Δίκτυα Διαδίκτυα - University of...
64
Δίκτυα & Διαδίκτυα πώς καθετί είναι συνδεδεμένο με κάθε άλλο Κωνσταντίνος Σ. Χειλάς Φυσικός-Ραδιοηλεκτρολόγος, M.Sc., M.I.S. Καθηγητής Εφαρμογών Τμήμα Πληροφορικής & Επικοινωνιών, Τ.Ε.Ι. Σερρών
Transcript of Δίκτυα Διαδίκτυα - University of...
1
Δίκτυα & Διαδίκτυαπώς καθετί είναι συνδεδεµένο µε κάθε άλλο
Κωνσταντίνος Σ. ΧειλάςΦυσικός-Ραδιοηλεκτρολόγος, M.Sc., M.I.S.Καθηγητής ΕφαρµογώνΤµήµα Πληροφορικής & Επικοινωνιών, Τ.Ε.Ι. Σερρών
2
Μια σύντοµη εισαγωγή
3
Διαδίκτυο
Γράφεται µε κεφαλαίο Δ!Είναι τεχνολογία ολική αφορά σε κάθε ανθρώπινη δραστηριότητα –«εργαλειακή», προσωπική, πνευµατική
Ανοικτή αρχιτεκτονική Εδραιώθηκε πάνω στην αρχή της δωρεάς
Freewarecopyleft ≠ copyright
Στην πραγµατικότητα είναι ένα σύνολο υπολογιστών που συνδέονται µεταξύ τους.Χρήστες που συνδέονται µεταξύ τους
4
Ένα δίκτυο
5
Ένα παγκόσµιο σύστηµα διευθύνσεων
Πλήρης διεύθυνση = οδός + αριθµός σπιτιού
IP διεύθυνση του σπιτιού 1 = 145.10.1.1
IP διεύθυνση του σπιτιού 2 = 145.10.1.2
IP διεύθυνση του σπιτιού 3 = 145.10.2.3
1 2
3
145.10.1 subnet (υποδίκτυο)
145.10.2 subnet
6
Βασική λειτουργία TCP/IPΣτην ουσία είναι ένα σύστηµα διευθυνσιοδότησηςχωρίς εγγενή µηχανισµό εγγύησης της παράδοσης
7
Διαδίκτυο
Η υιοθέτηση της χρήσης των τεχνολογιών δεν είναι το απλό αποτέλεσµα της εφεύρεσής τους.Πρόκειται στην ουσία για µια αλλαγή πνεύµατος - αλλαγή σκέψης στην κοινωνία. (Mumford)
Εντέλει, σε πιο πρόβληµα απαντούν οι Νέες Τεχνολογίες και τα δίκτυα υπολογιστών;
8
1960
1963 – Lawrence Roberts1964 – Paul Baran (RAND Corporation) ένα αποκεντρωµένο δίκτυο µε «αντοχές»1968 – National Physical Laboratory (UK)1969 – ARPAnet (Advanced Research Projects Agency)UCLA + 4 ακόµα πανεπιστήµια
9
Τρεις περιπτώσεις διασύνδεσης
10
1970
1971 – Ray Tomlinson – e-mail1973 – Διεθνές δίκτυο (Νορβηγία –Αγγλία). FTP1977 – IP1979 – Multi-user Dungeon (MUD) -Essex Univ. - virtual reality
11
1980 - 90
Προσωπικοί υπολογιστές1986 – NSFNET (το 1ο Internet backbone)1988 – 1ος ιός (Robert Morris) 10% downTim Berners-Lee (CERN , WWW)90’s – WAIS (wide area information servers) –WWW – ISP’sΠρόσβαση µέσω τηλεφώνου!1993 – Interactive Talk RadioΗλεκτρονικές εφηµερίδες και περιοδικά
12
Internet 2
Εικονική πραγµατικότηταAvatarsΕικονοροές κατά βούλησηΤηλε - …Media (π.χ. AOL Time Warner)Δικτυακά παιχνίδια - η µεγαλύτερη αγορά του αύριο
13
14
15
Σύγκλιση επικοινωνιών ?
Μέσω της χρήσης του πρωτοκόλλου IPVoIPBroadbandQoS
Το παράδειγµα της British Telecom
16
Αντίκτυπο στην κοινωνία και τον πολιτισµό
17
Διαδίκτυο -Μυθολογία
Ιστοσελίδες – σπίτια (Home)Εικονική πραγµατικότηταΦαντασιακή βίωση του κυβερνοχώρουΠαγκόσµιος ιστός – «Αραχνείον» Virtual communitiesΥπερλεωφόρος των πληροφοριώνΒιβλιοθήκη – ΛαβύρινθοςΑνθρώπινη παθολογία (ιοί)Netizens
18
Το υπερκείµενο
«... Consider a future device for individual use, which is a sort of mechanized private file and library. It needs a name, and to coin one at random, ``memexʹʹ will do. A memex is a device in which an individual stores all his books, records, and communications, and which is mechanized so that it may be consulted with exceeding speed and flexibility. It is an enlarged intimate supplement to his memory...»
