Ερωτήσεις / Απαντήσεις Πιστοποίησης (Επικοινωνίες Δεδομένων) 1. Ποια είναι η διαφορά μεταξύ ψηφιακής και αναλογικής μετάδοσης; Σχεδιάστε ένα αναλογικό και ένα ψηφιακό σήμα. Αναλογικά είναι τα σήματα τα οποία μεταβάλλονται συνεχώς στο χρόνο και έχουν τη μορφή ημιτονοειδούς καμπύλης. Τα ψηφιακά σήματα παίρνουν διακριτές τιμές στο χρόνο και έχουν τη μορφή συνεχών τετραγώνων. Αναλογικό σήμα έχουν οι γραμμές του ΟΤΕ. Ψηφιακό σήμα έχει ο Η/Υ. 2. Ποια η κατεύθυνση μετάδοσης στην Απλή (Simplex), Ημίδιπλη (Half-Duplex) και Πλήρως Διπλή (Full-Duplex) επικοινωνία; Να αναφέρετε από ένα παράδειγμα μετάδοσης σήματος για κάθε κατηγορία. Στην απλή (μονόδρομη) επικοινωνία υπάρχει μόνο μια κατεύθυνση. Ο αποστολέας στέλνει κι ο παραλήπτης δέχεται. Όπως η τηλεόραση, με παραλήπτη τον τηλεθεατή. Στην ημίδιπλη (ημι-αμφίδρομη) επικοινωνία, υπάρχουν δύο κατευθύνσεις. Και ο αποστολέας, και ο παραλήπτης μπορούνε να στέλνουν και να λαμβάνουν. Όχι όμως ταυτόχρονα. Όπως στον ασύρματο, όπου αν δεν τελειώσει το ένα άκρο την αποστολή δεν μπορεί το άλλο άκρο να επικοινωνήσει. Στην διπλή (πλήρως αμφίδρομη) επικοινωνία, υπάρχουν δύο κατευθύνσεις. Και ο αποστολέας, και ο παραλήπτης μπορούνε να στέλνουν και να λαμβάνουν, και ταυτόχρονα. Όπως στο τηλέφωνο. 3. Να αναφέρετε τη διαφορά όσον αφορά στον τρόπο μετάδοσης της ακτίνας φωτός μέσα στις πολύτροπες και μονότροπες οπτικές ίνες. Ποιο είδος οπτικής ίνας μπορεί να μεταδώσει σε μεγαλύτερη απόσταση χωρίς επαναλήπτη; Οι πολύτροπες οπτικές ίνες έχουν μεγαλύτερη διάμετρο από ότι οι μονότροπες. Οι οπτικές ίνες λειτουργούν με ανακλάσεις φωτός. Οι γωνίες στις ανακλάσεις του φωτός είναι μεγαλύτερες στις μονότροπες οπτικές ίνες. Έτσι στις μονότροπες οπτικές ίνες το φως μεταδίδεται σχεδόν ευθεία. Επομένως σε πολύ συντομότερο χρόνο από ότι στις πολύτροπες οπτικές ίνες θα μεταδίδεται το φως. Επομένως μπορεί να καλύψει και μεγαλύτερη απόσταση.
