Προηγμένα Θέματα Δικτύων Υπολογιστών

Transcript

1 Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του υποέργου 2 με τίτλο «Ανάπτυξη έντυπου εκπαιδευτικού υλικού για τα νέα Προγράμματα Σπουδών» της Πράξης «Ελληνικό Ανοικτό Πανεπιστήμιο» η οποία έχει ενταχθεί στο Επιχειρησιακό Πρόγραμμα «Εκπαίδευση και Διά Βίου Μάθηση» (ΕΠΕΔΒΜ) του ΕΣΠΑ ( ), Άξονας Προτεραιότητας 7: «Ενίσχυση της Διά Βίου Εκπαίδευσης Ενηλίκων στις 8 Περιφέρειες Σύγκλισης» με κωδικό MIS και η οποία συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο - ΕΚΤ) και από εθνικούς πόρους, μέσω του Προγράμματος Δημοσίων Επενδύσεων (ΠΔΕ) του Υ.ΠΑΙ.Θ. Προηγμένα Θέματα Δικτύων Υπολογιστών Σημείωση Το ΕΑΠ είναι υπεύθυνο για την επιμέλεια έκδοσης και την ανάπτυξη των κειμένων σύμφωνα με τη Μεθοδολογία της εξ Αποστάσεως Εκπαίδευσης. Για την επιστημονική αρτιότητα και πληρότητα των συγγραμμάτων την αποκλειστική ευθύνη φέρουν οι συγγραφείς, κριτικοί αναγνώστες και ακαδη μα ϊ κοί υπεύθυνοι που ανέλαβαν το έργο αυτό.

2 ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ Σχολή Θετικών Επιστημών και Τεχνολογίας Πρόγραμμα Σπουδών ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΞΕΙΔΙΚΕΥΣΗ ΣΤΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ Θεματική Ενότητα ΕΞΕΙΔΙΚΕΥΣΕΙΣ ΔΙΚΤΥΩΝ ΚΑΙ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ Τόμος A Προηγμένα Θέματα Δικτύων Υπολογιστών Συγγραφή ΧΡΗΣΤΟΣ ΑΝΑΓΝΩΣΤΟΠΟΥΛΟΣ Επίκουρος Καθηγητής Ιονίου Πανεπιστημίου Κριτική Ανάγνωση ΕΥΑΓΓΕΛΟΣ ΖΕΡΒΑΣ Καθηγητής ΤΕΙ Αθηνών Ακαδημαϊκός Υπεύθυνος για την ανάπτυξη του έντυπου διδακτικού υλικού του Π.Σ. ΒΑΣΙΛΕΙΟΣ ΒΕΡΥΚΙΟΣ Αναπληρωτής Καθηγητής Ελληνικού Ανοικτού Πανεπιστημίου Συντονιστής για την ανάπτυξη του έντυπου διδακτικού υλικού της Θ.Ε. ΕΥΣΤΑΘΙΟΣ ΧΑΤΖΗΕΥΘΥΜΙΑΔΗΣ Αναπληρωτής Καθηγητής Εθνικού και Καποδιστριακού Πανεπιστημίου Αθηνών Ειδικός στη Μεθοδολογία της Ανοικτής και εξ Αποστάσεως Εκπαίδευσης ΑΔΑΜΑΝΤΙΑ ΣΠΑΝΑΚΑ Γλωσσική Επιμέλεια ΣΟΦΙΑ ΑΛΕΞΑΚΗ Τεχνική Επιμέλεια Καλλιτεχνική Επιμέλεια Σελιδοποίηση opusmagnum ISBN: Κωδικός Έκδοσης: ΠΛΣ 62/A Copyright 2015 για την Ελλάδα και όλο τον κόσμο ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ Πάροδος Αριστοτέλους 18, Περιβόλα Πατρών Τηλ.: , Φαξ: To παρόν έργο πνευματικής ιδιοκτησίας προστατεύεται κατά τις διατάξεις του Ελληνικού Νόμου (Ν. 2121/1993 όπως έχει τροποποιηθεί και ισχύει σήμερα) και τις διεθνείς συμβάσεις περί πνευματικής ιδιοκτησίας. Απαγορεύεται απολύτως η άνευ γραπτής αδείας του εκδότη, κατά οποιονδήποτε τρόπο ή μέσο, αντιγραφή, φωτοανατύπωση και εν γένει αναπαραγωγή, εκμίσθωση ή δανεισμός, μετάφραση, διασκευή, αναμετάδοση στο κοινό σε οποιαδήποτε μορφή (ηλεκτρονική, μηχανική κ.λπ.) και η εν γένει εκμετάλλευση του συνόλου ή μέρους του έργου.

