Μάθημα: Δίκτυα Υπολογιστών ΙΙ (Γ Τάξη Τομέας Πληροφορικής ΕΠΑ.Λ.) Το σχολικό βιβλίο σε μορφή ΕρωτήσεωνΑπαντήσεων

Μάθημα: Δίκτυα Υπολογιστών ΙΙ (Γ Τάξη Τομέας Πληροφορικής ΕΠΑ.Λ.) Το σχολικό βιβλίο σε μορφή ΕρωτήσεωνΑπαντήσεων Εκπαιδευτικός: Μπασιακούρα Αριστέα (Τομεάρχης Πληροφορικής 1ου ΕΚ Καρδίτσας Εκπαιδευτικός 2ου ΕΠΑΛ Καρδίτσας)

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ Κεφάλαιο 6: Δίκτυα Ευρείας Περιοχής Εισαγωγή 6.1 Επεκτείνοντας το δίκτυο 6.2 Επιλεγόμενες τηλεφωνικές γραμμές 6.5 ISDN 6.8 xdsl Κεφάλαιο 7: Διαδικτύωση-Internet Εισαγωγή 7.1 Επίπεδο δικτύου 7.2 Τεχνολογία TCP/IP 7.3 Πρωτόκολλο TCP 7.4 Πρωτόκολλο UDP 7.5 Πρωτόκολλο IP 7.6 Διευθυνσιοδότηση 7.7 Πρωτόκολλο ARP 7.8 Σύστημα Ονομάτων Περιοχών (Domain Name System, DNS) 7.9 Δρομολόγηση 7.11 Πρωτόκολλα Εφαρμογής Κεφάλαιο 8: Διαχείριση και Ασφάλεια Δικτύου Εισαγωγή 8.1 Διαχείριση Δικτύου 8.3 Ασφάλεια Δικτύων Σελίδα 1 από 81

Κεφάλαιο 6: Δίκτυα Ευρείας Περιοχής Εισαγωγή. Μάθημα 6.1: Επεκτείνοντας το δίκτυο 1. Τι περιορισμό έχουν τα τοπικά δίκτυα και ποια ανάγκη δημιούργησε την ανάπτυξη των δικτύων WAN; Τα τοπικά δίκτυα (LAN) έχουν τον περιορισμό της απόστασης. Τα WAN (δίκτυα ευρείας περιοχής) δημιουργήθηκαν για να καλύψουν μεγαλύτερες αποστάσεις από τα LAN (στα όρια μιας χώρας, μιας ηπείρου, ολόκληρου του κόσμου), με επαρκή κάθε φορά απόδοση.! - Μέσω ενός WAN είναι δυνατή η διασύνδεση των απομακρυσμένων LAN εταιριών ή οργανισμών. - Στα WAN χρησιμοποιείται ειδικός εξοπλισμός και τεχνολογίες μετάδοσης 2. Ποια στοιχεία χρησιμοποιούνται για την ανάπτυξη των δικτύων WAN και τι είδους συνδέσεις χρησιμοποιούνται συνήθως; Α. Στοιχεία: modem Γέφυρες Μεταγωγείς Δρομολογητές Πύλες Β. Συνδέσεις (γραμμές): Δίκτυα μεταγωγής κυκλώματος Δίκτυα μεταγωγής πακέτου Οπτικές ίνες Μικροκυματικές συνδέσεις Δορυφορικές συνδέσεις Συστήματα καλωδιακής τηλεόρασης 3. Το WAN ως προς τον χρήστη λειτουργεί διαφορετικά από το LAN; Στο χρήστη ένα WAN εμφανίζεται να λειτουργεί όπως ένα LAN. 4. Γιατί μια εταιρία συνήθως νοικιάζει τις γραμμές WAN από έναν τηλεπικοινωνιακό φορέα; Επειδή είναι για την εταιρεία αρκετά δύσκολο να εγκαταστήσει και να διαχειριστεί από μόνη της τις γραμμές WAN. Ο τηλεπικοινωνιακός φορέας διαθέτει την απαραίτητη σε εξοπλισμό και γεωγραφική εξάπλωση υποδομή. 5. Ποιες τεχνολογίες χρησιμοποιούνται στις υπηρεσίες δικτύων ευρείας περιοχής (υπηρεσίες WAN); Ποιες από αυτές είναι οι παραδοσιακές και ποιες οι πιο πρόσφατες; Α. Παραδοσιακές Επιλεγόμενες τηλεφωνικές γραμμές (PSTN) Μόνιμες ή μισθωμένες τηλεφωνικές γραμμές Χ.25 B. Πρόσφατες Σελίδα 2 από 81

ISDN Frame Relay ATM xdsl Λέξεις που πρέπει να θυμάσαι: Υπηρεσίες δικτύων ευρείας περιοχής (υπηρεσίες WAN), επιλεγόμενες τηλεφωνικές γραμμές, μόνιμες ή μισθωμένες γραμμές, Χ.25, παραδοσιακές τεχνολογίες, Frame Relay, ISDN, ATM, xdsl, πρόσφατες τεχνολογίες. Σελίδα 3 από 81

Μάθημα 6.2: Επιλεγόμενες τηλεφωνικές γραμμές 1. Πώς λέγεται το δίκτυο που χρησιμοποιείται για τη γνωστή μας τηλεφωνία; Μπορεί να χρησιμοποιηθεί και για την επικοινωνία των υπολογιστών; Το δίκτυο που χρησιμοποιείται για τη γνωστή μας τηλεφωνία λέγεται δημόσιο τηλεφωνικό δίκτυο μεταγωγής (PSTN). Το PSTN εκτός από την επικοινωνία τηλεφωνικών συσκευών μπορεί να χρησιμοποιηθεί και για την επικοινωνία υπολογιστών.!οι γραμμές του PSTN λέγονται επιλεγόμενες τηλεφωνικές γραμμές 2. Ποιες συσκευές είναι απαραίτητες για τη μεταφορά δεδομένων στο δίκτυο PSTN και γιατί; Στο δίκτυο PSTN οι απαραίτητες συσκευές είναι τα (dial-up) modems. Τα modems μετατρέπουν τα ψηφιακά δεδομένα του υπολογιστή-αποστολέα σε αναλογικό σήμα και το αντίστροφο στον παραλήπτη. 3. Ποια είναι η μέγιστη ταχύτητα ροής δεδομένων στο δίκτυο PSTN; Είναι 56 Kbps. Σελίδα 4 από 81

4. Ποια είναι τα πλεονεκτήματα, τα μειονεκτήματα και οι βασικές χρήσεις των επιλεγόμενων τηλεφωνικών γραμμών; (*Πανελλήνιες Εξετάσεις 2010*) Είναι τα εξής: Πλεονεκτήματα Μειονεκτήματα Μικρό κόστος Μικρή ταχύτητα Υψηλή διαθεσιμότητα Χρήσεις Εφαρμογές χωρίς απαιτήσεις υψηλής ταχύτητας (π.χ. πρόσβαση στο Διαδίκτυο) Μεταβλητή και Απομακρυσμένη χαμηλή ποιότητα και πρόσβαση (π.χ. αξιοπιστία κόμβου σε τοπικό δίκτυο) Τηλεργασία Εφεδρική γραμμή μιας μόνιμης, αν αυτή παρουσιάσει κάποια βλάβη Λέξεις που πρέπει να θυμάσαι: Επιλεγόμενες τηλεφωνικές γραμμές, Δημόσιο Τηλεφωνικό Δίκτυο Μεταγωγής (PSTN), modem. Σελίδα 5 από 81

Μάθημα 6.5: ISDN 1. Ποια μειονεκτήματα έχει η ανάπτυξη ξεχωριστών δικτύων για κάθε υπηρεσία;!φωνή, εικόνα, δεδομένα Λόγω του ποικίλου και διαφορετικού εξοπλισμού που χρησιμοποιεί η κάθε τεχνολογία είναι τα ακόλουθα: Μεγάλο διαχειριστικό κόστος για τον τηλεπικοινωνιακό φορέα. Μεγάλο κόστος για τον χρήστη. Αποθάρρυνση της εμπορικής ανάπτυξης. 2. Ποια υποδομή χρησιμοποιεί το ISDN για τη μεταφορά δεδομένων; Τι δεδομένα μπορούν να μεταδίδονται με ISDN και τι μορφή παίρνει η πληροφορία; Υποδομή: Υπάρχοντα δισύρματα τηλεφωνικά καλώδια. Είδος μεταδιδόμενης πληροφορίας: Φωνή, εικόνα και δεδομένα. Μορφή πληροφορίας: Ψηφιακή μορφή.!isdn=ψηφιακό Δίκτυο Ενοποιημένων/Ολοκληρωμένων Υπηρεσιών 3. Ποια είναι τα βασικά στοιχεία του ISDN; (*Πανελλήνιες Εξετάσεις 2012*) Είναι τα ακόλουθα: Η μετάδοση από άκρη σε άκρη μέσα από αυτό είναι ψηφιακή. Η σηματοδοσία μεταφέρεται από ένα ξεχωριστό (λογικό) κανάλι. Σηματοδοσία είναι όλα τα βοηθητικά σήματα με τα οποία διαχειριζόμαστε μια επικοινωνία (έναρξη, κλήση, κουδούνισμα κ.τ.λ.). Η ενιαία και πολλαπλού σκοπού διασύνδεση των χρηστών στο δίκτυο. Ένας χρήστης μπορεί να απολαμβάνει όλες τις υπηρεσίες του δικτύου μέσω της ίδιας πρίζας. 4. Τι είναι η σηματοδοσία στο ISDN; Σηματοδοσία στο ISDN είναι όλα τα βοηθητικά σήματα με τα οποία διαχειριζόμαστε μια επικοινωνία (έναρξη, κλήση, κουδούνισμα κ.τ.λ.). 5. Τι εννοούμε όταν λέμε ότι το ISDN προσφέρει ενιαία και πολλαπλού σκοπού διασύνδεση των χρηστών στο δίκτυο; Εννοούμε ότι ένας χρήστης μπορεί να απολαμβάνει όλες τις υπηρεσίες του δικτύου μέσω της ίδιας πρίζας. 6. Πόσους και ποιους τύπους πρόσβασης παρέχει το δίκτυο ISDN (ονομαστικά); Είναι οι ακόλουθοι 2(δύο): Διεπαφή βασικού ρυθμού πρόσβασης (BRI) Διεπαφή πρωτεύοντος ρυθμού πρόσβασης (PRI) Σελίδα 6 από 81

