1 Informatyka PZF, I stopień 3 semestr 10/20 E 4 semestr 10/20 Edr inż. Tomasz Bajorek Wydział Budowy Maszyn i Lotnictwa Zakład Informatyki, Bud.L, pok.28

2 Wykład - 3 semestr - tematykaSieci komputerowe. Modele sieciowe (klient-serwer, peer-to-peer), historia rozwoju sieci, internet, inranet, Model ISO/OSI. Urządzenia sieciowe. Topologie. protokoły sieciowe, typy adresów. Routing. Sieci bezprzewodowe. Usługi sieciowe. Administracja siecią. Bezpieczeństwo sieci. System Linux – zdalna administracja, polecenia, prawa do zasobów. HTML i CSS. Excel – wspomaganie decyzji – Solver. MATLAB – obliczenia symboliczne. Wprowadzenie do baz danych. Języki programowania (składnia, semantyka). Programowanie strukturalne. Algorytmy i sposoby ich przedstawiania, schematy blokowe, pseudokod, analiza sprawności algorytmów, algorytmy sortowania i przeszukiwania danych. Dane i ich komputerowe reprezentacje, arytmetyka stałoprzecinkowa, zmiennoprzecinkowa. Stałe, zmienne, instrukcje proste i strukturalne na przykładzie języka JavaScript.

3 Literatura Materiały dydaktyczne zakładu. http://tbajorek.prz.edu.plLogin:student Hasło: samoloty

4 Informatyka 1 PZF2 Wykład 1

5 WPROWADZENIE DO SIECI KOMPUTEROWYCHSieć połączenie wielu komputerów w celu: przesyłu 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 i oczywiście.

6 Sieci komputerowe - podstawyTypy sieci Topologie Urządzenia sieciowe Usługi sieciowe

7 Sieci komputerowe posiadają konfigurację (gwiazda, pierścień, inne)węzły sieci są połączone (kable miedziane, światłowody, kanał radiowy, kanał satelitarny) w węzłach rozmaite urządzenia o różnej funkcjonalności (wzmocnienie, rozgałęzienie, adresowanie) urządzenia końcowe - komputery

8 Medium umożliwiające połączenie dwóch lub więcej komputerówSieć komputerowa Medium umożliwiające połączenie dwóch lub więcej komputerów

9 Sieć - połączenie wielu komputerów w celu:przesyłu danych różnego typu komunikacja (tekst, głos, wideo) żądań przetwarzania danych na innym komputerze wykonania określonej usługi wykorzystania urządzeń w sieci zdalnego sterowania, administrowania odległym komputerem

10 Pierwsze sieci komputerowe

11 1990 rok - internet łączenie komputerów w lokalne sieci, dołączanie do innych sieci, rozbudowa sieci szkieletowych usługi sieciowe, bezpieczeństwo sieci, zarządzanie i monitoring sieci.

12 Usługi sieciowe * poczta elektroniczna - e-mail* usługi informacyjne WWW – protokół HTTP * ftp - transfer plików (dane, dźwięk, obraz) * telnet - komunikacja z zdalnym komputerem * rlogin - praca na odległym komputerze * talk - rozmowa "ekranowa" - tekstowa

13 Rozwój technologii internetowych1969 – sieć ARPANET 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 – , ICQ a potem inne komunikatory Napster też umożliwiał dialog i wymianę poglądów

14 TWORZENIE SIECI PRZEZ SPOŁECZNOŚĆdigg.com (wykop) facebook.com – Zuckerberg – nowe myślenie społeczne (liczba użytkowników i podwaja się co 6 miesięcy) – sieć społeczna – graf społeczny – powiązania – 6 stopni i każdy zna każdego, Microsoft kupił za prawie 1 mld kilka % akcji youtube.com – upload – wykupione przez Google w 2006 blogi wikipedia – Jim Wales darmowe ogłoszenia – craiglist.org - koncepcja WEB tworzenie większości treści przez użytkowników. nieprzewidywalny rozwój

15 Typy sieci WAN (ang. Wide Area Network)MAN (ang. Metropolitan Area Network) LAN (ang. Local Area Network) PAN (ang. Private Area Network) Sieci kampusowe

16 LAN zlokalizowana na stosunkowo niewielkim obszarze,średnica sieci lokalnej może wynosić nawet kilkaset metrów, krótkie łącza (do ok.. 100m) o wysokiej przepustowości lub rozwiązania oparte na technice radiowej, wysoka niezawodność działania .

