ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ Σχολή Θετικών Επιστηµών και Τεχνολογίας Πρόγραµµα Σπουδών ΠΛHPOΦOPIKH Θεµατική Ενότητα ΣYΓXPONA IKTYA KAI YΠHPEΣIEΣ Τόµος A' ίκτυα Υπολογιστών ΙΙ ΓΙΩΡΓΟΣ ΦΟΥΣΚΑΣ Ειδικός Λειτουργικός Επιστήµονας ΙΤΕ ΕΙΧΗΜΥΘ ΠATPA 2005
ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ Σχολή Θετικών Επιστηµών και Τεχνολογίας Πρόγραµµα Σπουδών ΠΛHPOΦOPIKH Θεµατική Ενότητα ΣYΓXPONA IKTYA KAI YΠHPEΣIEΣ Τόµος A' IKTYA YΠOΛOΓIΣTΩN II Συγγραφή ΓΙΩΡΓΟΣ ΦΟΥΣΚΑΣ Ειδικός Λειτουργικός Επιστήµονας ΙΤΕ ΕΙΧΗΜΥΘ Kριτική Aνάγνωση ΚΩΝ/ΝΟΣ ΠΑΠΑΝ ΡΕΟΥ (ΚΕΦ. 1, 2, 3) ρ. Tηλεπληροφορικής Πανεπιστηµίου Mονάχου ΜΙΧΑΛΗΣ ΠΑΡΑΣΚΕΥΑΣ (ΚΕΦ. 4, 5) ρ. Ηλεκτρολόγος Μηχανικός και Τεχνολογίας Υπολογιστών ΦΩΤΗΣ ΛΙΟΤΟΠΟΥΛΟΣ (ΚΕΦ. 4, 5) Μέλος ΣΕΠ του ΕΑΠ Ακαδηµαϊκός Υπεύθυνος για την επιστηµονική επιµέλεια του τόµου ΑΘΑΝΑΣΙΟΣ ΣΚΟ ΡΑΣ Kαθηγητής Πληροφορικής EAΠ Επιµέλεια στη µέθοδο της εκπαίδευσης από απόσταση ΙΩΑΝΝΗΣ ΚΟΥΤΣΟΝΙΚΟΣ Γλωσσική Επιµέλεια ΡΩΞΑΝΗ ΚΑΤΣΗ Τεχνική Επιµέλεια ΓIANNHΣ ΠIKPAMENOΣ Καλλιτεχνική Επιµέλεια Σελιδοποίηση ΓIANNHΣ ΠIKPAMENOΣ Συντονισµός ανάπτυξης εκπαιδευτικού υλικού και γενική επιµέλεια των εκδόσεων ΟΜΑ Α ΕΚΤΕΛΕΣΗΣ ΕΡΓΟΥ ΕΑΠ / 1997 2005 ISBN: 960 538 577 5 Kωδικός Έκδοσης: ΠΛH 36/1 Copyright 2005 για την Ελλάδα και όλο τον κόσµο ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ Οδός Σαχτούρη 16 & Aγίου Aνδρέου, 26222 Πάτρα Τηλ.: (2610) 367336, 367355, Φαξ: (2610) 361420 Σύµφωνα µε το Ν. 2121/1993, απαγορεύεται η συνολική ή αποσπασµατική αναδηµοσίευση του βιβλίου αυτού ή η αναπαραγωγή του µε οποιοδήποτε µέσο χωρίς την άδεια του εκδότη.
ÂÚÈÂ fiìâó Πρόλογος... 11 K º π 1 µ ÛÈÎ Ú ÏÂÈÙÔ ÚÁ ÙˆÓ È ÈÎÙ ˆÓ Eισαγωγικές παρατηρήσεις... 13 1.1 Το Ethernet Προσδοκώµενα αποτελέσµατα... 16 1.1.1 Μορφές υλοποίησης ενός δικτύου Ethernet... 16 1.1.2 Η µέθοδος προσπέλασης του µέσου... 18 1.1.3 Πώς λειτουργεί ένα δίκτυο τύπου Ethernet... 19 1.2 ιασύνδεση δικτύων µε µεταγωγείς Προσδοκώµενα αποτελέσµατα... 22 1.2.1 ιασύνδεση τµηµάτων Ethernet µε µεταγωγείς... 23 1.2.2 Πώς µεταβιβάζεται η πληροφορία... 24 1.2.3 Πώς ενηµερώνεται ο πίνακας ανεύρεσης... 25 1.3 ιασύνδεση δικτύων µε δροµολογητές Προσδοκώµενα αποτελέσµατα... 27 1.3.1 Η προκαθορισµένη πύλη ενός δικτύου... 27 1.3.2 Πώς µεταβιβάζεται η πληροφορία... 29 1.3.3 ιασυνδέοντας αποµακρυσµένα δίκτυα µε δροµολογητές... 30 Σύνοψη... 33 Bιβλιογραφία... 34