7. Τι είναι η διεπαφή βασικού ρυθμού (BRI) και ποια τα χαρακτηριστικά της; (*Πανελλήνιες Εξετάσεις 2013*) Τα χαρακτηριστικά της διεπαφής βασικού ρυθμού είναι τα ακόλουθα: Αποτελείται από 2 (δύο) (λογικά) κανάλια Β των 64 Kbps, για τη μεταφορά ψηφιοποιημένης φωνής και δεδομένων και 1 (ένα) κανάλι D των 16 Κbps για σηματοδοσία. Οι τηλεπικοινωνιακοί φορείς δίνουν τη δυνατότητα στους χρήστες να χρησιμοποιούν το 1 ή και τα δύο κανάλια Β για τη μετάδοση δεδομένων. Η μέγιστη ταχύτητά της είναι 144 Kbps. 8. Τι είναι η διεπαφή πρωτεύοντος ρυθμού (PRI) και ποια τα χαρακτηριστικά της; Τα χαρακτηριστικά της διεπαφής πρωτεύοντος ρυθμού είναι τα ακόλουθα: Αποτελείται στην Ευρώπη από 30 Β κανάλια και 1 D (όλα των 64 Kbps), ενώ στη Β. Αμερική και Ιαπωνία από 23 Β κανάλια και 1 D (όλα των 64 Kbps). Στην Ευρώπη στα 30Β+1D κανάλια προστίθεται άλλο ένα κανάλι των 64 Kbps για πλαισίωση (framing) και συντήρηση του δικτύου. Έτσι έχουμε συνολική ταχύτητα 2,048 Mbps, που είναι η ταχύτητα της ψηφιακής μισθωμένης γραμμής Ε1. Στη Β. Αμερική και Ιαπωνία στα 23Β+1D κανάλια προστίθεται άλλο ένα κανάλι των 8 Kbps για πλεονασμό. Έτσι έχουμε συνολική ταχύτητα 1,544 Mbps, που είναι η ταχύτητα της ψηφιακής μισθωμένης γραμμής Τ1. Σελίδα 7 από 81

9. Τι γνωρίζετε για τη συσκευή τερματισμού δικτύου (ΝΤ1); Τι είναι ο τερματικός προσαρμογέας (ΤΑ); Η συσκευή τερματισμού δικτύου ΝΤ1 τοποθετείται από τον τηλεπικοινωνιακό φορέα στο χώρο του χρήστη, με σκοπό να συνδέσει τον εξοπλισμό του χρήστη στο δίκτυο ISDN. Μετά η κίνηση δρομολογείται μέσα από το δίκτυο του τηλεπικοινωνιακού φορέα (με τεχνικές μεταγωγής κυκλώματος, πακέτου κ.α.). Η σύνδεση χρήστη-τηλεπικοινωνιακού φορέα γίνεται χρησιμοποιώντας την υπάρχουσα τηλεφωνική υποδομή του χρήστη (συνδρομητικός βρόχος). Στη συσκευή ΝΤ1 μπορούν να συνδεθούν μέχρι 8 συσκευές σε απόσταση 150 μέτρων. Οι συσκευές αυτές μπορεί να είναι ψηφιακές (π.χ. ISDN τηλέφωνο, ISDN δρομολογητής, εικονοτηλέφωνο, fax ομάδας 4) ή αναλογικές (π.χ. απλό τηλέφωνο, απλό τερματικό, fax ομάδας 3). Οι αναλογικές συσκευές δεν συνδέονται άμεσα στη συσκευή ΝΤ1, αλλά μέσω μιας συσκευής που λέγεται τερματικός προσαρμογέας (TA). 10. Για περισσότερα από ένα κανάλια Β στη σύνδεση ISDN χρειαζόμαστε και περισσότερα δισύρματα καλώδια; Αν όχι γιατί; Δεν χρειαζόμαστε, γιατί τα κανάλια Β είναι λογικά και όχι φυσικά. Επομένως περισσότερα από ένα κανάλια Β στη σύνδεση ISDN έχουν ως συνέπεια μεγαλύτερη ταχύτητα και όχι πιο χονδρά καλώδια. 11. Πού μπορεί να χρησιμοποιηθεί ο συνδυασμός βασικού και πρωτεύοντος ρυθμού στη σύνδεση ISDN; Μπορεί να χρησιμοποιηθεί στη δημιουργία WAN με μία κεντρική θέση και πολλές περιφερειακές. Για την πρόσβαση στις περιφερειακές θέσεις μπορούν να χρησιμοποιηθούν συνδέσεις BRI. Για την πρόσβαση των περιφερειακών θέσεων στην κεντρική θέση μπορεί να χρησιμοποιηθεί μία σύνδεση PRI. Η κεντρική θέση-υπολογιστής μπορεί να επικοινωνεί ταυτόχρονα με 30 διαφορετικές απομακρυσμένες θέσεις-υπολογιστές (23 αντίστοιχα για Β. Αμερική και Ιαπωνία). Σελίδα 8 από 81

12. Ποια είναι τα είδη του ISDN; Στενής ζώνης (Ν-ISDN). Διακρίνεται σε BRI και PRI. Ευρείας ζώνης (Β-ISDN): Χρησιμοποιεί οπτικές ίνες. 13. Ποια είναι τα πλεονεκτήματα, τα μειονεκτήματα και οι βασικές χρήσεις του ISDN; Είναι τα εξής: Πλεονεκτήματα Μειονεκτήματα Χρήσεις Κόστος ανάλογo με Μικρή την κίνηση διαθεσιμότητα Σποραδική κίνηση που περιλαμβάνει φωνή, εικόνα, δεδομένα Χρησιμοποιεί την Ακριβό για συνεχή Εφεδρική γραμμή υπάρχουσα υποδομή μετάδοση δεδομένων μιας μισθωμένης (μαζί με τις ασύγχρονες επιλεγόμενες τηλεφωνικές γραμμές) Γρήγορη εγκατάσταση σύνδεσης Μεταφέρει φωνή, εικόνα, δεδομένα Ιδανική ως εφεδρική γραμμή μιας μισθωμένης Λέξεις που πρέπει να θυμάσαι: Ψηφιακό Δίκτυο Ενοποιημένων Υπηρεσιών (ISDN), κλασικό τηλεφωνικό δίκτυο (POTS), σηματοδοσία, ISDN στενής ζώνης, διεπαφή βασικού ρυθμού (BRI), διεπαφή πρωτεύοντος ρυθμού (PRI), συσκευή τερματισμού δικτύου ISDN (ΝΤ1), τερματικός προσαρμογέας (TA), ISDN ευρείας ζώνης. Σελίδα 9 από 81

Μάθημα 6.8: xdsl 1. Ποια υπάρχουσα υποδομή χρησιμοποιεί η τεχνολογία xdsl; (Τι είναι ο συνδρομητικός βρόχος;) Χρησιμοποιεί τα χάλκινα συνεστραμμένα ζεύγη καλωδίων που συνδέουν κάθε σπίτι ή επιχείρηση με τον τηλεπικοινωνιακό φορέα (local loop, τοπικός ή συνδρομητικός βρόχος).!dsl=ψηφιακή συνδρομητική γραμμή 2. Τι σημαίνει το x στο xdsl και ποιας τεχνολογίας είναι παραλλαγή το DSL; Σημαίνει το σύνολο των διαφορετικών τεχνολογιών, μέλη του οποίου συνόλου είναι οι ακόλουθες τεχνολογίες: ADSL ADSL Lite RADSL SDSL HDSL VDSL Το DSL είναι παραλλαγή της ψηφιακής συνδρομητικής γραμμής δηλαδή της γραμμής ISDN-BRI (2 κανάλια Β των 64 Kbps και 1 κανάλι D των 16 Kbps)!Υπάρχουν ακόμη και οι τεχνολογίες UDSL (από την οποία προέκυψε το HDSL), το CDSL που είναι όμοιο με το ADSL Lite(G.Lite) και το IDSL που έχει ταχύτητα ίση με ISDN-BRI 3. Τι ταχύτητες υποστηρίζει η τεχνολογία xdsl και τι είδους γραμμές χρησιμοποιεί; Η τεχνολογία xdsl υποστηρίζει πολύ υψηλές ταχύτητες (της τάξης των Mbps) και χρησιμοποιεί αφόρτιστες μισθωμένες γραμμές χωρίς χρήση ενισχυτών ή επαναληπτών. Σελίδα 10 από 81

4. Τι γνωρίζετε για τη συσκευή τερματισμού στο xdsl; Σε κάθε άκρο της σύνδεσης xdsl υπάρχει συσκευή τερματισμού. Η συσκευή αυτή λέγεται baseband modem (modem βασικής ζώνης). Λειτουργεί όπως το απλό modem, δηλαδή μετατρέπει ροή ψηφιακού σήματος σε αναλογικό σήμα υψηλού ρυθμού. 5. Ποια βασική απαίτηση ως προς την τηλεφωνική γραμμή θέτει η τεχνολογία xdsl; Η βασική απαίτηση που θέτει η τεχνολογία xdsl είναι η τηλεφωνική γραμμή που χρησιμοποιείται να μην χρησιμοποιεί πηνία φόρτισης, τα οποία περιορίζουν το εύρος ζώνης της γραμμής στη ζώνη συχνοτήτων 3KHz-8KHz. Κανονικά τα πηνία φόρτισης χρησιμοποιούνται στο συνδρομητικό βρόχο για να βελτιώσουν την ποιότητά του. 6. Σε πόσα κανάλια χωρίζεται το εύρος ζώνης στην τεχνολογία xdsl και για ποιο σκοπό χρησιμοποιείται το καθένα από αυτά; (*Πανελλήνιες Εξετάσεις 2012*) Το εύρος ζώνης του συνδρομητικού βρόχου χωρίζεται σε τρία κανάλια: Ένα για τη μετάδοση φωνής. Ένα για τη μετάδοση δεδομένων προς τα πάνω (upstream) (από το χρήστη). Ένα για τη μετάδοση δεδομένων προς τα κάτω (downstream) (προς το χρήστη). 7. Τι είναι η συμμετρική (*Πανελλήνιες Εξετάσεις 2012*) και η ασύμμετρη μετάδοση δεδομένων; Να αναφέρετε ποιες από τις παραλλαγές της τεχνολογίας DSL είναι συμμετρικές και ποιες ασύμμετρες. Για ποιο σκοπό θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί η συμμετρική και η ασύμμετρη μετάδοση; Στη συμμετρική μετάδοση έχουμε ίδια ταχύτητα μετάδοσης και λήψης δεδομένων, ενώ στην ασύμμετρη μετάδοση διαφορετική. Συμμετρικές είναι οι τεχνολογίες HDSL και SDSL, ενώ ασύμμετρες είναι οι τεχνολογίες ADSL, ADSL Lite, και VDSL. Η συμμετρική μετάδοση μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τηλεδιάσκεψη και ως υποκατάστατο των γραμμών Ε1/Τ1, ενώ η ασύμμετρη μετάδοση για πρόσβαση σε ιστοσελίδες (όπου έχουμε μεγαλύτερη ταχύτητα λήψης δεδομένων από αποστολής δεδομένων). 8. Από ποιους παράγοντες εξαρτάται η ταχύτητα που επιτυγχάνεται σε μία σύνδεση xdsl; Εξαρτάται από την απόσταση (μήκος συνδρομητικού βρόχου), καθώς και από τη διατομή (διάμετρο) των καλωδίων που χρησιμοποιούνται.! Εξαρτάται επίσης από το επίπεδο των ηλεκτρικών παρεμβολών 9. Ποιες παραλλαγές της τεχνολογίας DSL γνωρίζετε και σε ποιες περιπτώσεις χρησιμοποιείται η κάθε μία από αυτές; Για την πρόσβαση στο Διαδίκτυο μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε ADSL και ADSL Lite. Για εφαρμογές πολύ υψηλής ταχύτητας (π.χ. πολυμεσικές εφαρμογές Internet, τηλεόραση υψηλής ευκρίνειας), μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε VDSL. Για τη διασύνδεση τοπικών δικτύων (αντί των ψηφιακών γραμμών Ε1/Τ1), μπορεί να χρησιμοποιηθούν οι συμμετρικές τεχνολογίες SDSL και HDSL. Σελίδα 11 από 81