3 ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ Σχολή Θετικών Επιστημών και Τεχνολογίας Πρόγραμμα Σπουδών ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΞΕΙΔΙΚΕΥΣΗ ΣΤΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ Θεματική Ενότητα ΕΞΕΙΔΙΚΕΥΣΕΙΣ ΔΙΚΤΥΩΝ ΚΑΙ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ Τόμος A Προηγμένα Θέματα Δικτύων Υπολογιστών ΧΡΗΣΤΟΣ ΑΝΑΓΝΩΣΤΟΠΟΥΛΟΣ Επίκουρος Καθηγητής Ιονίου Πανεπιστημίου ΠΑΤΡΑ 2015

4 Βιογραφικό Ο Χρήστος Βασιλείου Αναγνωστόπουλος είναι Επίκουρος Καθηγητής στο Τμήμα Πληροφορικής του Ιονίου Πανεπιστημίου από το 2011, με ειδικότητα στα Δικτυοκεντρικά Πληροφοριακά Συστήματα. Είναι κάτοχος πτυχίου, μεταπτυχιακού και διδακτορικού διπλώματος (2008) του Τμήματος Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών του Εθνικού και Καποδιστριακού Πανεπιστημίου Αθηνών. Από το 2013 είναι μεταδιδακτορικός ερευνητής στο Τμήμα Επιστήμης Υπολογισμού, Πανεπιστήμιο Γλασκόβης, Σκοτία (Ηνωμένο Βασίλειο). Η έρευνά του εστιάζεται στα κατανεμημένα συστήματα, στα συστήματα κινητού και διάχυτου υπολογισμού και στις μεθόδους μηχανικής μάθησης στην επεξεργασία μεγάλου όγκου δεδομένων. Είναι μέλος των ερευνητικών ομάδων/εργαστηρίων P-COMP (Πανεπιστήμιο Αθηνών) και IDEAS (Πανεπιστήμιο Γλασκόβης). Είναι συγγραφέας περισσότερων από 80 επιστημονικών δημοσιεύσεων στα παραπάνω ερευνητικά πεδία.

5 στη Στέλλα και τη Θάλεια

6

7 Περιεχόμενα Πρόλογος ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Διαδικτυακά συστήματα και υπηρεσίες Σκοπός, Προσδοκώμενα Αποτελέσματα, Έννοιες-Κλειδιά, Εισαγωγικές Παρατηρήσεις Μοντέλο πελάτη-διακομιστή Διαδικτυακή αρχιτεκτονική δύο επιπέδων Διαδικτυακή αρχιτεκτονική τριών επιπέδων Κλήση απομακρυσμένης διαδικασίας Δίκτυα και συστήματα ομότιμων κόμβων Κατανεμημένοι πίνακες κατακερματισμού Δομημένα και αδόμητα δίκτυα ομότιμων κόμβων Το ιεραρχικό σύστημα ομότιμων κόμβων Kazaa Το δομημένο σύστημα ομότιμων κόμβων CAN Το δομημένο σύστημα ομότιμων κόμβων Chord Αδόμητα συστήματα ομότιμων κόμβων Υπηρεσίες Διαδικτύου Υπηρεσιοστραφείς αρχιτεκτονικές Λειτουργίες στις υπηρεσίες Διαδικτύου Υπηρεσίες σημασιολογικού ιστού...94 Σύνοψη...98 Λίστα Ελέγχου Γνώσεων...99 Ευρετήριο Όρων Γλωσσάρι...101

8 10 ΠΡΟΗΓΜΕΝΑ ΘΕΜΑΤΑ ΔΙΚΤΥΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ Βιβλιογραφία Οδηγός για Περαιτέρω Μελέτη Απαντήσεις σε Ασκήσεις Αυτοαξιολόγησης Απαντήσεις Δραστηριοτήτων Κατάλογος σχημάτων Κατάλογος πινάκων ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 Κινητός υπολογισμός Σκοπός, Προσδοκώμενα Αποτελέσματα, Έννοιες-Κλειδιά, Εισαγωγικές Παρατηρήσεις Εισαγωγή στον κινητό υπολογισμό Περιβάλλοντα κινητού υπολογισμού και εφαρμογές Δομή και περιορισμοί κινητού υπολογισμού Εφαρμογές και υπηρεσίες κινητού υπολογισμού Ασύρματη ανταλλαγή μηνυμάτων Κινητό εμπόριο Κινητές επιχειρηματικές εφαρμογές Κινητές εφαρμογές με κινητούς πράκτορες Πρωτόκολλο ασύρματης εφαρμογής Αρχιτεκτονική πρωτοκόλλου ασύρματης εφαρμογής WAP πύλη Διαλειτουργικότητα της WAP πύλης WAP πελάτης Διακομιστής εφαρμογών WAP Εσωτερική δομή του WAP Ασύρματη σημειογραφική γλώσσα...161

