oprogramowanie ebay

Informatyka
MTDI1 - Transport
I stopień
wykład 30 h
lab. 30 h
2 sprawdziany wykładowe
dr inż. Tomasz Bajorek http://tbajorek.prz.edu.pl
Wydział Budowy Maszyn i Lotnictwa
Zakład Informatyki, Bud.L, pok.28
Wykład - skrót tematyki:
Sieci komputerowe. Topologie. Media przesyłu. Urządzenia sieciowe.
Hipertekst. Dokumenty HTML i ich struktura - CSS.
System unixowy. Podstawowe polecenia. Prawa dostępu.
Języki programowania (składnia, semantyka). Idea programowania
strukturalnego. Algorytmy i sposoby ich przedstawiania, schematy
blokowe, pseudokod. Algorytmy sortowania, min i max, wyszukiwania
danych. Program i jego składowe. Struktura prostego programu i jego
analiza. Stałe, zmienne. Proste typy danych, operatory arytmetyczne i
logiczne. Typy strukturalne (tablice, rekordy). Komunikacja programu z
plikami. Typ obiektowy. Rekurencja. Dynamiczne struktury danych:
listy, tablicowe implementacje list, stos, kolejki, drzewa i ich
reprezentacje.
Matlab – obliczenia arytmetyczne, rachunek macierzowy, wykresy, mpliki, instrukcje warunkowe i iteracyjne, obliczenia symboliczne,
obliczenia statystyczne, funkcja anonimowa i zewnętrzna.
Javascript. Zmienne i wyrażenia. Obliczenia – obiekt Math. Instrukcje
proste, instrukcje strukturalne, iteracyjne. Metody we/wy. Funkcje
własne.
Literatura
• Krysiak K.: Sieci komputerowe : kompendium, Helion, 2003
• Aho A. V., Hopcroft J. E., Ullman J. D., Algorytmy i struktury
danych, Helion, Gliwice 2003.
• Mrozek B., Mrozek Z., Matlab 5.0
• Lis M., JavaScript. Ćwiczenia praktyczne. Wydanie II
• Wirth N., Algorytmy + struktury danych = programy. WNT,
Warszawa 2001.
Materiały dydaktyczne zakładu
http://tbajorek.prz.edu.pl
Dostęp:
Login: student
Hasło: samoloty
WPROWADZENIE DO SIECI KOMPUTEROWYCH
Sieć - połączenie wielu komputerów w celu:
• przesyłu i odbioru danych różnego typu
• żądań przetwarzania danych na innym
komputerze, wykonania określonej usługi
• zdalnego administrowania odległym
komputerem
Połączenie to może być zrealizowane w różny sposób.
Sposobów jest praktycznie tyle ile wyróżniamy
typów sieci
np. Ethernet, Token Ring, Token Bus, ATM, FDDI
Połączenia komputerów
fizyczne
oprogramowanie
(techniki połączenia)
bezpośrednie
przewodowe
sieciowe
modemowe
bezprzewodowe
(telefoniczne)
komutowane
LAN
MAN
WAN
bezprzewodowe
WI-FI
stałe
(dzierżawione)
WI-MAX
Cechy połączeń:
• technika połączenia (hardware+protokoły)
• oprogramowanie (software)
Problemy:
• szybkość transmisji
• koszt połączenia i oprogramowania
Możliwości sieci
• dostęp do wspólnych zasobów:
• dyski (pliki)
• dostęp do urządzeń, np.. drukarki
• procesory (zdalne przetwarzanie - praca na odległych
komputerach o większej mocy obliczeniowej)
• rozproszone (wspólne) bazy danych
• strony internetowe statyczne (informacje, dane,
reklama, udostępnienie plików)
• komunikacja:
• poczta elektroniczna
• strony internetowe dynamiczne (dialog, transakcje)
• przesyłanie danych, programów (download, upload)
• konwersacja tekstowa (chat) i głosowa (VoIP)