10. Ποια παραλλαγή της τεχνολογίας DSL έχει τη μεγαλύτερη κάλυψη και ποια την μεγαλύτερη ταχύτητα; Μεγαλύτερη κάλυψη (απόσταση) έχει η τεχνολογία ADSL Lite (7,5 Km), ενώ μεγαλύτερη ταχύτητα έχει η τεχνολογία VDSL (52 Mbps)!ADSL: Μέγιστη ταχύτητα 8Μbps/1,5Mbps στα 3Km ADSL Lite: Μέγιστη ταχύτητα 1Mbps/384Kbps στα 6,6-7,5Km VDSL: Μέγιστη ταχύτητα 13-52bps/1,5-2,3Mbps στα 0,3-1,4Km SDSL: Μέγιστη ταχύτητα 2Mbps(Ε1) ή 1,5Mbps(Τ1) για μέγιστη απόσταση 3Km HDSL: Μέγιστη ταχύτητα 2Mbps(Ε1-2 ζεύγη) ή 1,5Mbps(Τ1-3 ζεύγη) για μέγιστη απόσταση 3,5-4,5Km RADSL: 640Kbps-2,2Mbps/272Kbps-1,088Mbps 11. Ποια είναι τα πλεονεκτήματα, τα μειονεκτήματα και οι βασικές χρήσεις της τεχνολογίας xdsl; Είναι τα εξής: Πλεονεκτήματα Χρησιμοποιεί υπάρχουσα υποδομή Πολύ ταχύτητες Μειονεκτήματα την Μικρή απόσταση υψηλές Χαμηλό κόστος εγκατάστασης και λειτουργίας Μετάδοση φωνής και δεδομένων μέσα από την ίδια τηλεφωνική γραμμή Χρήσεις Πρόσβαση στο Διαδίκτυο, σε ενδοδίκτυα, VoIP (τηλεφωνία πάνω από IP) Υποκατάστατο γραμμών Ε1/Τ1, διασύνδεση τοπικών δικτύων Βίντεο κατά παραγγελία, τηλεόραση υψηλής ευκρίνειας Λέξεις που πρέπει να θυμάσαι: xdsl, συνδρομητικός βρόχος, ADSL, ADSL Lite, RADSL, HDSL, SDSL, VDSL, baseband modem, μετάδοση δεδομένων προς τα πάνω (upstream), μετάδοση δεδομένων προς τα κάτω (downstream), συμμετρική μετάδοση δεδομένων, ασύμμετρη μετάδοση δεδομένων, τηλεφωνία πάνω από IP (VoIP), βίντεο κατά παραγγελία (VoD), τηλεόραση υψηλής ευκρίνειας (HDTV). Σελίδα 12 από 81

Κεφάλαιο 7: Διαδικτύωση-Internet Εισαγωγή. Μάθημα 7.1: Επίπεδο δικτύου 1. Με τι ασχολείται το επίπεδο δικτύου του μοντέλου OSI; Ποιες συσκευές συμμετέχουν στη διαδικασία παράδοσης ενός πακέτου στον τελικό του προορισμό; Το επίπεδο δικτύου ασχολείται με τη μεταφορά των πακέτων από ένα τελικό υπολογιστή(host) σε ένα άλλο και τον καθορισμό της διαδρομής που θα ακολουθήσουν τα πακέτα αυτά (δρομολόγηση των πακέτων). Οι ενδιάμεσοι κόμβοι είναι οι συσκευές που συμμετέχουν στη διαδικασία παράδοσης ενός πακέτου στον τελικό του προορισμό. 2. Ποιο είναι το χαμηλότερο επίπεδο στο μοντέλο OSI που ασχολείται με την από άκρο σε άκρο επικοινωνία και τι αυτό παρέχει; Το επίπεδο δικτύου είναι το χαμηλότερο επίπεδο του μοντέλου OSI που ασχολείται με την από άκρο σε άκρο επικοινωνία. Το επίπεδο δικτύου παρέχει μια νοητή (λογική) γραμμή επικοινωνίας μεταξύ δύο τελικών υπολογιστών, που συνδέονται μέσω κάποιου (δια)δικτύου. 3. Η λειτουργικότητα των ενδιάμεσων κόμβων μέχρι ποιο επίπεδο θα πρέπει να φτάνει; Οι τελικοί υπολογιστές πρέπει να έχουν όλα τα επίπεδα του μοντέλου OSI, ενώ οι ενδιάμεσοι κόμβοι πρέπει να έχουν τουλάχιστον μέχρι και το επίπεδο δικτύου. Σελίδα 13 από 81

4. Τι ονομάζεται επικοινωνιακό υποδίκτυο (υποδίκτυο επικοινωνίας) και ποιο είναι το έργο του; (*Πανελήνιες Εξετάσεις 2011*) Επικοινωνιακό υποδίκτυο ονομάζεται το σύνολο των ενδιάμεσων κόμβων (επικοινωνιακών κόμβων ή δρομολογητών) που εξασφαλίζουν την επικοινωνία μεταξύ των τελικών υπολογιστών. Το έργο του είναι η μεταφορά πακέτων από τον τελικό υπολογιστήαποστολέα στον τελικό υπολογιστή-παραλήπτη. 5. Με ποιο τρόπο γίνεται ο λογικός διαχωρισμός μεταξύ των καθαρά επικοινωνιακών θεμάτων και θεμάτων εφαρμογών; Σε ένα διαδίκτυο με τα καθαρά επικοινωνιακά θέματα ασχολείται το επικοινωνιακό υποδίκτυο, ενώ με τις εφαρμογές ασχολούνται οι τελικοί υπολογιστές. 6. Σε τι στοιχεία βασίζεται η απόφαση του επιπέδου δικτύου κάθε κόμβου για τη διαδρομή που θα ακολουθήσει ένα πακέτο; Ποιο είναι το επιδιωκόμενο; Βασίζεται σε στοιχεία για: α. Την τοπολογία του δικτύου. (!τρόπος που συνδέονται οι κόμβοι) β. Την κατάσταση των γραμμών του. (!βλάβες, υπερφόρτωση κ.α.) Το επιδιωκόμενο είναι να επιλέγεται κάθε φορά η καλύτερη (βέλτιστη) διαδρομή. Μια γραμμή είναι η καλύτερη αν: α. Είναι η συντομότερη. β. Εξασφαλίζει ομοιόμορφη φόρτιση των γραμμών του επικοινωνιακού υποδικτύου. Δηλαδή δεν πρέπει να παρατηρείται το φαινόμενο ορισμένες γραμμές του επικοινωνιακού υποδικτύου να είναι υπερφορτωμένες και άλλες άδειες. Σελίδα 14 από 81

7. Σε ποιο επίπεδο του μοντέλου OSI πρέπει να δώσει υπηρεσίες το επίπεδο δικτύου; Τι είδους υπηρεσίες δίνει; Το επίπεδο δικτύου δίνει υπηρεσίες στο επίπεδο μεταφοράς. Αυτές είναι: Με σύνδεση (προσανατολισμένες σε σύνδεση) (π.χ. Χ.25,ATM, FR). Χωρίς σύνδεση (π.χ. Internet); 8. Ποιες διαφορετικές φιλοσοφίες μπορεί να ακολουθεί η εσωτερική οργάνωση του επικοινωνιακού υποδικτύου; Με : α) Νοητά κυκλώματα (VCs) και β) Αυτοδύναμα πακέτα (datagrams) 9. Να περιγράψετε τα επικοινωνιακά υποδίκτυα με νοητά κυκλώματα. (*Πανελλήνιες Εξετάσεις 2014*) α. Κυρίως χρησιμοποιούνται για υπηρεσίες με σύνδεση. β. Πριν γίνει μια μετάδοση δεδομένων(σύνδεση), αποφασίζεται ποια διαδρομή θα ακολουθήσουν όλα τα πακέτα της σύνδεσης. Δηλαδή όλα τα πακέτα ακολουθούν την ίδια διαδρομή. Η διαδρομή αυτή λέγεται νοητό κύκλωμα. γ. Οι ενδιάμεσοι κόμβοι θα πρέπει να θυμούνται σε ποιο κόμβο θα προωθήσουν τα πακέτα της ίδιας σύνδεσης, προκειμένου να ακολουθήσουν το ίδιο νοητό κύκλωμα. δ. Για το λόγο αυτό, κάθε ενδιάμεσος κόμβος του υποδικτύου έχει έναν πίνακα προώθησης (νοητών κυκλωμάτων). Ο πίνακας αυτός έχει 4 στήλες (κόμβος εισόδου, VC εισόδου, κόμβος εξόδου, VC εξόδου) και τόσες γραμμές όσες τα νοητά κυκλώματα που περνάνε από αυτόν. ε. Ο αριθμός VC (νοητού κυκλώματος) είναι ένας αναγνωριστικός αριθμός που δίνεται σε μία σύνδεση δικτύου, όταν γίνεται η εγκατάστασή της. Ο αριθμός αυτός επιλέγεται τοπικά από τον τελικό υπολογιστή-αποστολέα και δεν θα πρέπει να χρησιμοποιείται για κάποια άλλη σύνδεση του ίδιου υπολογιστή. στ. Αυτό όμως δεν εξασφαλίζει, ότι και στους υπόλοιπους κόμβους από τους οποίους θα περάσει το πακέτο, ο συγκεκριμένος αριθμός VC θα είναι ελεύθερος. Το πρόβλημα λύνεται με το να μπορούν οι ενδιάμεσοι κόμβοι να αλλάζουν τον αριθμό VC των εισερχόμενων πακέτων, όταν αυτός ήδη χρησιμοποιείται από μια άλλη σύνδεση. Η απαραίτητη κάθε φορά πληροφορία καταχωρείται στους πίνακες προώθησης των ενδιάμεσων κόμβων. Σελίδα 15 από 81

