aikajako: Time Division ultiplexing (TD) FD frequency TD frequency time Example: 4 users Johdanto 17 time Johdanto 18 3
Numeerinen esimerkki Kuinka kauan kestää siirtää tiedosto, jonka koko on 640 000 bittiä, laitteelta A laitteelle B piirikytkentäisessä verkossa? Kaikkien linkkien nopeus on 1.536 bps Jokainen linkki käyttää TD-tekniikkaa, jossa on 24 aikaväliä Päästä-päähän-yhteyden muodostus kestää 500 ms Vastaus on? Verkon runko: pakettikytkentä Päästä-päähän-tietovirrat jaetaan paketteihin eri käyttäjien paketit jakavat verkon resurssit jokainen paketti käyttää linkin koko kaistanleveyden resursseja käytetään tarpeen mukaan Kaistanleveyden jako palasiin Dedikoitu yhteys Resurssien varaus Kilpailu resursseista: kokonaisvaatimukset voivat ylittää saatavana olevat resurssit ruuhkautuminen: paketit jonottavat, odottavat linkin vapautumista tallenna ja lähetä: paketit liikkuvat yhden hypyn kerrallaan solmu vastaanottaa koko paketin ennen jatkolähetystä Johdanto 19 Johdanto 20 Pakettikytkentä: tilastollinen kanavointi A B 10 b/s Ethernet queue of packets waiting for output link statistical multiplexing 1.5 b/s D A:n ja B:n paketeilla ei ole kiinnitettyä järjestystä tilastollinen kanavointi Vertaa: TD:ssä jokainen laite saa saman aikavälin toistuvassa TD-kehysrakenteessa E C Johdanto 21 Pakettikytkentä vastaan piirikytkentä Pakettikytkentä mahdollistaa enemmän käyttäjiä! linkki 1 bps jokainen käyttäjä 100 kbps kun aktiivinen aktiivisena 10% ajasta piirikytkentä: N users 10 käyttäjää pakettikytkentä: jos 35 käyttäjää, todennäköisyys sille, että on yli 10 aktiivista käyttäjää, on pienempi kuin 0.04 % 1 bps link Johdanto 22 Pakettikytkentä vastaan piirikytkentä Onko pakettikytkentä ylivoimainen voittaja? Loistava purskeiselle datalle resurssien jako yksinkertaisempi, ei yhteyden muodostusta Kohtuuttomat ruuhkat: pakettien viive ja hävikki tarvitaan protokollia luotettavalle tiedonsiirrolle ja ruuhkanhallinnalle Q: iten tarjotaan piirikytkentämäinen toiminta? esim. audio/video-sovellukset vaativat takuun kaistanleveydestä edelleen ratkaisematon ongelma Johdanto 23 Pakettikytkentä: tallenna ja lähetä L R R R Vaatii L/R sekuntia lähettää ( työntää ) L:n bitin paketti R bps:n linkin läpi Koko paketin täytyy saapua reitittimelle ennen kuin se voidaan lähettää seuraavalle linkille: tallenna ja jatkolähetä, store and forward Esimerkki: L = 7.5 bits R = 1.5 bps kolme linkkiä viive = 3L/R = 15 s Johdanto 24 4
Pakettikytketyt verkot: jatkolähetys Tavoite: siirtää paketit reitittimien läpi lähteestä kohteeseen useita erilaisia reititysalgoritmeja datagrammiverkko: kohdeosoite paketissa määrittää seuraavan hypyn reitit voivat vaihtua yhteyden aikana analogia: autolla ajo, valitaan seuraava reitti risteyksissä virtuaalipiiriverkko: jokaisessa paketissa tunniste (virtuaalipiirin ID), tunniste määrittää seuraavan hypyn määritellään kiinteä polku yhteyden alustuksen aikana, säilyy samana koko yhteyden keston ajan reitittimen ylläpitävät yhteyksien tilatietoja Verkkojen luokittelua FD Piirikytkentäiset verkot Tietoliikenneverkot TD Pakettikytkentäiset verkot Internet on datagrammiverkko, joka tarjoaa sekä yhteydellisiä (TCP) että yhteydettömiä (UDP) palveluja sovelluksille Virtuaalipiiriverkot Datagrammiverkot Johdanto 25 Johdanto 26 ikä on Internet? Pääsyverkot ja fyysinen media Q: iten päätelaitteet kytketään reunareitittimeen? kotiverkot organisaatioverkot (koulu, yritys) langattomat