Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Wykład 2 System DNS (Domain Name System) – system nazw dziedzin Transmisja danych w sieci i fizyczne łącza.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Wykład 2 System DNS (Domain Name System) – system nazw dziedzin Transmisja danych w sieci i fizyczne łącza."— Zapis prezentacji:

1 Wykład 2 System DNS (Domain Name System) – system nazw dziedzin Transmisja danych w sieci i fizyczne łącza

2 DNS Każdemu komputerowi pracującemu w sieci Internet jest przypisany unikalny, 32-bitowy adres IP. Oprogramowanie, które tłumaczy nazwy komputerów na równoważne adresy IP, stanowi przykład interakcji typu klient-serwer. Baza danych z nazwami nie jest utrzymywana na jednym komputerze. Informacja o nazwach jest rozproszona w ramach potencjalnie dużego zbioru umieszczonych w całym Internecie serwerów. Gdy program ma przetłumaczyć nazwę staje się klientem systemu nazw. Klient taki wysyła komunikat z pytaniem, serwer zaś odnajduje odpowiedni adres i wysyła komunikat z odpowiedzią. Jeśli odpowiedź nie może być znaleziona, serwer nazw staje się tymczasowo klientem innego serwera i tak do momentu znalezienia odpowiedzi na pytanie. DNS gwarantuje, że informacja o nowym komputerze będzie w miarę potrzeby rozprowadzona w całej sieci. Informacja jest rozprowadzana automatycznie, ale także dostarczana tylko tym, którzy są nią zainteresowani. Jeśli serwer DNS otrzymuje zapytanie dotyczące komputera, o którym nie posiada informacji, przekazuje je do serwera autorytatywnego.

3 Serwer autorytatywny Autorytatywny serwer jest to dowolny serwer odpowiedzialny za utrzymanie dokładnej informacji o domenie, o którą jest pytany. Gdy serwer autorytatywny udzieli informacji, serwer lokalny zapamiętuje ją (w cacheu) do wykorzystania w przyszłości. Gdy następnym razem otrzyma to samo zapytanie, potrafi już sam udzielić odpowiedzi.

4 DNS DNS jest rozproszonym, hierarchicznym systemem zmieniającym nazwy komputerów na ich adresy IP. W DNS nie ma centralnej bazy danych zawierającej informację o wszystkich komputerach w Internecie. Informacje te są rozproszone między tysiącami serwerów nazw zorganizowanych w strukturę, na szczycie której znajduje się domena główna (root domain), złożona z grupy serwerów nazw zwanych serwerami głównymi. Informacja o domenach jest uzyskiwana dzięki wskazaniom z domeny głównej, poprzez domeny podrzędne aż do domeny docelowej. Syntaktycznie każda nazwa komputera składa się z ciągu alfanumerycznych segmentów oddzielonych kropkami. Najbardziej znacząca część nazwy znajduje się po prawej stronie. Lewy skrajny segment nazwy jest nazwą komputera, pozostałe segmenty identyfikują grupę o danej nazwie.

5 Domeny Bezpośrednio pod domeną główną znajdują się domeny górnego poziomu (głównego).Są dwa podstawowe typy domen górnego poziomu – organizacyjne i geograficzne. Domeny geograficzne zostały ustanowione dla każdego kraju na świecie i są identyfikowane za pomocą dwuliterowego kodu (np.uk – Wielka Brytania, pl – Polska, de – Niemcy). Kod us – USA nie jest zazwyczaj używany. Wewnątrz USA domeny górnego poziomu są organizacyjne.

6 Domeny organizacyjne to np.: com-organizacje komercyjne edu-instytucje edukacyjne mil-organizacje wojskowe gov-organizacje rządowe net-główne centra obsługi sieci org-różne organizacje int-organizacje międzynarodowe info-adresy udostępniające informacje arts- adresy związane z kulturą web-nazwy związane z www firm-firmy store-firmy handlowe

7 Serwery główne Posiadają kompletną informację o domenach górnego poziomu. Nie ma serwerów, nawet głównych, które miałyby pełną informację o wszystkich domenach. Serwery główne posiadają wskazania na serwery domen drugiego poziomu, chociaż mogą nie znać odpowiedzi na zadane pytanie, to wiedzą, kogo o nią spytać.