Rozwój sieci
• technologiczny – nowe technologie – media i
urządzenia, wzrost pojemności i szybkości
transferu
• konceptualny – na bazie technologii,
powstawanie nowych obszarów wykorzystania
Rozwój technologii internetowych
1969 - ARPANET
1989-90 Berners-Lee – www, protokół http – Mosaic –
pierwsza przeglądarka 1993
1994 PHP – Rasmus Lerdorf stworzył zbiór narzędzi do obsługi
swojej strony domowej – mechanizm interpretacji zestawu makr;
np.: książka gości, licznik odwiedzin (PHP – Personal Home Pages)
– włączenie baz danych
INTERAKCJA UŻYTKOWNIKÓW
problemy i wojny przeglądarek- Microsoft, Netscape
NAPSTER – Fanning (prawa do własności intelektualnej – Winamp,
iTunes – Steve Jobs z Apple - za 99centów 1 utwór MP3)
komunikacja – e-mail, ICQ a potem inne komunikatory (IRC, GG)
Napster też umożliwiał dialog i wymianę poglądów
TWORZENIE SIECI PRZEZ SPOŁECZNOŚĆ
digg.com (wykop)
facebook.com (też twitter)- portal społecznościowy Zuckerberg –
nowe myślenie społeczne (ok. 1.5 miliarda użytkowników)
– sieć społeczna – graf społeczny – powiązania – 6 stopni
i każdy zna każdego, Microsoft kupił za prawie 1 mld $
kilka % akcji
youtube.com – upload plików– wykupione przez Google w 2006
blogi
wikipedia – Jim Wales
darmowe ogłoszenia – craiglist.org
nieprzewidywalny
rozwój
- koncepcja WEB 2.0 - tworzenie większości treści przez
użytkowników.
Portale społecznościowe – możliwości reklamowe
facebook.com
Amazon
twitter.com
eBay
MySpace - jeden z największych sukcesów internetu.
Magnat prasowy Rupert Murdoch kupił za 580 mln dolarów
internetowy serwis wspólnotowy MySpace.com w lipcu 2005 r.
Wg CNN.money - cena reklamy na My Space kosztuje 750.000
dolarów dziennie.
Yahoo!, który sprzedaje swoją home page za 1 mln dolarów dziennie.
Twitter – mikroblogowanie
Facebook - obecna wartość rynkowa ponad 200 mld $.
Rozwiązania chmurowe (cloud computing)
Zasada działania "chmury" polega na przeniesieniu całego
ciężaru świadczenia usług IT (danych, oprogramowania lub mocy
obliczeniowej) na serwer i umożliwienie stałego dostępu poprzez
komputery klientów.
Dzięki temu większe jest bezpieczeństwo, dostępność i zakres
usług
Infrastructure as a service (IaaS)
Software as a service (SaaS)
dysk Google
Office365 (aplikacja Sharepoint)
iCloud Apple
CHARAKTERYSTYKA SIECI KOMPUTEROWYCH
Podział ze względu na rozmiary (zasięg):
* Małe sieci lokalne nazwane jako LAN (Local Area Network) swym zasięgiem obejmują niewielki obszar bloku (bloków),
najczęściej podłączone jest od kilku do kilkudziesięciu
komputerów, firmy
* Większe sieci obejmujące duży obszar - MAN (sieć miejska
– Metropolitan Area Network), gdzie konieczna jest wymiana
danych między komputerami odległymi od siebie o kilka,
kilkanaście kilometrów
* Duże sieci rozległe tzw. WAN (Wide Area Network) są to
sieci obejmujące duże tereny. Inaczej mówiąc w takiej sieci
WAN są połączone mniejsze LAN'y po przez odpowiednie
urządzenia tzw. bramy -gateway.
Największa sieć jaką jest oczywiście
Internet czyli sieć sieci.