verkot Huomioitava: pääsyverkon kaistanleveys? jaettu vai dedikoitu? Johdanto 27 Johdanto 28 Yhteys kotoa: pisteestä-pisteeseen-yhteys Yhteys kotoa: kaapelimodeemi modeemi max 56 kbps reitittimelle varaa puhelinlinjan ISDN (Integrated Services Digital Network) 2*64 kbps (+ 16 kbps signalointiin) ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) max 1 bps nousevaan suuntaan (upstream) max 8 bps laskevaan suuntaan (downstream) ADSL2+ : max 24 bps downstream HFC: hybrid fiber coaxial Valokuitu ja koaksaalikaapelit yhdistävät kodit palveluntarjoajan (:n) reitittimeen jaettu yhteys reitittimelle asymmetrinen: max 30 bps downstream, 2 bps upstream Hyödynnetään kaapelitelevision ylimääräistä taajuuskaistaa Johdanto 29 Johdanto 30 5
Yhteys yrityksestä: lähiverkko (LAN) Langattomat pääsyverkot Yrityksen/yliopiston lähiverkko, area (LAN) yhdistää päätelaitteet reunareitittimeen Ethernet: jaettu tai dedikoitu linkki 10 bps, 100 bps, Gigabit Ethernet Jaettu langaton pääsyverkko yhdistää päätelaitteet reunareitittimeen tukiaseman (access point) kautta WLAN (wireless LAN) 802.11 standardiperhe WiAX 802.16 standardiperhe Jokapaikan langaton yhteys puhelinoperaattorilta 2.5G, 3G, GPRS/EDGE/UTS/HSPA/LTE router base station mobile hosts Johdanto 31 Johdanto 32 Kotiverkot Fyysinen media (siirtotie) Tyypillisen kotiverkon komponentit: ADSL- tai kaapelimodeemi reititin/palomuuri/nat Ethernet langaton tukiasema to/from DSLA ADSL modem router/ firewall Ethernet wireless access point wireless laptops Bitti: etenee lähettimen ja vastaanottimen välillä Fyysinen linkki: mitä on lähettimen ja vastaanottimen välillä Ohjattu media: signaalit etenevät kiinteässä mediassa: kupari, koaksaali, valokuitu Ohjaamaton media: signaalit etenevät vapaasti: radioaallot Kierretty parikaapeli: kaksi eristettyä kuparijohtoa Category 3: perinteiset puhelinjohdot, 10 bps Ethernet Category 5: 100 bps Ethernet Category 5e: Gigabit Ethernet Category 6: 10 Gigabit Ethernet Johdanto 33 Johdanto 34 Fyysinen media: koaksaali ja kuitu Koaksaalikaapeli: kaksi samankeskistä kuparijohdinta kaksisuuntainen baseband: yksi kanava kaapelissa paksu Ethernet broadband: monta kanavaa kaapelissa kaapelimodeemit Valokuitu: lasikuitu siirtää valopulsseja yksi pulssi on yksi bitti suuri nopeus: pisteestä-pisteeseentiedonsiirto (väh. 10 Gbps) vähän virheitä: toistimet kaukana toisistaan immuuni sähkömagneettisille häiriöille Fyysinen media: radioaallot signaali siirtyy sähkömagneettisella säteilyllä ei fyysistä johtoa kaksisuuntainen etenemisympäristö vaikuttaa yhteyden laatuun: heijastumiset esteet häiriöt liikkuminen Radiolinkkejä: maanpäällinen mikroaalto kymmeniä bps WLAN kymmeniä bps matkapuhelimet useita bps satelliitti kymmeniä bps päästä-päähän-viive 270 ms kiertorata? korkeus? Johdanto 35 Johdanto 36 6
ikä on Internet? Internet-palveluntarjoajat : Internet Service Provider :llä on (yksityisiä) Points of Presence (PoP) -pisteitä, joiden kautta sen asiakkaiden ja muiden :den välille muodostetaan yhteys private peering :t kytkeytyvät myös (julkisiin) Internet Exchange Point (IXP) -pisteisiin public peering Johdanto 37 Johdanto 38 Internetin rakenne: verkkojen verkko karkeasti hierarkkinen keskustassa: Tier-1 -:t (esim. Verizon, AT&T, Sprint), kansallinen/kansainvälinen peittoalue suhtautuvat toisiinsa samanarvoisina Tier-1- palveluntarjoajat ovat yhteydessä toisiinsa (peer) yksityisesti Tier 1 Tier 