8 Przydzielanie domen Władzę przydzielania domen posiada Network Information Center (NIC). Każdej organizacji jest przyznawany jednoznaczny sufiks nazwy dziedziny. Gdy mamy przyznaną domenę, możemy wewnątrz niej tworzyć dodatkowe domeny zwane poddomenami. NIC przyznaje pełne prawo do zarządzania domeną. Autonomia jest jedną z głównych cech DNS. Każda organizacja może przypisywać komputerom nazwy lub je zmieniać nie informując o tym władz centralnych. Zapewnia to hierarchia nazw, która pozwala danej organizacji na kontrolę wszystkich nazw o określonej końcówce.

9 Działanie DNS System DNS oprócz nazw hierarchicznych używa interakcji typu klient-serwer. Cały system nazw działa jak wielka, rozproszona baza danych. Większość organizacji podłączonych do Internetu posiada działający serwer nazw dziedzin. Każdy serwer zawiera informacje wiążące go z innymi serwerami nazw. Za każdym razem, gdy program użytkowy ma zamienić nazwę na adres IP, staje się klientem systemu nazw. Klient ten umieszcza przeznaczoną do przetłumaczenia nazwę w komunikacie z zapytaniem DNS i wysyła go do serwera DNS. Serwer odczytuje nazwę i tłumaczy ją na równoważny adres IP, a następnie w komunikacie z odpowiedzią podaje programowi użytkowemu uzyskany wynik.

10 Struktura DNS – hierarchia nazw

11 Hierarchia serwerów DNS Serwery DNS są zorganizowane w hierarchię odpowiadającą hierarchii nazw. Każdy z serwerów bierze odpowiedzialność za część hierarchii nazw. Serwer główny odpowiada za dziedziny poziomu głównego, nie zawiera wszystkich możliwych nazw dziedzin, a jedynie informacje o tym, jak dotrzeć do innych serwerów. Chociaż hierarchia serwerów DNS jest zgodna z hierarchią nazw, jednak nie jest identyczna. Firma może zdecydować, aby umieścić wszystkie swoje nazwy dziedzin na jednym serwerze lub wykorzystywać w tym celu wiele komputerów. Serwer nie musi obejmować tylko jednego poziomu hierarchii nazw ani też nie musi obejmować wielu jej poziomów. Chociaż DNS pozwala na swobodne korzystanie z wielu serwerów, jednak hierarchia dziedzin nie może być dowolnie podzielona między serwery. Pojedynczy serwer musi być odpowiedzialny za wszystkie komputery o danym zakończeniu nazwy – poddrzewa można umieszczać na oddzielnych serwerach, ale danego wierzchołka nie można podzielić.

12 Podział hierarchii nazw pomiędzy 3 serwery – przykład 1

13 Podział hierarchii nazw pomiędzy 3 serwery – przykład 2

14 Odwzorowanie nazwy Odwzorowanie zapytania Przechodzenie przez hierarchię serwerów w celu odnalezienia serwera odpowiedzialnego za daną nazwę nazywa się iteracyjnym (nierekurencyjnym, interakcyjnym) odwzorowaniem nazwy i jest używane tylko wtedy, gdy serwer ma odwzorować nazwę. Zdalny serwer odpowiada lokalnemu, kogo zapytać w następnej kolejności. Wykorzystywane przez programy użytkowe oprogramowanie odwzorowujące nazwy korzysta zawsze z rekurencyjnego odwzorowania zapytania. Przy wyszukiwaniu rekurencyjnym zdalny serwer kieruje się według wskazań i udziela końcowej odpowiedzi serwerowi lokalnemu. Odpowiedzią na zapytanie rekurencyjne jest adres IP, albo stwierdzenie, że taka nazwa nie istnieje.

15 Rodzaje optymalizacji w systemie DNS replikacja – każdy serwer główny ma swoją replikę (wiele kopii), pamięci podręczne – każdy z serwerów utrzymuje własną pamięć podręczną.