17 MAN zadanie - łączenie wielu sieci lokalnych znajdujących się w obrębie aglomeracji miejskiej, połączenia te mają na ogół charakter typowy dla sieci rozległych. dodatkowe zadania - łączenie indywidualnych komputerów, głównie osób prywatnych do Internetu.

18 WAN dalekie połączenia zlokalizowane na stosunkowo dużym obszarze, takim jak województwo, kraj, kontynent czy cały glob

19 Topologie sieci Topologia magistraliZastosowanie - budowa lokalnych sieci komputerowych, Zalety: niska cena wynikająca z małego zużycia kabli i braku urządzeń pośredniczących w dostępie do medium. łatwość instalacji. Wady: ograniczenia związane z rozbudową sieci wrażliwość na awarię. Przerwanie magistrali w jednym miejscu oznacza awarię całej sieci.

20 Topologia pierścieniastosowana głównie do budowy lokalnych sieci komputerowych. transmisja w sieci polega na przekazywaniu żetonu dostępu. każde urządzenie pełni rolę regeneratora sygnału. Zalety: niska cena wynikająca z małego zużycia kabli brak aktywnych urządzeń pośredniczących w komunikacji między komputerami, do budowy sieci w tej topologii można użyć różnych mediów transmisyjnych (kabel koncentryczny, skrętkę, kable światłowodowe). Wady: ograniczenia i utrudnienia związane z rozbudową i konserwacją sieci, Uszkodzenie jednego z urządzeń lub łączy oznacza przerwę w pracy całej sieci.

21 Topologia podwójnego pierścieniazachowanie transmisji w obszarach ograniczonych punktami awarii - przypadku jednego punktu uszkodzenia sieć zachowuje możliwość działania w pełnym zakresie. stosowana w budowie sieci szkieletowych lub w sieciach kampusowych i metropolitalnych.

22 Topologia gwiazdy urządzenia połączone są w jednym wspólnym punkcie, w którym znajduje się aktywne urządzenie pośredniczące (koncentrator) pełniące rolę regeneratora sygnału. Zalety: przejrzystość konstrukcji łączenie urządzeń może odbywać się przy pomocy różnych mediów transmisyjnych. odporność całej sieci na awarię zarówno urządzeń jak i łączy. Wady: koszt okablowania dodatkowy koszt związany z obecnością koncentratora. To podstawowa topologia lokalnych sieci komputerowych.

23 Urządzenia bierne (pasywne)Kable (media przesyłowe), złączki, wtyki, gniazda

24 Media transmisyjne Kable miedziane Media optyczneRadiowy kanał łączności ruchomej Kanał satelitarny

25 Kabel miedziany - medium dla transmisji sygnałów na małe odległości.Wyróżniamy 3 rodzaje kabli: • kabel prosty (historyczna telekomunikacja) • kable koncentryczne kable skrętkowe

26 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. Umożliwia podsłuch informacji – pola elektromagnetyczne wokół

27 Kabel skrętkowy Skrętka w zależności od przepustowości w MB/sKabel skrętkowy tworzy tzw. linię zrównoważoną (symetryczną). UTP, STP, FTP i inne Segment tylko do 100 m FTP do 230 m FFTP do 300 m

28 skrętka UTP 4x2

29 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

30 12 włókien

31 Niewiele firm produkuje światłowody - kilkaŚwiatłowód (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 Niewiele firm produkuje światłowody - kilka tzw. mod – wiązka światła mody wpadają do światłowodu pod różnym kątem, skutkiem tego - pokonują różne odległości

32 Cechy światłowodu duża szerokość pasma częstotliwości – do 2.1014 Hzmała stratność mocy spowodowana rozpraszaniem – ok. 0,2 dB/km – Kao i Hockam przewidzieli 20 dB/km, a wcześniej było 1000 dB/km przesył km/sek (prędkość światła w szkle) odporność na interferencje elektromagnetyczne mała waga, wymiary, dobra giętkość i wytrzymałość cena ? – wykonane w zasadzie z piasku

33 f=v/ 1 UKF f 5.1014Hz 5.1012Hz 5.108Hz

34 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.

35 Wielomodowe – 50 lub 62,5 m 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 – ~8-10 m telekomunikacja – tanie ale światło spójne (laser jest drogi) – duże odległości – do 120 km!!!