10. Να περιγράψετε τα επικοινωνιακά υποδίκτυα αυτοδύναμων πακέτων. α. Πριν γίνει μια μετάδοση δεδομένων δεν επιλέγεται κάποια διαδρομή, την οποία θα ακολουθήσουν όλα τα πακέτα της μετάδοσης, ακόμη και στην περίπτωση που έχουμε υπηρεσίες με σύνδεση. β. Αντίθετα, κάθε πακέτο είναι ανεξάρτητο, ακολουθεί δηλαδή τη δική του διαδρομή. γ. Κάθε ενδιάμεσος κόμβος διατηρεί πίνακα προώθησης, που προσδιορίζει σε ποια γραμμή (ενδιάμεσο κόμβο) πρέπει να σταλεί το πακέτο για κάθε πιθανό προορισμό (δίκτυο). 11. Τι είδους υπηρεσίες παρέχουν τα επικοινωνιακά υποδίκτυα νοητών κυκλωμάτων και τα υποδίκτυα αυτοδύναμων πακέτων; Παρέχουν και τα δύο είδη υπηρεσιών: με σύνδεση και χωρίς σύνδεση. Λέξεις που πρέπει να θυμάσαι: Επίπεδο δικτύου, νοητή (λογική) γραμμή επικοινωνίας, επικοινωνιακό υποδίκτυο (υποδίκτυο επικοινωνίας), υπηρεσίες χωρίς σύνδεση, υπηρεσίες (με) προσανατολισμένες σε σύνδεση, επίπεδο μεταφοράς, νοητά κυκλώματα (VCs), πίνακας νοητών κυκλωμάτων (προώθησης), αριθμός νοητού κυκλώματος, κόμβος (γραμμή) εισόδου, (αριθμός) VC εισόδου, κόμβος (γραμμή) εξόδου, (αριθμός) VC εξόδου, αυτοδύναμα πακέτα (datagrams). Σελίδα 16 από 81

Μάθημα 7.2: Τεχνολογία TCP/IP 1. Ποια είναι η διαφορά ανάμεσα στους όρους TCP/IP και πρωτόκολλα TCP/IP (στοίβα πρωτοκόλλων TCP/IP); Ο όρος TCP/IP αναφέρεται μόνο στα πρωτόκολλα TCP (Πρωτόκολλο Ελέγχου Μετάδοσης) και IP (Πρωτόκολλο Διαδικτύου), που είναι τα δύο σημαντικότερα πρωτόκολλα του προτύπου TCP/IP. Ο όρος πρωτόκολλα TCP/IP αναφέρεται στο σύνολο των πρωτοκόλλων του προτύπου TCP/IP.!Τεχνολογία TCP/IP ή αρχιτεκτονική TCP/IP ή πρότυπο (αναφοράς) TCP/IP ή μοντέλο (αναφοράς) TCP/IP ή Τεχνολογία Διαδικτύου 2. Ποιο είναι το σημαντικό πλεονέκτημα των πρωτοκόλλων TCP/IP; (*Πανελλήνιες Εξετάσεις 2009*) Είναι ότι είναι ίδια σε τελικούς υπολογιστές όλων των ειδών, χαρακτηριστικών, κατασκευαστών και λειτουργικών συστημάτων. Επομένως, δεν χρειάζεται μετατροπή πρωτοκόλλων όταν ένας τελικός υπολογιστής θέλει να επικοινωνήσει με έναν άλλο. 3. Ποια είναι η διαφορά ανάμεσα στα TCP/IP διαδίκτυα και το Παγκόσμιο Διαδίκτυο (Ίντερνετ); Ένα TCP/IP διαδίκτυο είναι ένα οποιοδήποτε δίκτυο που για τη λειτουργία του χρησιμοποιεί την τεχνολογία TCP/IP. To Παγκόσμιο Διαδίκτυο ή Διαδίκτυο (Internet) είναι ένα συγκεκριμένο TCP/IP διαδίκτυο. Το δίκτυο αυτό είναι το μεγαλύτερο δίκτυο στον κόσμο, έχει εκατομμύρια τελικούς υπολογιστές και εκτείνεται σε όλο τον κόσμο.!πρόγονος του Internet είναι το Αμερικάνικο στρατιωτικό δίκτυο ARPANET το οποίο τέθηκε σε επίσημη λειτουργία το 1971, με σκοπό να υποστηρίξει στρατιωτικά τις ΗΠΑ στα πλαίσια του Ψυχρού Πολέμου με την τότε Σοβιετική Ένωση. 4. Ποιο δίκτυο ονομάζεται εσωτερικό ιδιωτικό δίκτυο τεχνολογίας TCP/IP (intranet); To εσωτερικό ιδιωτικό δίκτυο τεχνολογίας TCP/IP (ή ενδοδίκτυο) είναι ένα TCP/IP διαδίκτυο. Ανήκει σε μια επιχείρηση ή έναν οργανισμό και χρησιμοποιεί τις υπηρεσίες του Internet και κυρίως εκείνη του Web (Παγκόσμιου Ιστού). 5. Να αναφέρετε τα επίπεδα του μοντέλου OSI, τα επίπεδα του μοντέλου TCP/IP και να δείξετε την αντιστοιχία μεταξύ τους. Το μοντέλο OSI έχει 7 επίπεδα, ενώ το μοντέλο TCP/IP μόνο 4. Τα επίπεδα του κάθε μοντέλου, καθώς και η σχέση μεταξύ των επιπέδων των δύο μοντέλων φαίνονται στο σχήμα που ακολουθεί: Σελίδα 17 από 81

Από το σχήμα αυτό βλέπουμε ότι: α. Πλήρη αντιστοιχία μεταξύ των επιπέδων των δύο μοντέλων υπάρχει μόνο για τα επίπεδα μεταφοράς και δικτύου. β. Τα επίπεδα εφαρμογής, παρουσίασης και συνόδου του μοντέλου OSI αντιστοιχούν στο επίπεδο εφαρμογής του μοντέλου TCP/IP. γ. Τα επίπεδα σύνδεσης δεδομένων και φυσικό του μοντέλου OSI αντιστοιχούν στο επίπεδο πρόσβασης δικτύου του μοντέλου TCP/IP.!Τα μοντέλα TCP/IP και OSI εμφανίστηκαν ταυτόχρονα. 6. Σε ποιο επίπεδο του μοντέλου TCP/IP συνδυάζονται το επίπεδο σύνδεσης δεδομένων και το φυσικό επίπεδο του μοντέλου OSI και για ποιο λόγο συμβαίνει αυτό; Κατά πόσο αυτά τα επίπεδα είναι (στην πράξη) σαφώς διαχωρισμένα στο μοντέλο OSI; Το επίπεδο σύνδεσης δεδομένων και το φυσικό επίπεδο του μοντέλου OSI συνδυάζονται στο επίπεδο πρόσβασης δικτύου του μοντέλου TCP/IP. To γεγονός αυτό επιβάλλεται από τη βασική απαίτηση του μοντέλου TCP/IP για την υλοποίηση ενός πρωτοκόλλου χωρίς σύνδεση. Στην πράξη στο μοντέλο OSI αυτά τα δύο επίπεδα δεν είναι σαφώς διαχωρισμένα, αφού συνήθως υλοποιούνται από έναν ευφυή ελεγκτή (κάρτα δικτύου-nic). 7. Να αναφέρετε τα κυριότερα πρωτόκολλα που χρησιμοποιούνται για την υλοποίηση κάθε επιπέδου του προτύπου TCP/IP. Είναι τα εξής: α. Επίπεδο δικτύου: Πρωτόκολλο IP (Πρωτόκολλο Διαδικτύου) και πρωτόκολλο ICMP (Πρωτόκολλο Μηνύματος Ελέγχου Διαδικτύου). β. Επίπεδο μεταφοράς: Πρωτόκολλο TCP (Πρωτόκολλο Ελέγχου Μετάδοσης) και πρωτόκολλο UDP (Πρωτόκολλο Αυτοδύναμων Πακέτων Χρήστη). γ. Επίπεδο εφαρμογής: Τα πρωτόκολλα TELNET (Απομακρυσμένη Σύνδεση), FTP (Πρωτόκολλο Μεταφοράς Αρχείων), SMTP (Πρωτόκολλο Μεταφοράς Απλού Ταχυδρομείου) για το αξιόπιστο πρωτόκολλο TCP. Tο πρωτόκολλο TFTP (Πρωτόκολλο Απλής Μεταφοράς Αρχείων) για το αναξιόπιστο πρωτόκολλο UDP. Σελίδα 18 από 81