Internet łączy WAN'y
Aby sieć działała wymagane jest:
• odpowiednia konfiguracja (topologia) sieci - struktura
sieci - sposób połączenia
• media przesyłowe – kable miedziane, światłowód, fale
elektromagnetyczne
• urządzenia aktywne (wzmacniające, sterujące)
• protokoły - języki porozumiewania się, np. TCP/IP
• sieciowy system operacyjny np.
Unix – zawiera serwer plików, poczty, www i inne
Netware (Novell) w zasadzie tylko system plików
Win-NT, WIN2003 Server
Serwer – komputer umożliwiający realizację usług
Każda sieć komputerowa musi być zbudowana w oparciu o
pewną strukturę, zwaną inaczej topologią.
Topologia sieci - definiuje zastosowanie danego medium
transmisyjnego oraz ogólną budowę sieci.
Ze względu na wybraną topologię stosuje się dany rodzaj złącz
oraz urządzeń aktywnych, co warunkuje odpowiednią
przepustowość sieci.
3 podstawowe topologie używane w sieciach kablowych :
• Topologia magistrali - szynowa (szeregowa)
• Topologia gwiazdy – "promienista"
• Topologia pierścienia
Topologia magistrali - szynowa
Topologia szynowa polega na przyłączeniu wszystkich komputerów
(węzłów) w sieci do jednego kabla, wspólnego dla wszystkich węzłów.
Jeśli jakiś węzeł sieci chce nadać informację musi podać na jej początku
adres odbiorcy.
Każdy węzeł odbiera nadaną informację i dekoduje adres zawarty w jej
nagłówku. Jeśli adres ten jest adresem danego węzła, to przejmuje on
nadawane dane. Jeśli tak nie jest, węzeł ignoruje strumień danych w
magistrali i oczekuje na kolejną „porcję” informacji lub rozpoczyna
nadawanie jeśli magistrala jest wolna.
Topologia szynowa używana jest najczęściej w sieciach Ethernet oraz
LocalTalk.
Do łączenia stacji roboczych stosuje się zwykle
kabel koncentryczny.
Umożliwia uzyskanie maksymalnej przepustowości
10Mb/s (wystarcza do większości domowych
zastosowań).
Konieczne jest stosowanie adresowania urządzeń,
aby wyeliminować konflikty pomiędzy nimi.
Magistrala to urządzenie umożliwiające wymianę
danych, adresów i sygnałów sterujących pomiędzy
różnymi urządzeniami peryferyjnymi komputera.
Standardy: Ethernet , LocalTalk, FDDI
Terminator (ogranicznik) – na końcach magistrali
Zalety magistrali – oszczędność kabla
Wady – niska przepustowość, podatna na
uszkodzenia (awaria komputera w środku
magistrali)
Topologia gwiazdy
Każdy węzeł sieci przyłączony jest własnym przewodem
do urządzenia łączącego - tak zwanego koncentratora
(ang. HUB), przełącznika (SWITCH) lub routera
Gwiazda - jest najczęściej stosowaną dziś technologią.
Maksymalna przepustowość wynosi do 1 Gb/s. (109 bit/s)
Zalety gwiazdy
• Większa przepustowość.
• Gdy przestaje działać jeden komputer, cała sieć
funkcjonuje dalej.
• Łatwa lokalizacja uszkodzeń ze względu na centralne
sterowanie.
• Wydajność.
Wady
• Duża liczba połączeń (duże zużycie kabli).
• Gdy awarii ulegnie centralny punkt (koncentrator lub
przełącznik), to nie działa cała sieć.
Topologia pierścienia
• Wszystkie węzły sieci tworzą zamknięty pierścień.
• Każdy węzeł przetwarza aktywnie informacje aktualnie
znajdujące się w magistrali.
Typowym przykładem sieci opartej o topologię
pierścieniową jest sieć światłowodowa FDDI.
Token Ring to druga pod względem popularności (po
architekturze Ethernet) architektura sieciowa - podobna do sieci
magistrali z tą różnicą, iż końcówki kabli nie są zakończone
terminatorami lecz łączą się ze sobą tworząc wzór okręgu.