16 Typy rekordów DNS NS (name serwer) – serwer główny odpowiada tym rekordem, gdy skierujemy zapytanie (informacja o domenie lub poddomenie), określa serwer nazw dla domeny, A (adress) – wiąże nazwę dziedziny z równoważnym adresem IP, PTR (Pointer) – przekształca adres na nazwę komputera, SOA (Start of Authority) – określa początek danych dotyczących strefy oraz definiuje parametry, które odnoszą się do całej strefy, MX (Mail eXchanger) – wykorzystywany do przekształcania nazwy dziedziny znajdującej się w adresie poczty elektronicznej na adres IP, specyfikuje, gdzie dostarczać pocztę, CNAME (alias) – stanowi alias innej pozycji DNS, umożliwia zmienianie komputera używanego na potrzeby danej usługi bez zmiany nazw i adresów maszyn, ANY, HINFO (Host Information) – opisuje platformę i system operacyjny komputera, WKS (Well Known Services) – ogłasza usługi sieciowe.

17 Trzy główne kategorie serwerów nazw primary (podstawowe) - dostarcza wszystkich danych o danej domenie, czyta informacje o domenie bezpośrednio z dysku, z pliku utworzonego przez administratora, jest autorytatywnym, ma kompletną i poprawną informację, secondary (drugoplanowe) - otrzymują pełną informację o domenie z serwera podstawowego, dzięki pobieraniu pliku zone file, zapewniają utrzymywanie dokładnej informacji o domenie, są autorytatywne dla swojej domeny, caching-only – otrzymują odpowiedzi na wszystkie zapytania od innych serwerów nazw. Po otrzymaniu takiej informacji zapamiętują ją, by wykorzystać w przyszłości, są nieautorytatywne, co oznacza, że posiadana przez nie informacja jest z drugiej ręki i niepełna, ale dokładna.

18 Transmisja danych Ogólnie sygnały można podzielić na analogowe i cyfrowe. W połączeniu z terminami analogowe i cyfrowe wyróżniamy takie pojęcia jak dane, sygnały, transmisja cyfrowa i analogowa. Przykładem danych analogowych jest dźwięk i obraz. Natężenie dźwięku, barwa obrazu zmieniają się w sposób ciągły. Dane cyfrowe mogą przybierać ściśle określone wartości (ze skończonego przydziału). Dane przekształcone w sygnały mogą zostać przesłane na odległość z wykorzystaniem transmisji analogowej lub cyfrowej (nie ma znaczenia czy przesyłamy sygnały analogowe, czy cyfrowe). Podczas transmisji występują zjawiska tłumienia sygnałów i nakładania szumów. Trzeba stosować wzmacniaki (amplifier) i regeneratory (repeater). Regeneracja sygnałów cyfrowych jest łatwiejsza, gdyż sygnały te przyjmują ściśle określone wartości (kontrola i eliminacja szumów i zakłóceń). W sieciach komputerowych (WAN i MAN) powszechnie używa się transmisji analogowej. Ponieważ komputer nadaje i przyjmuje sygnały cyfrowe trzeba stosować modemy i kodery. Komputery są urządzeniami cyfrowymi, wykorzystują dane w postaci dwójkowej (bity). Transmisja danych przez sieć od jednej maszyny do drugiej polega na przesyłaniu ciągu bitów przez nośniki sieci.

19 Problemy transmisji danych Osłabienia sygnału - tłumienia: siła sygnału maleje wraz z odległością, występuje zależność od medium, odbierany sygnał musi być dostatecznie silny, aby odróżnić jego różne stany, większy od szumu i zakłóceń zewnętrznych, tłumienie wzrasta wraz ze wzrostem częstotliwości. Zniekształcenie sygnału (distroied): Sygnał odbierany różni się od nadawanego Analogowy – pogorszenie jakości, Cyfrowy – przekłamane bity.

20 Problemy transmisji danych Zakłócenia: od innych kabli - zależą między innymi od typu medium, odległości od innych kabli, odległości, na jaka przesyłamy dane sygnały wnikające pomiędzy nadajnik i odbiornik, szum cieplny powodowany przez pobudzanie elektronów, równomiernie wpływający na wszystkie częstotliwości, zakłócenia intermodulacyjne sygnały będące sumą lub różnicą sygnałów biegnących tym samym medium, przesłuchy sygnał z danej linii zakłóca sąsiednie linie, Impulsowe nieregularne impulsy i szpilki, powodowane przez inne urządzenia w sąsiedztwie, krótkie impulsy o dużej amplitudzie.