9 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ WWW αρχιτεκτονικές για συστήματα κινητού υπολογισμού Αρχιτεκτονική IBM WebExpress Αρχιτεκτονική Mobisaic Αρχιτεκτονική Mowgli Αρχιτεκτονική Rover Toolkit Αδόμητα δίκτυα κινητών τερματικών Εφαρμογές αδόμητων δικτύων κινητών τερματικών Μοντέλο λειτουργίας αδόμητων δικτύων κινητών τερματικών Δρομολόγηση σε αδόμητο δίκτυο κινητών τερματικών Πρωτόκολλο ασύρματου ελέγχου μετάδοσης Υποστήριξη κινητικότητας στον κινητό υπολογισμό Mobile IP Cellular IP Υπηρεσίες εξαρτώμενες από τη θέση Ιστορία ΥΕΘ Σύγχρονες ΥΕΘ Χαρακτηριστικά ΥΕΘ Μοντέλο αυτόματης προώθησης Αρχιτεκτονική ΥΕΘ Χωρικό περιεχόμενο και ΥΕΘ Τρόποι αναπαράστασης περιεχομένου σε ΥΕΘ Προσδιορισμός θέσης Τεχνικές προσδιορισμού θέσης Φυσική και συμβολική θέση Απόλυτη και σχετική θέση Τοπικός υπολογισμός θέσης...216

10 12 ΠΡΟΗΓΜΕΝΑ ΘΕΜΑΤΑ ΔΙΚΤΥΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ Ορθότητα και ακρίβεια Κλιμάκωση Αναγνώριση Προσδιορισμός θέσης σε εσωτερικούς χώρους Μοντέλα κινητικότητας και πρόβλεψη θέσης Μοντέλα τυχαίας κίνησης Αιτιοκρατικά μοντέλα κίνησης Υβριδικά μοντέλα κίνησης Αλγόριθμοι πρόβλεψης κινητικότητας Αλγόριθμος πρόβλεψης θέσης σε κυψελωτά δίκτυα Αλγόριθμος πρόβλεψης θέσης βάσει προεκβολής τροχιάς Σύνοψη Λίστα Ελέγχου Γνώσεων Ευρετήριο Όρων Γλωσσάρι Βιβλιογραφία Οδηγός για Περαιτέρω Μελέτη Απαντήσεις σε Ασκήσεις Αυτοαξιολόγησης Απαντήσεις Δραστηριοτήτων Κατάλογος σχημάτων ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 Διάχυτος υπολογισμός Σκοπός, Προσδοκώμενα Αποτελέσματα, Έννοιες-Κλειδιά, Εισαγωγικές Παρατηρήσεις Εισαγωγή στην έννοια του διάχυτου υπολογισμού Πληροφορία πλαισίου και πλαίσιο...276

11 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ Διάχυτος υπολογισμός Επίγνωση πληροφορίας πλαισίου Υπολογιστική ευφυΐα και επίγνωση πληροφορίας πλαισίου Αισθητήρες, ασύρματα δίκτυα αισθητήρων και ασύρματα αδόμητα δίκτυα αισθητήρων Στοιχεία ασύρματου δικτύου αισθητήρων Δομή κόμβου Παράγοντες σχεδιασμού ασύρματου δικτύου αισθητήρων Αρχιτεκτονική ασύρματου δικτύου αισθητήρων Φυσικό επίπεδο Επίπεδο ζεύξης δεδομένων Επίπεδο δικτύου Διάχυση πληροφορίας σε ασύρματο δίκτυο αισθητήρων Δεδομενοκεντρική δρομολόγηση Ιεραρχική δρομολόγηση Σύνοψη Λίστα Ελέγχου Γνώσεων Ευρετήριο Όρων Γλωσσάρι Βιβλιογραφία Οδηγός για Περαιτέρω Μελέτη Απαντήσεις σε Ασκήσεις Αυτοαξιολόγησης Απαντήσεις Δραστηριοτήτων Κατάλογος σχημάτων...346

12 14 ΠΡΟΗΓΜΕΝΑ ΘΕΜΑΤΑ ΔΙΚΤΥΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 Διαδικτυακός προγραμματισμός Σκοπός, Προσδοκώμενα Αποτελέσματα, Έννοιες-Κλειδιά, Εισαγωγικές Παρατηρήσεις Διαδικτυακός προγραμματισμός πελάτη Applets Σημειογραφική γλώσσα JavaScript Πρόσβαση βάσει διαδικτυακών προσδιοριστών πόρων Ανάγνωση διαδικτυακού περιεχομένου πόρου Διαδικτυακός προγραμματισμός διακομιστή Διαδικτυακός προγραμματισμός διαύλων Δίαυλος επικοινωνίας πελάτη Δίαυλος επικοινωνίας διακομιστή Σύνδεση με διακομιστή βάσης δεδομένων Σύνοψη Λίστα Ελέγχου Γνώσεων Ευρετήριο Όρων Γλωσσάρι Βιβλιογραφία Οδηγός για Περαιτέρω Μελέτη Απαντήσεις σε Aσκήσεις Aυτοαξιολόγησης Απαντήσεις Δραστηριοτήτων Αρκτικόλεξα ελληνικών όρων Αρκτικόλεξα αγγλικών όρων...422