1 IXP Tier 1 Tier-1-palveluntarjoajat ovat yhteydessä toisiinsa myös julkisten IXPpisteiden kautta Johdanto 39 Internetin rakenne: verkkojen verkko Tier-2 -:t pienempiä (usein alueellisia) :itä ovat yhteydessä yhteen tai useampaan Tier-1-:hen sekä mahdollisesti muihin Tier-2-:hin Tier-2- maksaa Tier-1- :lle yhteydestä muuhun Internetiin Tier-2- on Tier-1-:n asiakas Tier 1 Tier-2 Tier-2 Tier 1 Tier-2 IXP Tier 1 Tier-2 Tier-2-:t ovat yhteydessä toisiinsa sekä yksityisesti että IXP:den kautta Tier-2 Johdanto 40 Internetin rakenne: verkkojen verkko Tier-3 -:t ja paikalliset :t last hop ( access ) (lähimpänä päätelaitteita) Internetin rakenne: verkkojen verkko Paketti kulkee useiden verkkojen läpi! Paikalliset ja Tier-3-:t ovat Tier-2- :den asiakkaita Tier 3 Tier-2 Tier 1 Tier-2 IXP Tier 3 Tier-2 Tier 1 Tier-2 IXP Tier 1 Tier-2 Tier 1 Tier-2 Tier-2 Johdanto 41 Tier 1 Tier-2 Tier 1 Tier-2 Tier-2 Johdanto 42 7
Internet Suomessa FUNET (Finnish University and Research Network) korkeakoulut ovat yhteydessä Internetiin FUNETin kautta http://www.csc.fi/funet/ FICIX (Finnish Communication and Internet Exchange) suurin IXP Suomessa kolme pistettä: Espoon Otaniemi, Helsingin Pasila, Oulu suurimmat :t yhteydessä Internetiin FICIXin kautta http://www.ficix.fi/ Suurimmilla :llä myös yhteydet ulkomaille (yleensä Ruotsiin) ikä on Internet? Johdanto 43 Johdanto 44 Kuinka hävikkiä ja viivettä syntyy? Viive pakettikytketyissä verkoissa Paketit jonottavat reitittimien puskureissa pakettien saapumisnopeus linkille ylittää linkin kapasiteetin paketit odottavat vuoroaan jonossa pakettia ollaan lähettämässä (viive) 1. prosessointiviive: tarkastetaan bittivirheet määritetään output-linkki 2. jonotusviive: aika, joka odotetaan output-linkin jonossa riippuu reitittimen ruuhkatilanteesta A A transmission propagation B paketti jonottaa (viive) tyhjiä (vapaita) puskureita: saapuvat paketit pudotetaan (hävikki) jos ei ole vapaita puskureita B nodal processing queueing Johdanto 45 Johdanto 46 Viive pakettikytketyissä verkoissa Autoseurue-analogia 3. lähetysviive: A R = linkin kaistanleveys (bps = bittiä sekunnissa) L = paketin pituus (bits) bittien linkille lähetykseen kuluva aika = L/R B transmission nodal processing propagation queueing 4. etenemisviive: d = fyysisen linkin pituus s = etenemisnopeus väliaineessa (~2x10 8 m/s) etenemisviive = d/s Huom: s ja R ovat hyvin erilaisia suureita! Johdanto 47 10 auton seurue Autot etenevät 100 km/h Tiemaksupisteellä menee 12 s yhden auton palvelemiseen auto~bitti; seurue~paketti Q: Kuinka kauan kestää ennen kuin koko seurue on jonossa seuraavan tiemaksupisteen luona? 100 km 100 km tiemaksupiste tiemaksupiste Aika, joka menee koko seurueen työntämiseen maksupisteen läpi tielle = 10*12 s = 120 s Aika, joka menee viimeiseltä autolta etenemiseen seuraavalle maksupisteelle = 100km/(100km/h) = 1 h A: 62 minuuttia Johdanto 48 8
Autoseurue-analogia 10 auton seurue tiemaksupiste tiemaksupiste Autot etenevät 1000 km/h Tiemaksupisteellä menee 1 min yhden auton palvelemiseen Q: Saapuuko seuraavalle pisteelle autoja ennen kuin ensimmäinen piste on palvellut kaikki autot? 100 km 100 km A: Kyllä! 