Możliwe jest łączenie poszczególnych sieci oraz technologii
sieciowych, niewiele z dzisiaj istniejących sieci posiada czystą
topologię magistrali lub gwiazd (topologia drzewa, mieszana).
zastosowanie topologii pierścienia
FDDI Fiber Distributed Data Interface - Token Ring
Przepływ danych 100Mb/s
Nośnikiem w przypadku tej topologii jest światłowód
Topologia ta współpracuje z dwiema fizycznymi topologiami :
pierścieniową i gwiaździstą.
Sieć ta zbudowana jest z dwóch pierścieni, po których dane są
przesyłane w przeciwbieżne strony. Stacje robocze podłączone
są do tych dwóch pierścieni.
Zaleta = mimo uszkodzenia jednego pierścienia sieć jest
nadal sprawna i można przesyłać dane. W przypadku
uszkodzenia pierścienia stacje robocze automatycznie się
rekonfigurują i zawracają dane do drugiego pierścienia, przez
co inne stacje nie zauważają zaistniałej awarii.
• Gdy sieć jest wolna dla przesyłu wtedy specjalna ramka
danych (token), przechodzi przez pierścień od jednej
stacji do drugiej.
• Kiedy stacja chce przekazywać dane, 'chwyta' token i w
jego miejsce przekazuje ramkę danych.
• Stacja docelowa po jej odebraniu, sporządza kopię tej
ramki i kontynuuje przesyłanie ramki po pierścieniu,
ustalając bit FCI (potwierdzenie odbioru).
• Kiedy stacja, która pierwotnie wysłała ramkę odbierze ją
ponownie, zakłada że wiadomość dotarła do celu.
• Usuwa wtedy ramkę z pierścienia i przekazuje token w
jej miejsce.
Rozmiar ramki (porcji informacji) w tej topologii może wynosić
4096 bajtów.
Swoją topologię posiadają także sieci radiowe tzw. WLAN (Wireless
LAN). Tu komputery nie komunikują się za pomocą standardowego
medium lecz poprzez fale radiowe wysyłane przez wyspecjalizowane
urządzenia nadawczo odbiorcze.
• IBSS - (Independet Basic Service Set) - sieć niezależna
charakteryzuje się tym, iż każda stacja nadawczo-odbiorcza ma
ten sam priorytet i komunikuje się z innymi komputerami
bezpośrednio, bez żadnych dodatkowych urządzeń aktywnych
kierujących ruchem.
• BSS - (Basic Service Set) - sieć zależna; w tym przypadku
ruchem w sieci kieruje tzw. HUB AP (Access Point)- wszystkie
komputery należące do danej podsieci nie komunikują się już
bezpośrednio ze sobą lecz za jego pomocą.
• ESS - (Extended Service Set) - sieć złożona; sieć ta powstaje
przez połączenie ze sobą dwóch lub więcej struktur BSS.
Urządzenia sieciowe
Składniki sieci
Na każdą sieć składają się dwa rodzaje elementów:
• pasywne - są to kable, przewody, złączki, gniazda itp.
• aktywne - czyli karty sieciowe, urządzenia które
transmitują sygnał (hub'y) lub go przełączają (switch'e)
oraz takie które sygnał ten wzmacniają - wzmacniacze
sygnałowe.
Media przesyłu
Media przewodowe
Miedziane
• różne typy kabli koncentrycznych (gruby i cienki
koncentryk) – już bardzo rzadko stosowane
• skrętka (UTP - Unshielded Twisted-Pair cable) –
początkowo 4 żyły, teraz 8
Optyczne
• światłowód (Fiber Optic Cable)
Media bezprzewodowe – FALA ELEKTOMAGNETYCZNA
•
•
•
podczerwień (bez licencji) – np. Bluetooth (fale 2.4 GHz)
fale radiowe (przydział częstotliwości: radio, TV
telekomunikacja: łączność ruchoma (medium jest stratosfera,
także jonosfera, przeszkody, chmury itp..)