4. Περιγράψτε τη λειτουργία του δρομολογητή (Router) και του μεταγωγέα (switch) Μεταγωγέας (Switch) είναι μία ηλεκτρονική συσκευή που χρησιμοποιείται σε δίκτυα υπολογιστών. Συγκεντρώνει τα καλώδια των σταθμών εργασίας και των Server (μπορεί να παρεμβάλλεται και patch panel (κατανεμητής)) και οδηγούνται στον δρομολογητή (router) (μπορεί να παρεμβάλλεται και τοίχος προστασίας (Firewall)). Η διαχείριση της πληροφορίας που φθάνει στις θύρες του γίνεται σε μετάδοση πλαισίων και λειτουργεί στο 2 ο επίπεδο στη σύνδεση των δεδομένων. Τα πλαίσια έχουν την φυσική διεύθυνση των συσκευών την MAC Address. Ο μεταγωγέας γνωρίζοντας σε ποια θύρα είναι συνδεδεμένη κάθε συσκευή μέσω των διευθύνσεων MAC όταν δέχεται ένα πλαίσιο το προωθεί στη θύρα στην οποία είναι συνδεδεμένη η συσκευή για την οποία προορίζεται. Έτσι οι συγκρούσεις μειώνονται δραματικά σε σύγκριση με άλλες συσκευές όπως είναι πχ οι επαναλήπτες. Δρομολογητής (router): Διασυνδέει δίκτυα μεταξύ τους και βγάζει το δίκτυο στο internet. Βρίσκει το καλύτερο για να προωθήσει τα πακέτα αλλά δεν προστατεύεται από το τοίχος προστασίας (firewall) όπως ο μεταγωγέας (switch). Η διαχείριση της πληροφορίας που φθάνει στις θύρες του γίνεται σε μετάδοση πακέτων και λειτουργεί στο 3 ο επίπεδο το επίπεδο δικτύου. Ο δρομολογητής μπορεί να συνδέσει διαφορετικού είδους δίκτυα μεταξύ τους τα οποία μπορούν να βρίσκονται σε
μεγάλη απόσταση μεταξύ τους. Ο δρομολογητής ανάλογα με την υπάρχουσα κίνηση στο δίκτυο αποφασίζει και δρομολογεί τα πακέτα από τον συντομότερο δρόμο προκειμένου να φθάσουν στο προορισμό τους. 5. Τι γνωρίζεται για το πρωτόκολλο ARP (Address Resolution Protocol) Το έργο του πρωτοκόλλου ARP είναι να μετατρέπει τη διεύθυνση IP μιας συσκευής στην αντίστοιχη φυσική διεύθυνση. Το πρωτόκολλο ARP μεταφράζεται και ως - Πρωτόκολλο ανάλυσης διευθύνσεων - Πρωτόκολλο αναγωγής διευθύνσεων Η μετατροπή των IP διευθύνσεων στις αντίστοιχες φυσικές θα μπορούσε να πραγματοποιηθεί με το να διατηρείται σε κάθε υπολογιστή ενός δικτύου ένας πίνακας (αρχείο διευθύνσεων IP φυσικών διευθύνσεων) που να περιέχει την αντίστοιχη διεύθυνση IP και φυσική διεύθυνσης για όλους τους υπολογιστές αυτού του δικτύου. Το πρωτόκολλο ARP κάνει δυναμική μετατροπή διευθύνσεων. Κάθε υπολογιστής του δικτύου κρατάει στη μνήμη του RAM όσο λειτουργεί έναν ειδικό πίνακα που λέγεται πίνακας ARP. Ο πίνακας αυτός περιέχει μία στήλη για τις διευθύνσεις IP των συσκευών του δικτύου και μια άλλη για τις αντίστοιχες φυσικές διευθύνσεις. Κάθε γραμμή εγγραφή του πίνακα αντιστοιχεί σε μία συσκευή (κάρτα δικτύου). Όταν μια συσκευή αποστολέας θέλει να στείλει ένα αυτοδύναμο πακέτο σε μία άλλη συσκευή παραλήπτης του βρίσκεται στο ίδιο με αυτήν δίκτυο χρησιμοποιεί το πρωτόκολλο ARP για να μετατρέψει τη διεύθυνση IP της συσκευής παραλήπτη στην αντίστοιχη φυσική διεύθυνση. Το πρωτόκολλο ARP της συσκευής αποστολέας ψάχνει αρχικά στον πίνακα ARP για να βρει την εγγραφή που περιέχει τη διεύθυνση IP της συσκευής παραλήπτη. Αν την βρει επιστρέφει την αντίστοιχη φυσική διεύθυνση. Αν δεν την βρει δημιουργεί ένα ειδικό μήνυμα που λέγεται ερώτηση αίτηση ARP και απευθύνεται σε όλες τις συσκευές του