Vanevar Bush - As We May Think –The Atlantic Monthly, July 1945
19
Το υπερκείµενο
Το κείµενο είναι ένα σύνολο αναφορών µε τρόπο ώστε καµία δεν είναι η αρχική και καµία η τελευταία.Λέξεις, των οποίων το χρώµα αλλάζει υπαινικτικά, αποτελούν τις άκρες νηµάτων που αν τις τραβήξουµε αντικαθιστούν το αρχικό κείµενο µε ένα άλλο, κι εκείνο µε ένα τρίτο, µε τρόπο που είναι δύσκολο πλέον να επιστρέψουµε στην αρχή.
20
Το υπερκείµενο
Κάθε ηλεκτρονική σελίδα είναι :σπίτι – δρόµος – σταυροδρόµι.
ΥπερσύνδεσµοιΣταυροδρόµια
ΛαβύρινθοςΠροκλήσεις:Κατανόηση της δοµής του λαβύρινθουΤο στοιχείο της περιπέτειας – Προσπάθεια για επιβίωση (ποιος είναι ο Μινώταυρος;)Η ανακάλυψη πως δεν µπορούµε να τον εγκαταλείψουµε
21
Η Βιβλιοθήκη των βιβλιοθηκώνΨηφιοποίηση = εξαΰλωση, απεγχάρτωση του βιβλίουΦορητό – αλλά όχι µεταφερόµενο (χωρίς “laptop”)Κάθε κείµενο είναι δηµοσιεύσιµο κάθε φωνή έχειβήµα
Βιβλίο ή κείµενο;Απουσία του εκδότη
Κρίση – Λογοκρισία – Κατάλυση της γραµµικότητας1
Ο θόρυβος αναδεικνύεται στο νέο επικοινωνιακόπεριβάλλον. Σβήνει την ταυτότητα του συγγραφέα -αποστολέα«Ισότητα των πάντων, του καλού και του κακού, τουωραίου και του άσχηµου, του ασήµαντου και τουχαρακτηριστικού» (G. Flaubert)
22
WIKIs
Είναι η απλούστερη δυνατή δικτυακή βάση δεδοµένων που επιτρέπει την ενηµέρωσή της από τους χρήστες της.Στα χαβανέζικα “Wiki wiki” = γρήγοραΤο πρώτο wiki δηµιουργήθηκε για το Portland Pattern Repository το 1995. WikipediaCitizendium (Citizen’s Compendium)
23
Avatars
Η λέξη “avatar” προέρχεται από τη σανσκριτική λέξη Avatāra, που σηµαίνει ενσάρκωση (incarnation)Απεικόνιση της περσόνας, της προσωπικότητας ή της ιδιότητας του χρήστη µέσα στο παιχνίδι, το “forum”, το “chat”, το “blog”.Είναι όµως κι ένας εικονικός κόσµοςΣτο Δίκτυο επιτελείται µια οντολογική µετάβαση, µια αλλαγή στον τρόπο που οι άνθρωποι αντικρίζουν τον κόσµο
24
Εικονική πραγµατικότητα
Tele-presence
Δεν περιβάλει το σώµα αλλά το αίσθηµα του σώµατος και προϋποθέτει την αποδοχή από τον χρήστη της πραγµατικότητας του κόσµου των γραφικών
25
Τέχνη
Neuromancer (1984 – William Gibson)Cyberspace
Laurie Anderson (1983, United States)Laurie Anderson (1995, Puppet Motel)
32 εικονικά δωµάτια
26
Κινηµατογράφος
TRON (1982, Steven Lisberger)War Games (1983, John Badham )eXistenZ (1999, David Cronenberg)Matrix (1999 – 2003, Larry and Andy Wachowski)
27
Παιχνίδια
Immersive reality1993, Doom
immersive 3D graphicsCounter Strike
tactical first-person shooter video gameThe Sims (2000)Black & White (2001, AI game)World of Warcraft