7 min jälkeen ensimmäinen auto on seuraavalla pisteellä ja kolme autoa on vielä edellisellä pisteellä Paketin ensimmäinen bitti voi saapua seuraavalle reitittimelle ennen kuin paketti on lähetetty kokonaan edelliseltä reitittimeltä! Johdanto 49 Solmun viive d nodal d proc d d proc = prosessointiviive queue d trans d prop tyypillisesti muutama mikrosekunti tai vähemmän d queue = jonotusviive riippuu ruuhkatilanteesta d trans = lähetysviive = L/R, merkittävä pienen nopeuden linkeille d prop = etenemisviive muutamasta mikrosekunnista satoihin millisekunteihin Johdanto 50 Jonotusviive ja liikenneintensiteetti R = linkin kaistanleveys (bps) L = paketin pituus (bits) a = keskimääräinen paketin saapumisnopeus (pakettia/s) liikenneintensiteetti = La/R La/R ~ 0: pieni keskimääräinen jonotusviive La/R -> 1: viive kasvaa suureksi La/R > 1: saapuu enemmän lähetettävää kuin voidaan palvella, keskimääräinen viive ääretön! Johdanto 51 Internetin viive ja reitit iltä Internetin todellinen viive ja hävikki näyttävät? Traceroute-ohjelma: tarjoaa viiveen mittauksen lähteestä reitittimiin matkalla kohteeseen; kaikille i: lähettää kolme pakettia, jotka saapuvat reitittimelle i matkalla kohteeseen reititin i palauttaa paketit lähettäjälle lähettäjä mittaa lähetyksen ja vastauksen välisen ajan 3 probes 3 probes 3 probes Johdanto 52 Internetin viive ja reitit traceroute: ieee.org [140.98.193.141] kolme viiveen mittausta 1 <1 ms <1 ms <1 ms default-gw-b2.net160.jyu.fi [130.234.160.3] 2 <1 ms <1 ms <1 ms jyu-agora-ptp1-r1v2.core.jyu.fi [130.234.253.146] 3 <1 ms <1 ms <1 ms jyu-funet.core.jyu.fi [130.234.254.92] 4 <1 ms <1 ms <1 ms jyu-a201-jyu1.core.jyu.fi [130.234.254.6] 5 3 ms 3 ms 2 ms uku0-p3300-jyu3.funet.fi [193.166.187.49] 6 7 ms 8 ms 8 ms tut0-p2000-uku0.funet.fi [193.166.255.217] 7 11 ms 11 ms 11 ms helsinki0-p2000-tut0.funet.fi [193.166.255.186] 8 19 ms 18 ms 17 ms se-tug.nordu.net [193.10.68.97] mannertenvälinen 9 18 ms 18 ms 18 ms s-b4-link.telia.net [213.248.97.93] 10 18 ms 18 ms 18 ms s-bb2-link.telia.net [80.91.254.182] linkki 11 26 ms 26 ms 26 ms kbn-bb2-link.telia.net [80.91.248.49] 12 118 ms 118 ms 118 ms nyk-bb2-link.telia.net [213.248.64.34] 13 119 ms 119 ms 119 ms nyk-b5-link.telia.net [80.91.248.154] 14 118 ms 118 ms 118 ms sprint-119853-nyk-b1.telia.net [213.248.83.154] 15 115 ms 115 ms 115 ms sl-gw27-nyc-15-0.sprintlink.net [144.232.3.187] 16 119 ms 119 ms 119 ms sl-ieee-251958-0.sprintlink.net [144.232.168.62] 17 120 ms 121 ms 120 ms 140.98.209.201 18 118 ms 117 ms 117 ms anakin-ext.ieee.org [140.98.210.1] 19 118 ms 118 ms 121 ms origin.www.ieee.org [140.98.193.141] jos *, niin ei vastausta (paketti hävinnyt, reititin ei vastaa) Johdanto 53 Pakettien häviäminen Jonolla (puskurilla) on äärellinen kapasiteetti Kun paketti saapuu täyteen jonoon, paketti pudotetaan (paketti häviää) Hävinnyt paketti voidaan uudelleenlähettää: edellinen solmu uudelleenlähettää lähteenä oleva päätelaite uudelleenlähettää (TCP) ei uudelleenlähetystä (UDP) Johdanto 54 9
Protokollakerrokset ikä on Internet? Verkot ovat monimutkaisia! paljon osia : päätelaitteet reitittimet erilaiset siirtotiet sovellukset protokollat hardware, software Verkon toiminta on helpompi ymmärtää, kun se jaetaan sopiviin kokonaisuuksiin Johdanto 55 Johdanto 56 Esimerkki: lentäminen Lentäminen kerroksittain ticket (purchase) ticket (complain) ticket (purchase) ticket (complain) ticket baggage (check) baggage (claim) baggage (check) baggage (claim baggage gates (load) gates (unload) gates (load) runway (takeoff) gates (unload) runway (land) gate takeoff/landing runway takeoff runway landing sarja yksittäisiä tapahtumia departure airport intermediate air-traffic