6 IKTYA Y O O I TøN II K º π 2 appleúˆùfiîôïï ÙÔ È ÈÎÙ Ô Eισαγωγικές παρατηρήσεις... 35 2.1 Το πρωτόκολλο IP Προσδοκώµενα αποτελέσµατα... 37 2.1.1 Παράδοση αυτοδύναµων πακέτων... 38 2.1.2 Η µορφή του πακέτου IP... 39 2.1.3 Κατάτµηση και συναρµολόγηση πακέτων IΡ... 41 2.2 Η διευθυνσιοδότηση στα δίκτυα IP Προσδοκώµενα αποτελέσµατα... 46 2.2.1 Η µορφή της διεύθυνσης IP... 48 2.2.2 Οι κατηγορίες των διευθύνσεων IP... 49 2.2.3 Υποδίκτυα IP... 51 2.3 Άλλα πρωτόκολλα του ιαδικτύου Προσδοκώµενα αποτελέσµατα... 58 2.3.1 Το πρωτόκολλο ARP... 59 2.3.2 Τα πρωτόκολλα RARP, BOOTP και DHCP... 63 2.3.3 Το πρωτόκολλο ICMP... 67 2.3.4 ιάφορα πρωτόκολλα επιπέδου εφαρµογής... 69 2.4 Το πρωτόκολλο IP επόµενης γενιάς (IPv6) Προσδοκώµενα αποτελέσµατα... 72 2.4.1 Οι βελτιώσεις του IPv6... 73 2.4.2 Η µορφή του πακέτου IPv6... 74 2.5 Ασφάλεια στο Πρωτόκολλο ιαδικτύου (IPsec) Προσδοκώµενα αποτελέσµατα... 76 Σύνοψη... 82 Bιβλιογραφία... 83
EPEXOMENA 7 K º π 3 ÂÊ ÚˆÛË Î È ÚÔÌÔÏfiÁËÛË Eισαγωγικές παρατηρήσεις... 85 3.1 Γεφύρωση Προσδοκώµενα αποτελέσµατα... 87 3.1.1 Το πρόβληµα εµφάνισης βρόχων στη διασύνδεση δικτύων... 88 3.1.2 Ο αλγόριθµος του δένδρου επικάλυψης... 89 3.2 Οι γενικές αρχές της δροµολόγησης Προσδοκώµενα αποτελέσµατα... 96 3.2.1 Το µοντέλο θεώρησης ενός δικτύου... 96 3.2.2 Οι βασικοί σχεδιαστικοί στόχοι... 100 3.2.3 Οι τύποι των αλγόριθµων δροµολόγησης... 100 3.3 ύο αλγόριθµοι δροµολόγησης Προσδοκώµενα αποτελέσµατα... 107 3.3.1 Ο αλγόριθµος των Bellman Ford... 107 3.3.2 Ο αλγόριθµος του Dijkstra... 109 Σύνοψη... 113 Bιβλιογραφία... 114 K º π 4 appleúˆùfiîôïï ÚÔÌÔÏfiÁËÛË ÙÔ È ÈÎÙ Ô Eισαγωγικές παρατηρήσεις... 115 4.1 Το πρωτόκολλο RIP Προσδοκώµενα αποτελέσµατα... 118 4.1.1 Τα βασικά χαρακτηριστικά του πρωτοκόλλου... 119 4.1.2 Η µορφή των πακέτων RIP... 120 4.2 Το πρωτόκολλο OSPF
8 IKTYA Y O O I TøN II Προσδοκώµενα αποτελέσµατα... 125 4.2.1 Τα βασικά χαρακτηριστικά του πρωτοκόλλου... 126 4.2.2 Η µορφή των πακέτων OSPF... 128 4.3 ιατοµεακή δροµολόγηση χωρίς την κατηγοριοποίηση των διευθύνσεων IP Προσδοκώµενα αποτελέσµατα... 133 4.3.1 Αναφορά δικτύων χωρίς την κατηγοριοποίηση διευθύνσεων IP (CIDR)... 135 4.3.2 Συσσωµάτωση δικτύων... 136 4.4 Το πρωτόκολλο BGP Προσδοκώµενα αποτελέσµατα... 138 4.4.1 ιευθυνσιοδότηση των αυτόνοµων συστηµάτων... 139 4.4.2 Τα βασικά χαρακτηριστικά του πρωτοκόλλου... 140 4.4.3 Οι ιδιότητες των διαδροµών BGP... 143 4.4.4 Η επιλογή διαδροµής στο BGP... 147 Σύνοψη... 150 Bιβλιογραφία... 152 K º π 5 appleúˆùfiîôïï ÌÂÙ ÊÔÚ ÙÔ È ÈÎÙ Ô Eισαγωγικές παρατηρήσεις... 153 5.1 Το πρωτόκολλο UDP Προσδοκώµενα αποτελέσµατα... 156 5.1.1 Οι θύρες πρωτοκόλλου µεταφοράς... 156 5.1.2 Η µορφή των µηνυµάτων UDP... 158 5.2 Το πρωτόκολλο TCP Προσδοκώµενα αποτελέσµατα... 161 5.2.1 Τα βασικά χαρακτηριστικά του TCP... 161
EPEXOMENA 9 5.2.2 Η µορφή των µηνυµάτων TCP... 164 5.2.3 Η εγκαθίδρυση και ο τερµατισµός µίας σύνδεσης TCP... 167 5.2.4 Ο µηχανισµός ολισθαίνοντος παραθύρου στο TCP... 172 5.2.5 Ο έλεγχος συµφόρησης δικτύου στο TCP... 175 Σύνοψη... 187 Bιβλιογραφία... 189 Aπαντήσεις Aσκήσεων Aυτοαξιολόγησης... 191 Eνδεικτικές Aπαντήσεις ραστηριοτήτων... 223