δικτύου. Η ερώτηση ARP περιέχει τη διεύθυνση IP του παραλήπτη. Κάθε συσκευή του δικτύου ελέγχει αν η διεύθυνση IP παραλήπτη της ερώτησης ARP είναι ίδια με τη δική της. Η συσκευή που θα βρει ίδια τη διεύθυνση αυτή δημιουργεί ένα ειδικό μήνυμα που λέγεται απάντηση ARP. Η απάντηση ARP περιέχει τη φυσική διεύθυνση της συσκευής παραλήπτη. Την απάντηση ARP η συσκευή παραλήπτης την στέλνει στη συσκευή αποστολέας. Η συσκευή αποστολέας δημιουργεί μια νέα εγγραφή στον πίνακα ARP και καταχωρεί σε αυτή τη φυσική διεύθυνση της συσκευής παραλήπτη που μόλις έλαβε. Η ερώτηση ARP περιέχει τα ακόλουθα πεδία: - Διεύθυνση IP αποστολέα - Φυσική διεύθυνση παραλήπτη - Διεύθυνση IP παραλήπτη - Φυσική διεύθυνση παραλήπτη
Τα τρία πρώτα πεδία έχουν τις ανάλογες τιμές ενώ το τέταρτο πεδίο είναι κενό. Επιπλέον η συσκευή αποστολέας πριν στείλει μια ερώτηση ARP βάζει το αυτοδύναμο πακέτο που θέλει να στείλει σε ουρά αναμονής. 6. Τι γνωρίζεται για το πρωτόκολλο SLIP Είναι πρωτόκολλο που χρησιμοποιείται για να τρέχει το IP σε σειριακές γραμμές για τη διασύνδεση συστημάτων Το SLIP είναι ένα πρωτόκολλο που παλιότερα ήταν ιδιαίτερα εξαπλωμένο αλλά τώρα έχει αντικατασταθεί από το PPP. Σχεδιάστηκε για host-to-host, host-to-router, router-to-router, ή workstation-to-router επικοινωνία, μέσω σύγχρονης ή ασύγχρονης, μισθωμένης ή dial-up σειριακής γραμμής, σε ταχύτητες 1200 bps έως 19.2 Kbps, αλλά μπορεί να χρησιμοποιηθεί και σε μεγαλύτερες ταχύτητες. Το SLIP παρέχει πλαισίωση (framing) σε IP πακέτα, σε point-to-point σειριακές γραμμές. Ουσιαστικά είναι ανάλογο με ένα Ethernet ή ένα token ring. Σε ένα τοπικό δίκτυο τα αυτόνομα IP πακέτα εμπεριέχονται σε Ethernet πλαίσια. Σε μία σειριακή γραμμή τα αυτόνομα IP πακέτα εμπεριέχονται σε SLIP (ή PPP) πλαίσια. To SLIP μπορεί να συμπεριλάβει μόνο IP πακέτα και για το λόγο αυτό δεν συνεργάζεται με άλλα πρωτόκολλα. To SLIP προσδιορίζει το τέλος ενός πλαισίου δεδομένων με έναν ειδικό χαρακτήρα (2 bytes) που ονομάζεται χαρακτήρας τέλους (END character). Επίσης, δεν παρέχει ανίχνευση λαθών και επαναμετάδωση. Μερικά από τα μειονεκτήματα του είναι τα ακόλουθα: - Διευθυνσιοδότηση: Δεν παρέχει μηχανισμό για ανταλλαγή πληροφοριών σχετικών με διευθύνσεις ανάμεσα σε δύο hosts. - Πρωτόκολλα: Δεν συνεργάζεται με άλλα πρωτόκολλα. - Ανίχνευση και διόρθωση λαθών: Δεν παρέχει τέτοιου είδους μηχανισμούς. - Συμπίεση: Δεν δίνει τη δυνατότητα συμπίεσης των πακέτων. 7. Τι γνωρίζεται για το πρωτόκολλο PPP (Point to point Protocol) Πρωτόκολλο για τη διασύνδεση Η/Υ ή τερματικών Point to point, όπου εγκαθιδρά σύνδεση κι ελέγχει πρωτόκολλα απ άκρο σ άκρο. Το PPP σχεδιάστηκε με σκοπό να ξεπεράσει τις αδυναμίες του SLIP και παρέχει μηχανισμούς για την μεταφορά αυτόνομων πακέτων πολλαπλών πρωτοκόλλων μέσα από point-to-point σειριακές γραμμές. Εκτός από αυτό παρέχει μηχανισμούς για πολύπλεξη πρωτοκόλλων δικτύων (network protocol multiplexing), διαμόρφωση σύνδεσης (link configuration), έλεγχο ποιότητας σύνδεσης (link-quality testing), εξακρίβωση γνησιότητας (authentication), συμπίεση επικεφαλίδας (header compression), ανίχνευση λαθών (error detection) και διαπραγμάτευση σύνδεσης (link-option negotiation).