!Όλα αυτά τα πρωτόκολλα υλοποιούνται με λογισμικό.!telnet=telecommunications NETwork!FTP=File Transfer Protocol!TFTP= Trivial File Transfer Protocol!SMTP=Simple Mail Transfer Protocol!TCP=Transmission Control Protocol!UDP=User Datagram Protocol!IP=Internet Protocol!ICMP= Internet Control Message Protocol 8. Να περιγράψετε τις βασικές λειτουργίες που εκτελεί το επίπεδο πρόσβασης δικτύου του προτύπου TCP/IP. α. Είναι το χαμηλότερο επίπεδο του προτύπου TCP/IP. β. Παρέχει υπηρεσίες στο επίπεδο δικτύου. γ. Προσφέρει υπηρεσίες πρόσβασης στο φυσικό δίκτυο (π.χ. Ethernet, Token Ring, Wi-Fi). δ. Οι λειτουργίες του εκτελούνται από (υλικό) στοιχεία των φυσικών συνδέσεων (π.χ. καλώδια, βύσματα, κάρτες δικτύου, αναμεταδότες, επαναλήπτες). ε. Το πρότυπο TCP/IP δεν καθορίζει συγκεκριμένο επίπεδο πρόσβασης δικτύου και έτσι αυτό μπορεί να είναι οποιοδήποτε (π.χ. Ethernet, ΑΤΜ). 9. Να περιγράψετε τις βασικές λειτουργίες που εκτελεί το επίπεδο δικτύου του προτύπου TCP/IP. To επίπεδο δικτύου: α. Προσφέρει υπηρεσίες στο επίπεδο μεταφοράς. β. Είναι υπεύθυνο για τη μεταφορά των πακέτων TCP και UDP στο φυσικό δίκτυο. γ. Οι λειτουργίες του υλοποιούνται με τα εξής πρωτόκολλα: - Πρωτόκολλο IP: Μεταφέρει και δρομολογεί πακέτα. Παρέχει λογικές διευθύνσεις (διευθύνσεις IP) στα σημεία διεπαφής του με το φυσικό δίκτυο. Αντιστοιχίζει λογικές διευθύνσεις με διευθύνσεις του επιπέδου πρόσβασης δικτύου (φυσικές διευθύνσεις ή διευθύνσεις MAC) με τη βοήθεια των πρωτοκόλλων ARP (Πρωτόκολλο Μετατροπής Διεύθυνσης) και RARP (Πρωτόκολλο Αντίστροφης Μετατροπής Διευθύνσης). -Πρωτόκολλο ICMP: Αναφέρει προβλήματα και ασυνήθιστες καταστάσεις που σχετίζονται με το πρωτόκολλο IP.!ARP=Address Resolution Protocol!RARP=Reverse Address Resolution Protocol 10. Να περιγράψετε το πρωτόκολλο ICMP. Το πρωτόκολλο ICMP: α. Χρησιμοποιείται για τον έλεγχο και τη δημιουργία μηνυμάτων, που δηλώνουν την κατάσταση των συσκευών σε ένα δίκτυο (π.χ. απρόσιτος υπολογιστής). β. Αυτά τα μηνύματα χρησιμοποιούνται από το πρότυπο TCP/IP και όχι από κάποιο πρόγραμμα χρήστη. 11. Να περιγράψετε το επίπεδο μεταφοράς του προτύπου TCP/IP. Το επίπεδο μεταφοράς: α. Παρέχει υπηρεσίες στο επίπεδο δικτύου. β. Υλοποιεί τις λογικές συνδέσεις μεταξύ των τελικών υπολογιστών. Σελίδα 19 από 81

γ. Οι λειτουργίες του υλοποιούνται από τα εξής πρωτόκολλα: - Πρωτόκολλο TCP (το βασικό πρωτόκολλο του επιπέδου μεταφοράς): Είναι πρωτόκολλο με σύνδεση. Είναι αξιόπιστο πρωτόκολλο, γιατί φροντίζει για την αποκατάσταση πιθανών σφαλμάτων μετάδοσης. Οι συνδέσεις που παρέχει είναι ταυτόχρονες και διπλής κατεύθυνσης (δικατευθυντήριες). Ταυτόχρονες σημαίνει ότι αρκετές συνδέσεις μπορεί να εγκατασταθούν από έναν τελικό υπολογιστή και τα δεδομένα της μιας να στέλνονται ταυτόχρονα, αλλά ανεξάρτητα από τα δεδομένα των άλλων συνδέσεων. Δικατευθυντήριες σημαίνει ότι μια σύνδεση μπορεί όχι μόνο να στέλνει, αλλά και να λαμβάνει δεδομένα. -Πρωτόκολλο UDP (είναι παραλλαγή του TCP): Είναι πρωτόκολλο χωρίς σύνδεση. Είναι αναξιόπιστο πρωτόκολλο, που χρησιμοποιείται για ειδικούς σκοπούς (π.χ. DNS) και σε εφαρμογές που δεν μας ενδιαφέρει η αξιοπιστία, αλλά η ταχύτητα (π.χ. μετάδοση ήχου και βίντεο). 12. Να περιγράψετε το επίπεδο εφαρμογής του προτύπου TCP/IP. Το επίπεδο εφαρμογής: α. Είναι το υψηλότερο επίπεδο του προτύπου TCP/IP. β. Είναι το επίπεδο με το οποίο ο χρήστης έρχεται σε επαφή με τα πρωτόκολλα TCP/IP. γ. Χρησιμοποιεί τις υπηρεσίες του επιπέδου μεταφοράς. δ. Οι λειτουργίες του εκτελούνται από δικτυακές εφαρμογές των χρηστών (π.χ. e-mail, μεταφορά αρχείων, απομακρυσμένη σύνδεση). 13. Ποιο τυπικό μοντέλο ακολουθούν οι εφαρμογές TCP/IP; Να περιγράψετε πώς λειτουργεί αυτό. Οι εφαρμογές TCP/IP (π.χ. Παγκόσμιος Ιστός) ακολουθούν το μοντέλο client-server (πελάτη-εξυπηρετητή). Στο μοντέλο αυτό υπάρχουν δύο διεργασίες (=εκτελούμενα προγράμματα): α. Ο εξυπηρετητής (που εκτελείται σε ένα τελικό υπολογιστή που λέγεται και αυτός εξυπηρετητής). Η διεργασία αυτή ξεκινάει τη λειτουργία της πριν τον πελάτη και μπαίνει σε κατάσταση αναμονής, στη διάρκεια της οποίας κατάστασης περιμένει να λάβει αίτηση από τη διεργασία πελάτη για να την εξυπηρετήσει. β. Ο πελάτης (που εκτελείται σε έναν τελικό υπολογιστή που λέγεται και αυτός πελάτης). Η διεργασία αυτή ξεκινάει τη λειτουργία της μετά τον εξυπηρετητή. Όταν θέλει να πάρει κάποια πληροφορία από τη διεργασία εξυπηρετητή, δημιουργεί αίτηση. Η αίτηση αυτή εξυπηρετείται από τη διεργασία εξυπηρετητή, η οποία ξαναμπαίνει σε κατάσταση αναμονής. Η διεργασία πελάτης μπορεί να τερματιστεί.!εξυπηρετητής(π.χ. Web Server-Apache Server, IIS Server).!Πελάτης(π.χ. Φυλλομετρητής (Mozilla Firefox, Google Chrome, κ.α.)) Σελίδα 20 από 81

14. Να περιγράψετε εν συντομία την επικοινωνία δύο τελικών υπολογιστών σύμφωνα με το μοντέλο TCP/IP. Για παράδειγμα να πάρετε την περίπτωση του ηλεκτρονικού ταχυδρομείου. Η επικοινωνία δύο τελικών υπολογιστών (hosts) στο μοντέλο TCP/IP γίνεται ως εξής: Οι hosts εκτελούν δικτυακές εφαρμογές στο επίπεδο εφαρμογής. Οι δικτυακές εφαρμογές χρησιμοποιούν τις υπηρεσίες των επιπέδων μεταφοράς και δικτύου για επικοινωνήσουν με δικτυακές εφαρμογές που βρίσκονται σε άλλους hosts. H πραγματική μετάδοση δεδομένων (με τη μορφή σημάτων) γίνεται από τα φυσικά μέσα. Έστω για παράδειγμα η δικτυακή εφαρμογή του ηλεκτρονικού ταχυδρομείου (e-mail). Οι hosts εκτελούν δικτυακές εφαρμογές για το e-mail. Οι λειτουργίες τους εκτελούνται σύμφωνα με τους κανόνες ενός πρωτοκόλλου e-mail (π.χ. SMTP για την αποστολή e-mail). Πρωτόκολλο SMTP=Καθορίζει τη μορφή και τη σημασία των μηνυμάτων που ανταλλάσουν δύο hosts (π.χ. Ειδικά μηνύματα στο SMTP καθορίζουν τον αποστολέα, τον παραλήπτη μιας μετάδοσης καθώς και το περιεχόμενο του μηνύματος). Το πρωτόκολλο SMTP χρησιμοποιεί τις λειτουργίες των πρωτοκόλλων TCP και IP που χρησιμοποιούνται για να δρομολογήσουν και να μεταφέρουν πακέτα (IP) και να εξασφαλίσουν την αξιόπιστη μεταφορά των δεδομένων(tcp). Η πραγματική μετάδοση δεδομένων γίνεται από τα φυσικά μέσα των φυσικών δικτύων. 15. Ποια επίπεδα χρησιμοποιούν οι εφαρμογές που βασίζονται στα πρωτόκολλα TCP/IP; Τα εξής τέσσερα επίπεδα: α. Επίπεδο εφαρμογής: Εκτελούνται πρωτόκολλα δικτυακών εφαρμογών (π.χ. για το e-mail το SMTP). β. Επίπεδο μεταφοράς: Εκτελούνται πρωτόκολλα επιπέδου μεταφοράς (π.χ. TCP, UDP) γ. Επίπεδο δικτύου: Εκτελούνται πρωτόκολλα επιπέδου δικτύου, όπως το IP, που είναι υπεύθυνο για τη μεταφορά των πακέτων στον προορισμό τους. δ. Επίπεδο πρόσβασης δικτύου: Εκτελούνται πρωτόκολλα διαχείρισης του φυσικού μέσου (π.χ. Ethernet). 16. Τι χρειάζεται να γνωρίζει ο χρήστης προκειμένου να έχει πρόσβαση σε έναν άλλο υπολογιστή στο Διαδίκτυο; Πώς χρησιμοποιείται η πληροφορία αυτή; Χρειάζεται να γνωρίζει τη διεύθυνση IP του υπολογιστή αυτού. Όμως αυτό που γνωρίζει στην πράξη για τον υπολογιστή αυτό είναι ένα ευκολομνημόνευτο συμβολικό όνομα (domain name ή host name, π.χ. www.google.gr). Για το λόγο αυτό, λογισμικό δικτύου (πρωτόκολλο DNS) του επιπέδου εφαρμογής, χρησιμοποιεί μια κατανεμημένη βάση δεδομένων για να μεταφράσει το συμβολικό όνομα στην αντίστοιχη διεύθυνση IP. 17. Τι είναι το Διαδίκτυο και πώς διασυνδέονται τα διαφορετικά δίκτυα που το αποτελούν; Το Διαδίκτυο είναι πολλά διαφορετικά, ολοκληρωμένα και ανεξάρτητα φυσικά δίκτυα που για την μεταξύ τους επικοινωνία χρησιμοποιούν τα πρωτόκολλα TCP/IP. Τα δίκτυα αυτά διασυνδέονται με ειδικές συσκευές που λέγονται δρομολογητές (routers). 18. ΑΣΚΗΣΗ ΚΑΤΑΝΟΗΣΗΣ ΤΗΣ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΣ ΣΤΟ ΔΙΑΔΙΚΤΥΟ: Έστω ότι έχουμε δύο τελικούς υπολογιστές στο Διαδίκτυο, οι οποίοι ανήκουν σε διαφορετικά τοπικά δίκτυα και ότι μια εφαρμογή, που εκτελείται στον έναν υπολογιστή, πρέπει να μεταφέρει ένα πακέτο (δεδομένα) στην αντίστοιχη εφαρμογή που εκτελείται στον άλλο. Να περιγράψετε την ακολουθία των ενεργειών που λαμβάνουν χώρα: Σελίδα 21 από 81