– WI-FI, telefonia komórkowa,
także próżnia (łączność satelitarna): mikrofale o
częstotliwości 3 do 30 GHz czyli ok. 10 -100 mm długość fali
światło - często laserowe
Pojęcia:
• propagacja - rozchodzenie się fali
• refrakcja - załamanie w troposferze
Współczynnik tłumienia wzrasta z częstotliwością
Kabel miedziany
- medium dla transmisji
sygnałów na małe odległości.
Zwykle pewne napięcie U+ reprezentuje binarną jedynkę, a Ubinarne zero (bipolarność)
Wyróżniamy rodzaje kabli miedzianych:
• kable koncentryczne
• skrętka
Kable mają możliwości transferu:
- od 1Mbit/s dla starszych kabli koncentrycznych
- do 1Gb/s dla skrętki 8-żyłowej
Kabel koncentryczny ("cienki" lub "gruby" Ethernet)
ekranowany w celu odizolowania od zewnętrznych pól
elektromagnetycznych - cienka siatka miedziana.
Mało wrażliwy na zakłócenia ale łatwo ulega
uszkodzeniom - trudnym do lokalizacji. Raczej już
historia….
Kabel skrętkowy
Skrętka w zależności od przepustowości 10Base-T, 100Base-T 1000Base-T
wykonana ze skręconych nieekranowanych przewodów.
Kabel skrętkowy tworzy tzw. linię zrównoważoną (symetryczną).
UTP– skrętka nieekranowana.
STP – skrętka ekranowana oplotem,
FTP – skrętka foliowana, czyli skrętka miedziana ekranowana za pomocą folii
(wraz z przewodem uziemiającym)
FFTP– skrętka z folią na każdej parze przewodów i dodatkowa folia.
SFTP– skrętka jak FFTP plus oplot.
Segment do 100 m – FTP do 230m, FFTP do 300m.
Światłowód
Transmisja na odległość powyżej 100 m - kabel
światłowodowy.
Do budowy światłowodu stosuje się wyłącznie szkło
kwarcowe o dużej czystości – małe tłumienie
Światłowód składa się z dwóch warstw:
• wewnętrzna- rdzeń
• zewnętrzna – płaszcz ochronny.
dodatkowo powłoka zabezpieczająca – tworzywo sztuczne
teleinformatyka
telekomunikacja
12 włókien
Światłowód (falowód optyczny – dielektryczny)
– przenosi sygnały świetlne – fiber-optic cable
Zasada działania - wielokrotne wykorzystanie zjawiska
całkowitego wewnętrznego odbicia (odbicie i załamanie
fal) wiązki światła podążającej wzdłuż światłowodów
(odbicie od płaszcza) – propagacja fali
4 firmy produkują światłowody
tzw.
mod – wiązka światła
mody wpadają do światłowodu pod różnym kątem,
skutkiem tego- pokonują różne odległości
Cechy światłowodu
•
•
•
•
•
•
duża szerokość pasma – do 2.1014 Hz
mała stratność mocy spowodowana rozpraszaniem – ok. 0,2 dB/km
– Kao i Hockam przewidzieli 20 dB/km,
a wcześniej było 1000 dB/km
przesył 200 000 km/s (prędkość światła w szkle)
odporność na interferencje elektromagnetyczne
mała waga, wymiary, dobra giętkość i wytrzymałość
cena ? – wykonane w zasadzie z piasku
Najważniejsza zaleta – najnowsze technologie
światłwodowe umożliwiają przesył do 100 Gb/s na
duże odległości
100 miliardów bitów na sekundę
λ =380 - 436 nm fiolet,
nanometr
1 nm= 10-9m
mikrometr
λ = 566 - 589 nm żółty (żółty),
λ = 589 - 627 nm pomarańczowy,
f=λ/v
λ = 627 - 780 nm czerwony.
swiatłowód
1 µm=
10-6m
λ = 436 - 495 nm niebieski,
λ = 495 - 566 nm zielony,
1
4.10-7
8.10-7
UKF
f
5.1014Hz
5.1012Hz
5.108Hz
3/14
Zaleta:
Światłowody nie emitują zewnętrznego pola
elektromagnetycznego, w związku z czym
niemożliwe jest podsłuchanie transmisji !!