21 Transmisja sygnałów cyfrowych Sygnał można przesyłać zmieniając napięcie w przewodzie. Napięciu dodatniemu może odpowiadać np. liczba 0 a ujemnemu liczba 1.Elementy dwuwartościowe nazywane są bitami informacji. Każdą wielkość można zakodować w postaci ciągu zer i jedynek (bitów). W kodzie ASCII każdy znak jest przedstawiany w postaci ciągu 8 bitów (bajt). W większości sieci przesyłanie ciągu bitów polega na odpowiedniej zmianie napięcia w przewodzie. Musi być zachowane stałe tempo zmian napięcia. Nadajnik i odbiornik muszą uzgodnić czas potrzebny na przesłanie pojedynczego bitu. Szybkość przesyłania sygnałów cyfrowych określamy na podstawie najkrótszego odstępu czasu (T) między kolejnymi zmianami stanu elektrycznego w przewodzie (odstęp jednostkowy). Charakteryzując sieć podajemy szybkość modulacji (przetwarzania sygnałów cyfrowych) równą liczbie odstępów jednostkowych na sekundę (liczbie zmian sygnału nadajnika w ciągu sekundy). Szybkość tą mierzy się w bodach (baud). V = 1/T [bodów] Liczba bitów przesyłanych w ciągu sekundy może być większa niż liczba bodów. Ma to miejsce w systemach, gdzie występuje więcej poziomów napięcia i jeden impuls elektryczny przenosi więcej bitów informacji. Szybkość transmisji zwana przepływnością binarną (data rate) określa liczbę bitów przesłanych w czasie 1 sekundy.

22 Techniki przesyłania sygnałów Ważną sprawą jest synchronizacja pracy nadajnika i odbiornika, który musi wiedzieć jak długo trwa zmiana odpowiadająca jednemu bitowi i rozpoznać początek nadawania. Stosowane są dwie techniki przesyłania sygnałów pozwalające na uzgodnienie pracy urządzeń nadawczych i odbiorczych: transmisja asynchroniczna, transmisja synchroniczna.

23 Transmisja asynchroniczna Komunikację nazywamy asynchroniczną, gdy nadawca i odbiorca nie wymagają koordynacji przed wysłaniem danych (nie potrzebują synchronizacji przed wysłaniem danych). Nadawca może czekać dowolnie długo między kolejnymi transmisjami i może zacząć nadawanie w dowolnej chwili, gdy ma coś do wysłania. Odbiorca musi być cały czas gotowy na odebranie informacji, które mogą przybyć w każdej chwili. Sprzęt komunikacyjny uważa się za asynchroniczny, gdy sygnał generowany przez nadajnik nie zawiera informacji, które pozwoliłyby odbiorcy na określenie początku i końca poszczególnych bitów.

24 Transmisja asynchroniczna Transmisja asynchroniczna polega na przesyłaniu pojedynczych znaków, zazwyczaj ciągu 8 bitów. Każdy ciąg jest poprzedzony bitem startu l (0) i zakończony 1lub 2 bitami stopu (1), przerwa między ciągami może być dowolna. Odbiornik musi znać z ilu bitów składa się jeden znak i z jaką prędkością są nadawane bity. Przy transmisji 10 Mb/s nadanie 1 bitu zajmuje 100 ns, jeśli zegar nadajnika jest opóźniony do odbiornika o 1 s/30 lat, to po nadaniu 100 bitów wystąpi pierwsze przekłamanie.

25 Transmisja synchroniczna Transmisja synchroniczna polega na transmisji wielkich porcji danych. Początek porcji stanowi sygnał synchronizujący, na zakończenie nadajnik wysyła sygnał stopu. Zegary muszą być zsynchronizowane (dodatkowy przewód do wysyłania sygnału synchronizującego lub sposób kodowania np. kod Manchester). Transmisja synchroniczna umożliwia uzyskanie większych szybkości przesyłania danych w sieci.