Τα βασικά στοιχεία από τα οποία αποτελείται το PPP είναι τα ακόλουθα: - Το πρωτόκολλο High Level Data Link Control (HDLC) το οποίο χρησιμοποιείται για την κωδικοποίηση των δεδομένων στη γραμμή. - Το Link Control Protocol (LCP) το οποίο παρέχει τις λειτουργίες εγκαθίδρυσης και ελέγχου της σύνδεσης. LCP πλαίσια στέλνονται πριν αποσταλούν τα δεδομένα. - Το Network Control Protocol (NCP) το οποίο διαχειρίζεται τα διάφορα πρωτόκολλα τα οποία μπορούν να ενσωματωθούν στο PPP. 8. Τι είναι το δίκτυο υπολογιστών; Ποιους στόχους εξυπηρετεί; Πού βρίσκουν εφαρμογή τα δίκτυα υπολογιστών; Δίκτυο είναι ένα σύνολο υπολογιστών και συσκευών που διασυνδέονται για ανταλλαγή δεδομένων και επιτρέπουν σε πολλούς χρήστες να διαμοιράζονται κοινές βάσεις δεδομένων. Ο βασικότερος στόχος είναι η επικοινωνία κι η μεταφορά δεδομένων από τον διπλανό χρήστη μέχρι τον πιο μακρινό υπολογιστή του κόσμου. Εφαρμογές σε: σχολεία, πανεπιστήμια, τράπεζες, αστυνομικά κέντρα, ταχυδρομείο, Υπουργεία, εταιρείες εθνικές και διεθνής, επιχειρήσεις, οργανισμούς, στα στρατόπεδα κα. Κυρίως βρίσκουν εφαρμογή σε σπίτια. Σε άλλα για εκπαιδευτικούς σκοπούς και σε άλλα για επαγγελματικούς από το σπίτι. 9. Ποια είναι τα βασικά συστατικά στοιχεία ενός δικτύου; Δώστε παραδείγματα ανά κατηγορία. - Κόμβοι επικοινωνίας (π.χ. Η/Υ, δικτυακοί εκτυπωτές, άλλους χώρους, κτίρια ή πόλεις) - Φυσικό μέσο μετάδοσης ή σύνδεσμος (π.χ. χάλκινα καλώδια, οπτικές ίνες, μικροκύματα) - Διατάξεις σύνδεσης (π.χ. Hubs, switches, routers, bridges ) - Λογισμικό δικτύου (π.χ. Windows NT, Unix, Windows 2000 Server, Windows XP, Linux) - Λογισμικό εφαρμογών δικτύου (π.χ. HyperTerminal, Firewall ) Κανένας υπολογιστής και δίκτυο δεν επικοινωνεί με άλλους υπολογιστές ή/και δίκτυα χωρίς την παροχή των απαραίτητων πρωτοκόλλων επικοινωνίας (π.χ. TCP/IP, SNMP, POP3, SMTP, FTP, TELNET κλπ)
10. Πώς ταξινομούνται τα δίκτυα υπολογιστών με βάση τη γεωγραφική έκταση που καλύπτουν; 11. Ποιες είναι οι λειτουργίες του επιπέδου Μεταφοράς (transport layer) στο μοντέλο αναφοράς OSI; Πώς αυτό συνδέεται με τα επίπεδα Δικτύου και Συνόδου; - Σωστή λήψη πακέτου, σε περίπτωση λάθους ζητείται επαναμετάδοση - Ελέγχει τη ροή των δεδομένων - Αποκαθιστά και τερματίζει τη σύνδεση στο επίπεδό του - Αξιόπιστη μετάδοση - Πολυπλεξία ίδιας ζεύξης Παραλαμβάνει το πακέτο απ το επίπεδο συνόδου. Το τεμαχίζει αν χρειαστεί και το ελέγχει για την ορθότητα. Παραδίδει το πακέτο στο επίπεδο δικτύου για να φτάσει στον παραλήπτη. Αν το πακέτο επηρεαστεί ζητείται επαναμετάδοση. 