MMORPG – massive multiplayer on-line role playing gameΟι παίκτες ελέγχουν ένα avatar που ζει στον εικονικό χώρο του παιχνιδιού
28
Μια οντολογική µετάβαση
Στο Δίκτυο επιτελείται µια οντολογική µετάβαση, µια αλλαγή στον τρόπο που οι άνθρωποι αντικρίζουν τον κόσµο Ψηφιακό περιεχόµενο : κατά βούληση αναπαραγωγή και καταγραφή του πνευµατικού και οπτικού κόσµου
copy - pasteΠροσοµοίωση κάθε ανθρώπινης δραστηριότητας (οικονοµικής, ψυχαγωγικής, ατοµικά ή συλλογικά βιώµατα) Συµβίωση ανθρώπου – µηχανήςΚανείς δεν προεξάρχειΗ Τεχνολογία αποτελεί ταυτόχρονα προϋπόθεση και αποτέλεσµα της παγκοσµιοποίησης σε όλους τους τοµείς (οικονοµία, πολιτική, πολιτισµό)
29
Η νέα Επιστήµη των Δικτύων
30
Μερικά ερωτήµατα
Πώς µεταδίδονται τόσο γρήγορα οι ιοί σε µερικά κοινωνικά συστήµατα ή σε συστήµατα επικοινωνιών;Πώς γίνεται να λειτουργούν ικανοποιητικά κάποια δίκτυα ενώ υπάρχουν σοβαρά προβλήµατα σε πολλούς κόµβους τους;Πώς µετατρέπονται σε καρκίνους οι αλληλεπιδράσεις ελαττωµατικά λειτουργούντων κόµβων σε ένα πολύπλοκο γενετικό δίκτυο;
31
Δίκτυα νευρώνων
32
Φύλλα
33
34
35
Δικτυακές δοµές
Η δοµή ενός µέσου ISP (πρόγραµµα Mercator)
Internet Mapping Project (δοµή δροµολογητών)
36
Οι γέφυρες του Könisberg (Kaliningrad)
A
B
D
C
Δεν έχει σηµασία το σχήµα και το µέγεθος των γραµµών και των κόµβων
A
B
C
D
Leonard Euler (1707 – 1783) – Θεωρία Γράφων
37
Μερικά προβλήµατα
Euler pathsHamiltonian PathsΕπίπεδοι (planar) γράφοιΤο πρόβληµα των τριών ΟΤΑ!
Εύρεση µικρότερης διαδροµήςΕύρεση µικρότερου υπογράφουΤο πρόβληµα του πλανόδιου πωλητή!Εγκατάσταση βιοµηχανικής µονάδας
4030
40
50
30 10
40 20
40
20
1
2
4
3
6
5
38
Ένα πάρτι αγνώστων
User
UserUser
User
User
User User
User
User
39
Το πάρτι µετά από 1 ώρα
User
User
User User
User
User
User
User
User
40
Ένας κυκλικός κόσµος
41
Ένας κυκλικός κόσµος
((Ν-1)/2)/3
42
Ένας τυχαίος κόσµοςPaul Erdos – Alfred Reyni
Αν αυξάνω τους τυχαίους συνδέσµους θα φτάσω σε µια κατάστασηόπου θα υπάρχει τρόπος να πάω από κάποιον σε οποιονδήποτε άλλο
1. Ο αριθµός των συνδέσµων κάθε κόµβου ακολουθεί κατανοµή Poisson.
2. Εκθετικά δίκτυα: Η πιθανότητα να είναι ένας κόµβος συνδεδεµένος µε kάλλους µειώνεται εκθετικά για µεγάλα k.
43
Ένας τυχαίος κόσµοςΑν προσθέτουµε τυχαίους συνδέσµους, τότε:Μαθηµατικός:
giant component - clusterΦυσικός:
percolation – phase transitionΚοινωνιολόγος:
σχηµατισµός µια κοινωνίας
Πριν: ένας διασκορπισµένος κόσµος, καθένας επικοινωνεί µε τους γνωστούς τουΜετά: Όλοι µπορούν να επικοινωνήσουν µε όλους