26 Wpływ sprzętu na szybkość transmisji – model matematyczny Żadne urządzenie nie może wytwarzać napięcia o całkowicie stałej wartości ani zmieniać napięcia w sposób natychmiastowy, energia elektryczna jest w przewodniku tracona. Na wzrost i spadek napięcia potrzebny jest pewien czas, a odbierany sygnał jest nieidealny – w każdym standardzie podaje się stopień dokładności, z jakim musi nadawać nadajnik oraz stopień tolerancji na niedoskonałość sygnału, jaką musi wykazać odbiornik. Każdy system przesyłania informacji cechuje się szerokością pasma, która określa max częstotliwość, z jaką sprzęt może zmieniać sygnał (przedział częstotliwości, w którym może zachodzić transmisja danych). Szerokość pasma mierzy się w cyklach na sekundę, czyli w hercach (Hz). Każdy system transmisji ma ograniczoną szerokość pasma. Szerokość pasma (bandwidth) – wyraża maksymalną teoretyczną przepustowość sieci, jednostka - 1 bit/s. Przepustowość (throughput) - wyraża aktualne możliwości sieci w zakresie przesyłania danych w sieci jest mniejsza lub równa teoretycznej, jednostka – 1 bit/s, zależy od: wydajności sieci – zarówno komputerów końcowych, jak i elementów pośrednich obciążenia sieci – a więc od aktywności innych urządzeń typu danych – (przede wszystkim narzut na pola kontrolne)

27 Twierdzenie Nyquista o próbkowaniu (lata 20-te XX wieku) Twierdzenie to wiąże zależność szerokości pasma systemu transmisyjnego z max liczbą bitów, które można przesłać w ciągu 1 sekundy. Maksymalna szybkość przesyłania danych D (mierzona w bitach na sekundę), możliwa do uzyskania w systemie o szerokości pasma B, przy transmisji, gdzie stosuje się K poziomów napięcia wynosi: D = 2Blog2K [bps] gdzie:D – szybkość transmisji [bps] B – szerokość pasma częstotliwości [Hz] K – ilość poziomów napięcia.

28 Prawo Shannona - Hartleya (1948 rok) W rzeczywistych systemach komunikacyjnych istnieją zaburzenia, nazywane szumem, które nie pozwalają na osiągnięcie teoretycznej granicy szybkości. Twierdzenie Shannona uogólnia twierdzenie Nyquista na systemy, w których występuje szum. Stosunek mocy sygnału do mocy szumu:(S/N)dB = 10log10(S/N) [dB] gdzie:S – moc sygnału N – moc szumu wyrażona w identycznych jednostkach jak moc sygnału Przykład:(S/N)dB = 1 dB odpowiada S/N = 1,26 (S/N)dB = 3 dB odpowiada S/N = 2,00 (S/N)dB = 10 dB odpowiada S/N = 10,00 (S/N)dB = 20 dB odpowiada S/N = 100,00 (S/N)dB = n ·10 dB odpowiada S/N = 10 n Szybkość transmisji C, będąca efektywnym ograniczeniem pojemności kanału (w bitach na sekundę), przy szerokości pasma B i stosunku sygnału do szumu S/N wynosi: C = Blog2(1 + S/N) gdzie:C – szybkość transmisji [bps] B – pasmo częstotliwości [Hz] S/N – stosunek mocy sygnału do mocy szumu;

29 Prawo Shannona - Hartleya (1948 rok) Dla dużych wartości S/N można korzystać z zależności przybliżonej: C = 0,333 B (S/N)dB Przykład: Pasmo częstotliwości dostępne w linii komutowanej (dialup) wynosi B = 3000 Hz, a typowa (gwarantowana) (S/N)dB = 20 dB. C20dB = 0,333 · 3000 · 20 = 20 kbps Przy (S/N)dB = 60 dB (radiofonia) C60dB = 0,333 · 3000 · 60 = 60 kbps

30 Wnioski Z twierdzenia Nyquista wynika konieczność kodowania bitów za pomocą sygnałów w celu przesłania większej liczby bitów w jednostce czasu. Z twierdzenia Shannona wynika, że żadna metoda kodowania informacji nie pozwala na złamanie praw fizyki, które stawiają ograniczenia liczby bitów, które można przesłać w ciągu sekundy za pomocą konkretnego systemu komunikacyjnego. W praktyce określa ono, jak szybko można przesłać dane przez łącze telefoniczne. Systemy telefonii analogowej zapewniają stosunek sygnału do szumu na poziomie 30 dB i pasmo około 3000 Hz. Maksymalna liczba bitów, które można przesłać w ciągu sekundy jest ograniczona do: C30dB = 3000log2( )czyli bps


Pobierz ppt "Wykład 2 System DNS (Domain Name System) – system nazw dziedzin Transmisja danych w sieci i fizyczne łącza."

Podobne prezentacje


Reklamy Google