control centers arrival airport Kerrokset: jokainen kerros toteuttaa jonkun palvelun omilla kerroksen sisäisillä toimillaan ollen riippuvainen alapuolella olevan kerroksen palveluista Johdanto 57 Johdanto 58 iksi kerrosarkkitehtuuri? Kun ollaan tekemisissä monimutkaisten järjestelmien kanssa: selkeä rakenne mahdollistaa järjestelmän osien suhteiden tunnistamisen kerrospohjainen referenssimalli modularisointi helpottaa järjestelmän ylläpitoa ja päivitystä muutos yhden kerroksen toteutuksessa on läpinäkyvä järjestelmän muille osille utta: Voiko kerrosarkkitehtuurista olla jotain haittaa? Internetin protokollapino sovellus: tukee verkkosovelluksia FTP, STP, HTTP kuljetus: päästä-päähän-tiedonsiirto TCP, UDP verkko: datagrammien reititys lähteestä kohteeseen IP, reititysprotokollat siirtoyhteys (linkki): tiedonsiirto vierekkäisten verkkoelementtien välillä (linkillä) Ethernet, PPP fyysinen: bitit johdossa application transport data link physical Johdanto 59 Johdanto 60 10
message segment H t datagram H n H t frame H l H n H t H t H t H n H t H n H l destination application transport data link physical source application transport data link physical H l H n H t data link H l H n H t physical H t H n H t H n H l Kapselointi data link physical H t H n H t H n H l switch router ikä on Internet? Johdanto 61 Johdanto 62 Internetin historiaa 1961-1972: Pakettikytkennän periaatteet Internetin historiaa 1972-1980: Verkkojen yhdistäminen (intering) 1961: Kleinrock - jonoteorialla osoitetaan pakettikytkennän tehokkuus 1964: Baran pakettikytkentä sotilaallisissa verkoissa 1967: Advanced Research Projects Agency kehittää ARPAnetiä 1969: ensimmäinen ARPAnet-solmu toiminnassa 1972: ARPAnetiä esitellään julkisuudessa NCP (Network Control Protocol), ensimmäinen päästä-päähän-protokolla ensimmäinen sähköpostiohjelma ARPAnetissä on 15 solmua Johdanto 63 1970: ALOHAnet, satelliittiverkko Hawaijilla 1973: etcalfen väitöskirja ehdottaa Ethernetiä 1974: Cerf ja Kahn - arkkitehtuuri verkkojen yhdistämiselle 1970-luvun loppu: yksityisiä arkkitehtuureja: DECnet, SNA, XNA 1970-luvun loppu: vakiopituiset paketit (AT:n edeltäjä) 1979: ARPAnetissä on 200 solmua Cerf ja Kahn: verkkojen yhdistämisen periaatteet minimalismi ja autonomia yhdistäminen ei vaadi sisäisiä muutoksia yhdistettäviin verkkoihin best effort -palvelumalli tilattomat reitittimet hajautettu verkonhallinta määrittelevät nykyisen Internetin arkkitehtuurin Johdanto 64 Internetin historiaa 1990-2000: Kaupallistuminen, WWW, uusia sovelluksia 1990-luvun alku: ARPAnet lopettaa toimintansa 1991: NSF poistaa rajoitukset NSFnetin kaupalliselle käytölle (lopettaa toimintansa 1995) 1990-luvun alku: WWW hypertext [Bush 1945, Nelson 1960 s] HTL, HTTP: Berners-Lee 1994: osaic, myöhemmin Netscape 1990-luvun loppu: WWW:n kaupallistuminen 1990-luvun loppu 2000-luku: killer applications: pikaviestimet, tiedostojen jako vertaisverkossa verkon turvallisuus tärkeäksi noin 50 miljoonaa päätelaitetta, yli 100 miljoonaa käyttäjää runkoverkon linkkien nopeudet Gbps Johdanto 65 Johdanto: Yhteenveto Käytiin läpi paljon asioita! Yleiskatsaus Internetiin ikä on protokolla?, verkon runko, verkkoon pääsy pakettikytkentä vastaan piirikytkentä Internetin rakenne, :t Suorituskyky: hävikki, viive Kerrokset, palvelumallit Historiaa Nyt sinulla on yleisnäkemys tietoverkkoihin Seuraavaksi käsitellään asioita syvällisemmin ja yksityiskohtaisemmin Johdanto 66 11