(1) (7) (4) (2) (3) (5) (6) Όπως φαίνεται στο παραπάνω σχήμα λαμβάνει χώρα η ακόλουθη ακολουθία ενεργειών: (1): Στον (host) αποστολέα τα προς μετάδοση μηνύματα (δεδομένα) κατεβαίνουν επίπεδα και αλλάζουν μορφές ως εξής: Μηνύματα Τμήματα Αυτοδύναμα πακέτα Πλαίσια(πακέτα φυσικού δικτύου). (2): Το επίπεδο πρόσβασης δικτύου μεταβιβάζει το προς μετάδοση πλαίσιο στο ΤΔ του αποστολέα. (3): Το ΤΔ του αποστολέα μεταβιβάζει το πλαίσιο στον αντίστοιχο δρομολογητή. (4): Το πλαίσιο ακολουθεί διάφορους δρομολογητές μέχρι να φθάσει στο δρομολογητή του ΤΔ του παραλήπτη. (Ο κάθε δρομολογητής κοιτάζει την επικεφαλίδα του πακέτου για να προσδιορίσει πού θα προωθήσει το πακέτο). (5): Ο δρομολογητής του ΤΔ του παραλήπτη μεταβιβάζει το πλαίσιο στο ΤΔ του παραλήπτη. (6): Το ΤΔ του παραλήπτη μεταβιβάζει το πλαίσιο στον (host) παραλήπτη. (7): Στον παραλήπτη γίνονται οι αντίστροφες μετατροπές από τον αποστολέα: Πλαίσια Αυτοδύναμα πακέτα Τμήματα Μηνύματα και έτσι o παραλήπτης παίρνει το αρχικό μήνυμα που του έστειλε ο αποστολέας. Λέξεις που πρέπει να θυμάσαι: Τεχνολογία TCP/IP, πρωτόκολλα TCP/IP, TCP διαδίκτυο, Παγκόσμιο Διαδίκτυο (Internet), εσωτερικό ιδιωτικό δίκτυο τεχνολογίας TCP/IP (intranet), μοντέλο OSI, μοντέλο TCP/IP, επίπεδο πρόσβασης δικτύου, επίπεδο δικτύου, επίπεδο μεταφοράς, επίπεδο εφαρμογής, Πρωτόκολλο Ελέγχου Μετάδοσης (TCP), Πρωτόκολλο Αυτοδύναμων Πακέτων Χρήστη (UDP), Πρωτόκολλο Διαδικτύου (IP), Πρωτόκολλο Μηνύματος Ελέγχου Διαδικτύου (ICMP), Πρωτόκολλο Απομακρυσμένης Σύνδεσης (TELNET), Πρωτόκολλο Μεταφοράς Αρχείων (FTP), Πρωτόκολλο Απλής Μεταφοράς Αρχείων (TFTP), Πρωτόκολλο Μεταφοράς Απλού Ταχυδρομείου (SMTP), Πρωτόκολλο Μετατροπής Διευθύνσεων (ARP), Πρωτόκολλο Ανάστροφης Μετατροπής Διευθύνσεων (RARP), μοντέλο πελάτη-εξυπηρετητή, δρομολογητές. Σελίδα 22 από 81

Μάθημα 7.3: Πρωτόκολλο TCP 1. Τι είναι το τμήμα (TCP segment) στο πρωτόκολλο TCP; Από ποια μέρη αποτελείται; Η μονάδα μεταφοράς (πακέτο) στο πρωτόκολλο TCP λέγεται τμήμα. Έχει την ακόλουθη δομή: Επικεφαλίδα(Ε) Δεδομένα Αποτελείται δηλαδή από τα ακόλουθα δύο μέρη: α. Την επικεφαλίδα (Ε): Περιέχει διάφορα πεδία που χρησιμοποιούνται για τη διαχείριση του τμήματος. β. Τα δεδομένα: Περιέχει τα προς μετάδοση δεδομένα χρήστη του επιπέδου εφαρμογής.!το πρωτόκολλο TCP: Είναι το βασικό πρωτόκολλο του επιπέδου μεταφοράς. Είναι αξιόπιστο πρωτόκολλο. Είναι πρωτόκολλο προσανατολισμένο στη σύνδεση. Εξασφαλίζει την από άκρο σε άκρο επικοινωνία (εφαρμογών). Κάνει έλεγχο ροής και έλεγχο συμφόρησης. Λαμβάνει τα δεδομένα (μηνύματα) του επιπέδου εφαρμογής και τα μεταδίδει μόνο αν έχει συμπληρωθεί τμήμα με μέγεθος ίσο με αυτό που έχει συμφωνηθεί κατά τη διάρκεια της εγκατάστασης της σύνδεσης.(mss=maximum Segment Size=Μέγιστο Μήκος Τμήματος) Το TCP του αποστολέα σπάει τα δεδομένα σε πολλά τμήματα στην περίπτωση που το μέγεθός τους είναι μεγαλύτερο από το μέγιστο μήκος τμήματος. Στην περίπτωση αυτή το TCP παραλήπτη είναι υπεύθυνο να επανασυνδέσει τα τμήματα ώστε να σχηματίσουν το αρχικό μήνυμα. 2. Τι γνωρίζετε για τον Αριθμό Σειράς στην επικεφαλίδα ενός τμήματος TCP; Να δώσετε και ένα παράδειγμα. (*Πανελλήνιες Εξετάσεις 2010*) Ο Αριθμός Σειράς (Sequence Number-SN) είναι πεδίο στην επικεφαλίδα τμήματος TCP. Την τιμή του την τοποθετεί στο τμήμα το TCP του αποστολέα. Δείχνει τη θέση του τμήματος στο αρχικό πακέτο. Βοηθάει το TCP του παραλήπτη να τοποθετήσει το τμήμα στη σωστή σειρά για να συναρμολογηθεί το αρχικό πακέτο. Π.χ.: Αριθμός Σειράς=3: Δείχνει πως το συγκεκριμένο τμήμα είναι τρίτο στη σειρά στο αρχικό πακέτο που διασπάστηκε. Σελίδα 23 από 81

3. Τι γνωρίζετε για τον Αριθμό Επιβεβαίωσης στην επικεφαλίδα ενός τμήματος TCP; Να δώσετε και ένα παράδειγμα. Ο αποστολέας στέλνει δεδομένα και περιμένει να πάρει επιβεβαίωση από τον παραλήπτη εντός λογικού χρονικού ορίου. Αν δεν πάρει την επιβεβαίωση (π.χ. εξαιτίας λανθασμένων δεδομένων, απώλειας δεδομένων, καθυστερήσεων μετάδοσης) επαναμεταδίδει τα δεδομένα. Ο Αριθμός Επιβεβαίωσης(ACKN) είναι πεδίο στην επικεφαλίδα τμήματος TCP. Την τιμή του την τοποθετεί στο τμήμα το TCP του παραλήπτη, για να δείξει ότι έχει λάβει σωστά όλα τα bytes (οκτάδες) μέχρι αυτόν τον αριθμό. Π.χ.: Αριθμός Επιβεβαίωσης=800: Δείχνει πως το TCP του παραλήπτη έλαβε σωστά όλα τα bytes μέχρι τον αριθμό 800. 4. Τι είναι ο έλεγχος ροής στο πρωτόκολλο TCP; (*Πανελλήνιες Εξετάσεις 2010*) Ο έλεγχος ροής είναι λειτουργία του TCP. Είναι ο έλεγχος της ποσότητας των δεδομένων που το TCP του παραλήπτη μπορεί να δεχθεί. Υλοποιείται με ένα πεδίο στην επικεφαλίδα ενός τμήματος TCP που λέγεται Παράθυρο. 5. Για ποιο σκοπό χρησιμοποιείται το πεδίο Παράθυρο στην επικεφαλίδα ενός τμήματος TCP; Το Παράθυρο (WINDOW): Είναι πεδίο στην επικεφαλίδα του τμήματος TCP που το TCP χρησιμοποιεί για έλεγχο ροής. Με τον έλεγχο ροής ο αποστολέας δεν μπορεί να στείλει δεδομένα με μεγαλύτερη ταχύτητα από αυτή με την οποία μπορεί να τα δεχθεί ο παραλήπτης. Στην αντίθετη περίπτωση θα γέμιζε η προσωρινή μνήμη (buffer) που έχει ο παραλήπτης, με αποτέλεσμα να χάσει δεδομένα. To Παράθυρο αντιπροσωπεύσει το πλήθος των bytes που το TCP του παραλήπτη μπορεί να δεχθεί. Την τιμή του την τοποθετεί σε ένα τμήμα TCP το TCP του παραλήπτη. (*Πανελλήνιες εξετάσεις 2010*) Π.χ. Αν Παράθυρο=1000 και ACKN=12000, τότε το άκρο που έχει δηλώσει αυτές τις τιμές μπορεί να δεχθεί δεδομένα με αριθμό οκτάδας στην περιοχή 12000 έως 12000+1000=13000. 6. Τι ονομάζουμε αποπολύπλεξη (demultiplexing) των τμημάτων στο πρωτόκολλο TCP; Πού βρίσκεται η πληροφορία που χρειάζεται για να γίνει αυτή; Η αποπολύπλεξη των τμημάτων στο πρωτόκολλο TCP είναι μία από τις λειτουργίες που εκτελεί το πρωτόκολλο TCP. Είναι η διαδικασία συσχέτισης από το TCP του παραλήπτη των διαφόρων τμημάτων που λαμβάνει με τις συνδέσεις TCP στις οποίες ανήκουν. Η απαραίτητη πληροφορία βρίσκεται στην επικεφαλίδα των τμημάτων TCP(θύρες TCP). 7. Τι είναι οι θύρες TCP (TCP ports) και σε τι εξυπηρετούν; (*Πανελλήνιες Εξετάσεις 2011*) Οι θύρες TCP είναι αφηρημένα σημεία επικοινωνίας. Η κάθε θύρα TCP είναι ένας θετικός ακέραιος αριθμός των 16bits. Είναι πεδία της επικεφαλίδας των τμημάτων TCP. Εξυπηρετούν για την αποπολύπλεξη των τμημάτων μιας σύνδεσης TCP. Δηλαδή να συσχετιστούν από το TCP του παραλήπτη τα διάφορα τμήματα που λαμβάνει με τις συνδέσεις TCP στις οποίες ανήκουν.!οι θύρες TCP εξυπηρετούν στην επικοινωνία του πρωτοκόλλου TCP με τις εφαρμογές. Σελίδα 24 από 81