44
R. Albert, H. Jeong, A-L Barabasi, Nature, 401 130 (1999).
Ανα
µενόµενο
P(k) ~ k-γ
Ευρύµατα
World Wide Web
45
Δίκτυα άνευ κλίµακας
Ανθρώπινες σχέσεις Κυτταρικός µεταβολισµόςΑεροπορικό δίκτυοΔιαδίκτυο (δροµολογητές)Παγκόσµιος ιστός (ιστοσελίδες)
Συγκεντρωτές (hubs)Αυθεντίες (authorities)
46
Ένα δίκτυο άνευ κλίµακαςΑντοχή σε τυχαίες αστοχίεςΟι πλούσιοι γίνονται πλουσιότεροι
Ευπάθεια σε συντονισµένες επιθέσεις
47
Βαθµός (degree)Οι µεσάζοντες (betweenness)Απόσταση - Εγγύτητα
Ανάλυση Κοινωνικών Δικτύων(Social Network Analysis)
48
Ανάλυση Κοινωνικών Δικτύων
Σχέσεις εµπιστοσύνης (trust)Αντικείµενο – ενασχόληση (task)Χρήµα & άλλοι πόροιΣτρατηγική & στόχοι
49
Ανάλυση µηνυµάτων ηλεκτρονικού ταχυδροµείου
From: CostasTo: John, MariaBCC: Zoe, Nikos
blind-carbon-copy
Ανάλυση Κοινωνικών Δικτύων
50
Σχέσεις από ένα e-mail
Costas
John Maria
Zoe Nikos
51
52
53
Usenet Archives
Google -> 20-year archive
| -------- Mar 1982 First mention of MTV| -------- Apr 1982 First mention of Sun Microsystems| -------- Jun 1982 First mention of Star Wars Episode 6| -------- Jul 1982 First mention of a compact disc| -------- Aug 1982 First mention of the Commodore 64| -------- Aug 1982 First mention of Appleʹs Lisa and Macintosh products| -------- Nov 1982 Early reference to emoticons| -------- Dec 1982 Announcement of first cell phone deployment in
Chicago | -------- Dec 1982 First thread about AIDS
54
NetScan
Mark SmithΟι κοινωνικές δοµές των Usenet Groups
55
Οι έξι βαθµοί του Kevin Bacon
Υπάρχει µια θεωρία πως κάθε άνθρωπος στον πλανήτη συνδέεται µε κάθε άλλο µε µια απόσταση έξι ατόµων.Stanley Millgram (Κοινωνιολόγος, 1967 – Harvard Univ.)
Νεµπράσκα Βοστόνη
Επέλεξε έναν/ µια ηθοποιό. Προσπάθησε να συνδέσεις τον ηθοποιό µε τον Kevin Baconµέσω ταινιών που συµπρωταγωνίστησαν µε άλλους ηθοποιούς µέχρι να φτάσεις στον Bacon.
Ένα παράδειγµα µε τον Elvis Presley:Elvis Presley έπαιξε στο Change of Habit (1969) µε τον Edward AsnerΟ Edward Asner έπαιξε στο JFK (1991) µε τον Kevin Bacon Άρα ο Elvis Presley έχει αριθµό Bacon 2.
Erdős–Bacon number
56
Άλλες αποστάσεις
The Oracle of Music: http://www.pumpthemusic.com/oracle/Most notable people: http://www.knover.com/Σχέσεις µεταξύ Rock stars: http://www.bandtoband.com/
57
«Δίκτυο» Συνεργατών
Κοινοί στόχοιΔιαµοιρασµός πληροφορίαςΕξασφάλιση & διαχείριση οικονοµικών πόρωνΤήρηση προγράµµατοςΣυντονισµός οµάδων.
«Δίκτυο» Τρ
οµοκρατώ
ν
58
Προβλήµατα στον εντοπισµό
Ελλιπή στοιχεία – χαµένοι κρίκοιΑσαφή όριαΔυναµική µορφή
59
Πρόβλεψη εγκληµατικών πράξεων
9/119/11
Valdis E. Krebs, CONNECTIONS 24(3): 43-52
60
61
62
Εφαρµογές της νέας επιστήµης των δικτύων
Περιορισµός εξάπλωσης ιών – επιδηµιώνΠροστασία κόµβων – οµφαλώνπ.χ. στοχευµένοι εµβολιασµοίηθικά διλήµµατα αλλά και οικονοµικές λύσεις
Ανάπτυξη δραστικότερων φαρµάκων Θωράκιση επικοινωνιακών δικτύων έναντι επιθέσεωνΔιαφηµιστικές εκστρατείες - µεταδοτικότητα εφήµερων συρµών (µόδας)……
63
Προτεινόµενα αναγνώσµατα
Barabasi, A. L. (2002) LINKED – The new science of networks, Perseus Publishing, Cambridge MassachusettsA.-L. Barabási and E. Bonabeau (2003) Scale-Free Networks. Scientific American 288, 60-69 Burnett, R. (1996) A torn page, ghosts on the computer screen, words, images, labyrinths: Exploring the frontiers of cyberspace, in G. E. Marcus (ed.).Vanevar Bush (1945) As We May Think. The Atlantic Monthly. [Διαθέσιµο στη διεύθυνση: http://www.ps.uni-sb.de/~duchier/pub/vbush/vbush.shtml]Gibson W. (1994) Ο Νευροµάντης, εκδόσεις: ΥψιλονStefik, M (1997) Internet dreams; archetypes, myths and metaphors. Cambridge, MA – London: MIT Press.Νεγροπόντης, Ν. (1995) Ψηφιακός κόσµος, µτφρ. Α. Κατσίκας, εκδόσεις: Καστανιώτη, ΑθήναΣκαρπέλος, Γ. (1999) Terra Vitrualis: Η κατασκευή του κυβερνοχώρου, εκδόσεις Νεφέλη.
64
Ευχαριστώ πολύ!