Wada:
Dyspersja - Impuls biegnący w falowodzie ulega
wydłużeniu (rozmyciu), co ogranicza maksymalną
częstotliwość sygnału przesyłanego przez światłowód.
W wyniku różnic w prędkości poruszania się fal o różnych
długościach, fale wysłane jednocześnie nie docierają do
odbiornika w tym samym czasie. Na wyjściu pojawia się
szerszy impuls, który rośnie wraz ze wzrostem długości
światłowodu
Generacje światłowodów
Pierwsza generacja (okno 850nm) - 1972 amerykańska firma Corning
Glass - światłowodowe włókno wielomodowe
Druga generacja (okno 1300nm) - w roku 1987 udało się po raz pierwszy
zastosować światłowód jednomodowy o prawie zerowej dyspersji
Trzecia generacja (okno 1550nm) charakteryzuje się najmniejszą
tłumiennością jednostkową (od 0,16 do 0,2 dB/km)
Czwarta generacja wiąże się z wprowadzeniem szerokopasmowych
wzmacniaczy optycznych EDFA, komutacji i zwielokrotnienia falowego
WDM
Piątą generację tworzą najnowsze osiągnięcia w zakresie transmisji
solitonowej – impulsy optyczne o dużej mocy (co teoretycznie prowadzi
do nieograniczonego wzrostu pojemności transmisyjnej)
Światłowody
-wielomodowe (ang. Multi Mode Fiber, MMF) - średnica rdzenia 50 lub
62,5 mikrometra. Następuje tu rozdzielenie fali wejściowej na wiele
promieni o takiej samej długości fali, lecz propagowanymi po innych
drogach. Występuje tu zjawisko zniekształcenia impulsu wyjściowego, a
więc ograniczenie prędkości transmisji i odległości, na jaką może być
transmitowana. Światłowody wielomodowe dzielimy na skokowe i
gradientowe. 640 do 650 modów!
-jednomodowe (ang. Single Mode Fibers, SMF) - średnica rdzenia od
8 do 10 mikrometrów. Sygnał – wytworzony przez laser
półprzewodnikowy – ulega tylko niewielkim zniekształceniom. Fala
świetlna rozchodzi się prawie równolegle do osi światłowodu i dociera
do końca włókna w jednym modzie – tzw. modzie podstawowym.
Zasięg do 200 km. Może być kilka modów!
Wielomodowe – 50 lub 62,5 µm
światłowód skokowy - współczynnik
załamania światła inny dla rdzenia i
płaszcza (duża dyspersja więc
niewielkie odległości)
światłowód gradientowy – gęstość
kwarcu zmienna płynnie, mniejsza
droga promienia to mniejsza
dyspersja (do 2 km)
Jednomodowe – ~9 µm
telekomunikacja – tanie ale światło musi być spójne (laser jest
drogi) – duże odległości
Okna transmisyjne światłowodów
• Okno transmisyjne długości fali 850 nm – najstarsze wysoka tłumienność (4dB/km). kabel gradientowy – jaskrawe
czerwone – koszty niskie – do 1Gb/s
• Okno transmisyjne długości fali 1300 nm – od roku 1987 tłumienność około 0,4 dB/km. Odległości do kilkudziesięciu
kilometrów.
Maksymalna prędkość transmisji danych 80
–100 Gb/s
Zakres pomiędzy oknami 1300 i 1550 nie jest
wykorzystywany (niekorzystne zjawiska chemiczne)
• Okno transmisyjne długości fali 1550 nm – od 1989,
specjalne kable, tłumienność około 0,16 dB/km, transmisja na
duże odległości.