!Οι διευθύνσεις IP διακρίνουν τους διαφορετικούς τελικούς υπολογιστές του Διαδικτύου. Οι θύρες TCP διακρίνουν τις διαφορετικές δικτυακές εφαρμογές που εκτελούνται σε ένα συγκεκριμένο τελικό υπολογιστή του Διαδικτύου.!Οι θύρες TCP παίρνουν τιμές στην περιοχή 0-65535. 8. Πώς επιλέγονται οι θύρες TCP; Να δώσετε παράδειγμα μιας εφαρμογής που χρησιμοποιεί προκαθορισμένη TCP θύρα και να πείτε ποια θύρα είναι αυτή. Κατά τη διάρκεια εγκατάστασης μιας σύνδεσης προσδιορίζονται τα TCP port πηγής και προορισμού, τα οποία γίνονται γνωστά και στα δύο άκρα της σύνδεσης. Τα προγράμματα των χρηστών (πελάτες) χρησιμοποιούν συνήθως τυχαίες θύρες TCP που τους δίνονται δυναμικά από το λειτουργικό σύστημα κατά την εγκατάσταση της σύνδεσης TCP. Ωστόσο, ορισμένες εφαρμογές εξυπηρετητές χρησιμοποιούν κάποια προκαθορισμένη θύρα TCP που τους έχει επίσημα ανατεθεί, όπως π.χ. η εφαρμογή μεταφοράς αρχείων FTP χρησιμοποιεί τη θύρα TCP 21.!0-1023=Καλά γνωστές (προνομιούχες) θύρες!telnet=23 SMTP=25 HTTP=80 POP3=110!>1023=Μη προνομιούχες θύρες 9. Τι είναι σύνδεση στο πρωτόκολλο TCP; Η σύνδεση στο πρωτόκολλο TCP είναι μία λογική σύνδεση που χρησιμοποιείται για να συνδέσει δύο τελικά σημεία. Μπορούμε να τη φανταστούμε σαν ένα νοητό σωλήνα που συνδέει τα δύο άκρα, μέσα από τον οποίο διέρχονται όλα τα τμήματα της σύνδεσης. Η σύνδεση είναι λογική, γιατί δεν υπάρχει συγκεκριμένος δρόμος τον οποίο ακολουθούν όλα τα τμήματα της σύνδεσης. Αντίθετα, κάθε τμήμα (ή καλύτερα κάθε κομμάτι στο οποίο διασπάται το τμήμα από το πρωτόκολλο IP) ακολουθεί τη δική του διαδρομή. Έτσι τα διάφορα τμήματα της σύνδεσης φτάνουν στον προορισμό τους μπερδεμένα τόσο μεταξύ τους, όσο και με τμήματα άλλων συνδέσεων. Το ΤCP χρησιμοποιεί τις θύρες TCP για να κάνει πολύπλεξη και αποπολύπλεξη τμημάτων. 10. Από πόσους και ποιους αριθμούς περιγράφεται μία σύνδεση TCP; Είναι αυτή η ομάδα των αριθμών αναγνωριστική και μοναδική για μία σύνδεση; Η σύνδεση TCP περιγράφεται μοναδικά από 4 αριθμούς: Διεύθυνση IP πηγής, θύρα TCP πηγής, Διεύθυνση IP προορισμού, θύρα TCP προορισμού. Δηλαδή έστω και ένας από τους παραπάνω 4 αριθμούς να είναι διαφορετικός για δύο συνδέσεις, τότε οι συνδέσεις αυτές είναι Σελίδα 25 από 81

διαφορετικές. 11. ΑΣΚΗΣΗ ΚΑΤΑΝΟΗΣΗΣ ΤΩΝ ΣΥΝΔΕΣΕΩΝ TCP: Ας υποθέσουμε ότι μέσω της εφαρμογής μεταφοράς αρχείων (FTP) θέλουμε νε στείλουμε ένα αρχείο σε έναν άλλο υπολογιστή. Ποια είναι η τυπική σειρά διαδικασιών που εκτελούνται στο πρότυπο TCP/IP; Είναι η εξής: α. Στον τελικό υπολογιστή-πελάτη ftp εκτελείται η διεργασία-πελάτης ftp. β. Η διεργασία-πελάτης ftp ανοίγει μία σύνδεση με τη διεργασία- εξυπηρετητής ftp στον τελικό υπολογιστή εξυπηρετητή. Κατά την εγκατάσταση της σύνδεσης αυτής η διεργασία πελάτης επιλέγει τυχαία κάποιο tcp port πηγής (πχ. 1234), ενώ ως tcp port προορισμού χρησιμοποιεί τον προκαθορισμένο αριθμό 21. γ. Μέσω αυτής της σύνδεσης μεταφέρονται όλα τα τμήματα TCP που έχουν ίδιες 4 τιμές ( διεύθυνση IP πηγής, tcp port πηγής=1234, διεύθυνση IP παραλήπτη, tcp port προορισμού=21). 12. ΚΑΤΑΝΟΗΣΗ ΤΟΥ ΑΚΟΛΟΥΘΟΥ ΣΧΗΜΑΤΟΣ: Στο σχήμα αυτό έχουμε 3 συνδέσεις -Α, Β και Γ: Α: Διεύθυνση IP Υπολογιστή αποστολής Α, 1000, Διεύθυνση IP Υπολογιστή Παραλήπτη, 1003 Β: Διεύθυνση IP Υπολογιστή αποστολής Β, 1001, Διεύθυνση IP Υπολογιστή Παραλήπτη, 1003 Γ: Διεύθυνση IP Υπολογιστή αποστολής Γ, 1002, Διεύθυνση IP Υπολογιστή Παραλήπτη, 1003 Σελίδα 26 από 81

Βλέπουμε ότι οι τρεις συνδέσεις έχουν διαφορετικές τις διευθύνσεις IP του υπολογιστή αποστολής και τις θύρες TCP πηγής και ίδιες τις διευθύνσεις IP του υπολογιστή παραλήπτη και τις θύρες TCP προορισμού. Άρα το παρακάτω σχήμα αναφέρεται στην περίπτωση επικοινωνίας τριών εφαρμογών που εκτελούνται σε τρεις διαφορετικούς υπολογιστές (Α, Β, Γ) με την ίδια εφαρμογή (θύρα TCP=1003) που εκτελείται στον ίδιο υπολογιστή (Υπολογιστής Παραλήπτης). Λέξεις που πρέπει να θυμάσαι: Πρωτόκολλο Ελέγχου Μετάδοσης (TCP), τμήμα TCP (TCP segment), επικεφαλίδα τμήματος TCP (E), δεδομένα τμήματος TCP, Αριθμός Σειράς, Αριθμός Επιβεβαίωσης, έλεγχος ροής, Παράθυρο, θύρες TCP(TCP ports), πολύπλεξη τμημάτων TCP, αποπολύπλεξη τμημάτων TCP, σύνδεση TCP. Σελίδα 27 από 81

Μάθημα 7.4: Πρωτόκολλο UDP 1. Σε ποιες περιπτώσεις χρησιμοποιείται το πρωτόκολλο UDP, αντί για το TCP; Το UDP χρησιμοποιείται σε εφαρμογές που τα δεδομένα τους χωρούν σε ένα τμήμα (π.χ. DNS). Στο DNS οι ερωτήσεις DNS που μετατρέπουν το συμβολικό όνομα ενός παραλήπτη στην αντίστοιχη διεύθυνση IP, χωρούν σε ένα τμήμα UDP. Γενικά το UDP χρησιμοποιείται σε εφαρμογές που δεν χρειάζονται όλη την πολυπλοκότητα του TCP.!UDP (User Datagram Protocol)=Πρωτόκολλο Αυτοδύναμων πακέτων χρήστη.!το UDP παρέχει υπηρεσίες αυτοδύναμου πακέτου 2. Σε τι είδους εφαρμογές χρησιμοποιείται κυρίως το πρωτόκολλο UDP; Να δώσετε παράδειγμα μιας τέτοιας εφαρμογής και να δικαιολογήσετε τη χρήση του UDP στην περίπτωση αυτής της εφαρμογής. Το πρωτόκολλο UDP χρησιμοποιείται συνήθως σε εφαρμογές που τους ενδιαφέρει η ταχύτητα και όχι η αξιοπιστία (π.χ. μετάδοση φωνής-τηλεφωνία IP) Στη μετάδοση φωνής μας ενδιαφέρει να ελαχιστοποιηθεί η καθυστέρηση που εισάγει το πρωτόκολλο, διαφορετικά παρατηρούνται μεγάλες καθυστερήσεις, και ο χρήστης αντιλαμβάνεται ομιλία πολύ κακής ποιότητας. Αντίθετα στη μετάδοση φωνής δεν έχει νόημα η επαναμετάδοση πακέτων (λέξεων). 3. Ποιες είναι οι διαφορές ανάμεσα στα πρωτόκολλα TCP και UDP; Το UDP εκτελεί λιγότερες λειτουργίες από το TCP: Δεν διασπά και συναρμολογεί τμήματα. Δεν επαναμεταδίδει τμήματα (δεν κρατά αντίγραφα τμημάτων) στις ακόλουθες περιπτώσεις: α. Απώλεια τμημάτων β. Καταστροφή τμημάτων γ. Καθυστερημένη λήψη τμημάτων Δεν κάνει έλεγχο ροής και έλεγχο συμφόρησης. Δεν τοποθετεί στη σειρά τμήματα εκτός σειράς. Αγνοεί πολλαπλά αντίγραφα τμημάτων. Τις καταστάσεις αυτές πρέπει να τις χειρίζονται οι εφαρμογές. 4. Τι είναι οι θύρες UDP (UDP ports), ποιος είναι ο ρόλος τους και από ποιον γίνεται η ανάθεσή τους στις εφαρμογές; Οι θύρες UDP είναι πεδία της επικεφαλίδας των τμημάτων UDP. Είναι αφηρημένα σημεία επικοινωνίας. Η κάθε θύρα UDP είναι ένας θετικός ακέραιος αριθμός των 16 bits. Ο ρόλος τους είναι να επιτρέπουν στο πρωτόκολλο UDP να επικοινωνήσει με τις εφαρμογές. Η ανάθεση θυρών UDP στις εφαρμογές γίνεται από το λειτουργικό σύστημα.!κάθε σύνδεση UDP προσδιορίζεται από δύο αριθμούς: Διεύθυνση IP προορισμού, UDP port προορισμού. 5. Να περιγράψετε πώς μια εφαρμογή μπορεί να επικοινωνήσει με μία άλλη μέσω του πρωτοκόλλου UDP. α. Η εφαρμογή πελάτης στην επικεφαλίδα του τμήματος UDP που στέλνει στην εφαρμογή εξυπηρετητής βάζει ως UDP port προορισμού το UDP port αυτής της εφαρμογής. Όπως και στο TCP για ορισμένες εφαρμογές έχουν καθοριστεί συγκεκριμένα UDP ports που είναι ευρέως γνωστά (π.χ. SNMP server=161) Σελίδα 28 από 81