36 Wtyk RJ-45 standard dla karty sieciowej

37 Urządzenia sieciowe aktywne

38 Karta sieciowa

39 Adresacja w sieciach komputerowychAdres MAC – Adresacja fizyczna – zwykle numer karty sieciowej urządzenia – 6 bajtów Adres IP – Adresacja logiczna – 4 bajty (lub 6) 6 bajtów np FF-34-CA-1E 6 liczb w notacji 16-tkowej

40 Adres fizyczny Karta sieciowa posiada identyfikator tzw. MACIdentyfikuje konkretne urządzenie nadawany przez producenta adres fizyczny to jak numer podwozia – niezmienny

41 Adres IP - logiczny IP 66.93.38.223 adres logicznynadawany w zależności od tego do jakiej sieci zostało podłączone dane urządzenie sieciowe IP 4 bajty - liczby w notacji dziesiętnej - każda z zakresu 0 do 255, oddzielone kropkami jak numer rejestracyjny – można nadać i zmienić

42 START… Uruchom: cmd c:/ipconfig6 bajtów system 16-tkowy 4 bajty system dziesiętny

43 Modem DSL

44 Koncentrator (hub) hub kiedy otrzyma dane automatycznie rozsyła je na wszystkie swoje porty

45 Przełącznik (switch) switch potrafi rozpoznać dla kogo przeznaczone są dane i przekierować je na właściwy port 45

46 Router Służy do łączenia różnych sieci komputerowych (np. o różnych klasach adresów), węzeł komunikacyjny. Proces kierowania ruchem nosi nazwę trasowania, routingu

47 Punkt dostępowy (Acces point) dla sieci bezprzewodowych

48 Router WI-FI Router i punkt dostępowy w jednym

49 Urządzenia końcowe

50 Karty Bluetooth technologia sieci radiowej małego zasięgu:zazwyczaj kilka metrów

51 Komputery też potrzebują adresacjiDane adresata Dane nadawcy Unikalność adresów 51

52 Bezpieczeństwo w sieciZagrożenia: dostęp do przechowywanych danych (odtajnienie, podmiana-fałszerstwo, utrata) dostęp do transmitowanych danych – odtajnienie, podszycie Wykorzystanie wady protokołu TCP/IP i innych błędy systemu – oprogramowania zaniechania administratora

53 Sniffing (podsłuch transmisji danych) npSniffing (podsłuch transmisji danych) np. sesje TELNET czy FTP,można przechwycić hasło wymagane przy logowaniu Spoofing - podszywanie się pod legalną "zarejestrowaną" maszynę) Cracking - łamanie haseł metodą słownikową (czyli bardzo dużo prób) - "brut force" Hijacking (przechwytywanie zdalnej sesji legalnego użytkownika systemu), Keyloger - program przechwytujący wszelkie kombinacje znaków wprowadzonych z klawiatury (np. kawiarenki internetowe)

54 Dobre oprogramowanie antywirusoweMetody przeciwdziałania Skuteczne metody autoryzacji (autentykacji) – silne hasła, autentykacja wielopoziomowa Firewalle – ściany ogniowe – oprogramowanie blokujące niechciane programy, niepożądane operacje, niebezpieczne porty transmisyjne. Dobre oprogramowanie antywirusowe Szyfrowanie przesyłanych danych – kryptografia (np. szyfrowanie asymetryczne RSA, certyfikaty, podpis elektroniczny), protokół SSL – strony https (banki!)

55 Ręczne urządzenia uwierzytelniająceUwierzytelnianie silne: uwierzytelnianie oparte na tym, co użytkownik posiada a nie na tym co wie (lub nie wyłącznie na tym) Ręczne urządzenia uwierzytelniające (ang. Handhold Authentication Devices): przenośne urządzenia (zwykle formatu karty kredytowej), które maja możliwość lokalnego przechowywania i przetwarzania informacji. Stosują one rozmaite techniki wytwarzania unikalnych haseł jednorazowych

56 Zaliczamy tu: ·       tokeny ·       karty kodów jednorazowych ·       karty chipowe ·       karty magnetyczne Prawdopodobieństwo złamania systemu zabezpieczonego jedynie hasłem jest znacznie większe niż prawdopodobieństwo złamania systemu opartego na tokenie i haśle.

57 Banki elektroniczne hasło znanym tylko użytkownikowitransmisja szyfrowana jest poprzez protokół SSL ze 128‑bitową długością klucza - NIEWYSTARCZAJĄCE Trzeci poziom zabezpieczeń – możliwości: tokeny, podpis cyfrowy (certyfikaty), karta kodów, jednorazowe hasła