β. Όταν το τμήμα φθάσει στον τελικό υπολογιστή παραλήπτη, αυτός το παραδίδει στην εφαρμογή server που έχει ίδιο UDP port με το UDP port προορισμού, η οποία εφαρμογή στη συνέχεια επεξεργάζεται το τμήμα. 6. Ποια είναι η θύρα UDP που χρησιμοποιείται από έναν εξυπηρετητή SNMP; Η 161.!DNS=53 7. Από ποια μέρη αποτελείται ένα τμήμα UDP (UDP segment); Αποτελείται από: α. Την επικεφαλίδα (E). β. Τα προς μετάδοση δεδομένα (Δεδομένα). Έχει την ακόλουθη δομή: Επικεφαλίδα(Ε) Δεδομένα!Η επικεφαλίδα UDP είναι μικρή, έχει μέγεθος 8 bytes, σε αντίθεση με τα τουλάχιστον 20 bytes του TCP. 8. Πώς γίνεται στον παραλήπτη η συνεργασία μεταξύ των πρωτοκόλλων IP και UDP; Γίνεται ως εξής: Το πρωτόκολλο IP του παραλήπτη χρησιμοποιώντας το πεδίο Αριθμός Πρωτοκόλλου (TCP=6, UDP=17), δίνει το αυτοδύναμο πακέτο IP στο πρωτόκολλο UDP (ως τμήμα UDP). To UDP παραδίδει το τμήμα UDP (ως Δεδομένα) στην κατάλληλη εφαρμογή του επιπέδου εφαρμογής (με χρήση της θύρας UDP προορισμού). Η βασική λειτουργικότητα που προσθέτει το πρωτόκολλο UDP σε αυτές του IP είναι η πολυπλεξία της πληροφορίας διαφορετικών εφαρμογών με τα UDP ports. Λέξεις που πρέπει να θυμάσαι: Πρωτόκολλο Αυτοδύναμων Πακέτων Χρήστη (UDP), θύρες UDP (UDP ports), Απλό Πρωτόκολλο Διαχείρισης Δικτύου (SNMP), τμήμα UDP (UDP segment), επικεφαλίδα τμήματος UDP, δεδομένα τμήματος UDP. Σελίδα 29 από 81

Μάθημα 7.5: Πρωτόκολλο IP 1. Σε ποιο επίπεδο της τεχνολογίας TCP/IP ανήκει το πρωτόκολλο IP; Σε ποια ιδέα βασίζεται η λειτουργία του; Εξασφαλίζει αξιόπιστη μετάδοση, και αν όχι ποιο πρωτόκολλο είναι υπεύθυνο για την αξιοπιστία; α. Το πρωτόκολλο IP ανήκει στο επίπεδο δικτύου του προτύπου TCP. β. Η λειτουργία του βασίζεται στα αυτοδύναμα πακέτα. γ. Επειδή τα αυτοδύναμα πακέτα μεταφέρονται ανεξάρτητα το ένα από το άλλο, δεν εξασφαλίζει αξιόπιστη μετάδοση. δ. Υπεύθυνο για την αξιοπιστία είναι το πρωτόκολλο TCP του επιπέδου μεταφοράς. 2. Τι χρειάζεται να γνωρίζει το πρωτόκολλο IP όταν προωθούνται σε αυτό τμήματα TCP ή UDP; Τι προσθέτει σε ένα τμήμα TCP ή UDP το πρωτόκολλο IP, πώς λέγεται το πακέτο που σχηματίζει και ποιο είναι το μέγιστο μήκος του; α. Χρειάζεται να γνωρίζει τη διεύθυνση IP προορισμού, το μόνο στοιχείο που έχει ενδιαφέρον για το IP. Το ΙΡ δεν ενδιαφέρεται για το περιεχόμενο των τμημάτων ή για το αν έχουν σχέση μεταξύ τους. β. Το πρωτόκολλο IP προσθέτει σε ένα τμήμα TCP ή UDP την επικεφαλίδα IP. γ. Το πακέτο που σχηματίζεται λέγεται αυτοδύναμο πακέτο IP. δ. Το μέγιστο μήκος του αυτοδύναμου πακέτου IP είναι 64KB. 3. Ποιος ο ρόλος του πρωτοκόλλου IP μετά το σχηματισμό των αυτοδύναμων πακέτων IP; O ρόλος του είναι να βρει την κατάλληλη διαδρομή για να προωθήσει ξεχωριστά το κάθε αυτοδύναμο πακέτο στον προορισμό και να παραδώσει το πακέτο αυτό στον προορισμό. 4. Ποια είναι η μορφή ενός αυτοδύναμου πακέτου IP; Είναι η ακόλουθη: 5. Γιατί το πρωτόκολλο IP διασπά τα αυτοδύναμα πακέτα σε μικρότερα τμήματα (fragments), πού γίνεται αυτή η διάσπαση, πού και πώς ανασυντίθεται το αρχικό αυτοδύναμο πακέτο; (*Πανελλήνιες Εξετάσεις 2014*) α. Το πρωτόκολλο IP διασπά τα αυτοδύναμα πακέτα σε μικρότερα τμήματα που λέγονται κομμάτια. Αυτό το κάνει όταν το αυτοδύναμο πακέτο IP έχει μεγαλύτερο μέγεθος από το μέγιστο μέγεθος του πακέτου που μπορεί να υποστηρίξει το φυσικό δίκτυο. (!ΜΤU=Maximum Transmission Unit, 1500 bytes για Εthernet, 576 bytes για ορισμένα ΔΕΠ). Σελίδα 30 από 81

β. Η διάσπαση του αυτοδύναμου πακέτου IP σε κομμάτια γίνεται στον 1ο δρομολογητή που διαπιστώνει ότι δεν μπορεί να προωθήσει το πακέτο IP λόγω μεγέθους. γ. Τα κομμάτια είναι και αυτά αυτοδύναμα πακέτα που το καθένα ακολουθεί το δικό του δρόμο. Όλα τα κομμάτια συναρμολογούνται στον προορισμό και σχηματίζουν το αρχικό αυτοδύναμο πακέτο. Στη συναρμολόγηση αυτή βοηθάει το πεδίο Αναγνώριση της επικεφαλίδας του αυτοδύναμου πακέτου ΙP. Όλα τα κομμάτια που έχουν ίδια τιμή στο πεδίο Αναγνώριση ανήκουν στο ίδιο αυτοδύναμο πακέτο IP. 6. Ποιος ο ρόλος του πεδίου Αναγνώριση στην επικεφαλίδα IP; Το πεδίο Αναγνώριση χρησιμοποιείται από το IP του παραλήπτη για να προσδιορίσει σε ποιο αυτοδύναμο πακέτο ανήκει κάθε κομμάτι. Όλα τα κομμάτια, που έχουν ίδια τιμή σε αυτό το πεδίο ανήκουν στο ίδιο αυτοδύναμο πακέτο. 7. Ποιος ο ρόλος του πεδίου DF (Ένδειξη απαγόρευσης διάσπασης αυτοδύναμου πακέτου) στην επικεφαλίδα IP; Το πεδίο DF έχει μέγεθος 1 bit. (!Είναι σημαία). Χρησιμοποιείται όταν ένα αυτοδύναμο πακέτο IP δεν πρέπει να σπάσει σε μικρότερα κομμάτια, επειδή ο παραλήπτης αδυνατεί να συναρμολογήσει τα κομμάτια. Αν DF=1, το αυτοδύναμο πακέτο IP απαγορεύεται να σπάσει σε κομμάτια. Αν DF=0 το αυτοδύναμο πακέτο IP μπορεί να σπάσει σε κομμάτια. Αν ένα αυτοδύναμο πακέτο IP έχει DF=1 και πρέπει να μεταδοθεί μέσω φυσικού δικτύου που υποστηρίζει πακέτα μικρότερου μήκους, τότε αναζητείται εναλλακτική διαδρομή. Αν δεν υπάρχει τέτοια διαδρομή, το πακέτο απορρίπτεται. 8. Ποιος ο ρόλος του πεδίου MF (Ένδειξη ύπαρξης περισσότερων κομματιών) στην επικεφαλίδα IP; Το πεδίο MF έχει μέγεθος 1 bit. Βοηθά το πρωτόκολλο ΙΡ να καταλάβει αν το πακέτο που έλαβε είναι ξεχωριστό αυτοδύναμο πακέτο ή κομμάτι. Αν MF=1 σημαίνει ότι είναι κομμάτι. Όλα τα κομμάτια (fragments) στα οποία έχει διασπασθεί ένα αυτοδύναμο πακέτο έχουν MF=1, εκτός από το τελευταίο που έχει MF=0. Αν MF=0 τότε: α. Είναι το τελευταίο κομμάτι όλων των κομματιών ενός αυτοδύναμου πακέτου ή β. είναι αυτοδύναμο πακέτο που δεν έσπασε. (εξαρτάται κι από άλλα πεδία ) 9. Ποιος ο ρόλος του πεδίου Δείκτης Εντοπισμού Tμήματος (ΔΕΤ) στην επικεφαλίδα IP; Το πεδίο Δείκτης Εντοπισμού Τμήματος προσδιορίζει σε ποιο σημείο του αρχικού αυτοδύναμου πακέτου ανήκει το συγκεκριμένο κομμάτι και μετριέται σε οκτάδες οκτάδων(οκτάδες bytes). 10. Ποιος ο ρόλος του πεδίου Έκδοση στην επικεφαλίδα IP; Το πεδίο Έκδοση δείχνει την έκδοση του πρωτοκόλλου ΙΡ (IPv4 ή IPv6) στην οποία ανήκει το αυτοδύναμο πακέτο. Είναι σημαντικό όλοι οι διαχειριστές του πακέτου να ακολουθούν την ίδια έκδοση πρωτοκόλλου. Σελίδα 31 από 81