12. Ποιες είναι οι βασικές διαφορές σύγχρονης και ασύγχρονης μετάδοσης δεδομένων; Στη ασύγχρονη μετάδοση: - Ο πομπός κι ο δέκτης είναι πιο απλοί - Μικρότερο το κόστος εξοπλισμού. - Τα δεδομένα στέλνονται bit προς bit μαζί με παλμούς αρχής, τέλους και ισοτιμίας. Στη σύγχρονη μετάδοση: - Αξιοποιεί καλύτερα το κανάλι - Είναι γνωστός ο αριθμός που μεταδίδεται ανά χρονική στιγμή - Καλύτερη απόδοση αναγνώρισης σφαλμάτων - Καλύτερη σε μεθόδους γνώσης και διόρθωσης σφαλμάτων - Τα δεδομένα στέλνονται ανά ομάδες δεδομένων με παλμούς συγχρονισμού 13. Περιγράψτε τα επίπεδα του πρωτοκόλλου Χ.25. - Γραμμή δεδομένων: Προσαρμογή και μετάδοση δεδομένων στο κανάλι μετάδοσης. Παράδοση δεδομένων στο φυσικό αριθμός - Δικτύου: Δρομολόγηση και Διευθυνσιοδότηση - Φυσικό επίπεδο: Μεταφορά σημάτων στο μέσο μετάδοσης
14. Ποια είναι η βασική αρχή λειτουργίας των δικτύων ΑΤΜ; Σύστημα πολυπλεξίας βασισμένο στη μετάδοση δεδομένων χωρίς επιβεβαίωση της λήψης τους. Βασίζεται και στη μεταγωγή νοητού κυκλώματος δηλαδή μια νοητή σύνδεση πριν τη μετάδοση πληροφορίας. 15. Τι γνωρίζετε για το TCP (Transmission Control Protocol); Ποιες λειτουργίες εξυπηρετεί; - Σωστή λήψη πακέτου, σε περίπτωση λάθους ζητείται επαναμετάδοση - Ελέγχει τη ροή των δεδομένων - Αποκαθιστά και τερματίζει τη σύνδεση στο επίπεδό του - Αξιόπιστη μετάδοση - Πολυπλεξία ίδιας ζεύξης - Για να λειτουργήσει χρειάζεται σύνδεση, είναι connection-oriented - Υποστηρίζει FTP (File Transfer Protocol), SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) 16. Αναλύστε την παράλληλη και τη σειριακή μετάδοση. Στην παράλληλη επικοινωνία τα δεδομένα στέλνονται byte προς byte κερδίζοντας έτσι χρόνο αλλά με μεγαλύτερο κόστος. Στη σειριακή (ή σειριακή) επικοινωνία τα δεδομένα στέλνονται bit προς bit και στην καλύτερη περίπτωση ανά ομάδες (blocks). Κερδίζοντας έτσι σε κόστος αλλά όχι σε χρόνο. Στην παράλληλη έχουμε 8 καλώδια (1 για κάθε bit) ενώ στη σειριακή μόνο ένα (1 για 8 bit). 17. Ποια είναι τα κυριότερα είδη μεταγωγής; - Τεχνικές μεταγωγής πακέτων: Πληροφορία τεμαχισμένη σε πακέτα o Δίκτυο μεταγωγής αυτοδύναμων πακέτων: Πακέτα που μπορούν να πάρουν διαφορετικές διαδρομές αλλά να καταλήξουν στον ίδιο προορισμό. o Δίκτυο μεταγωγής πακέτου με νοητά κυκλώματα: Νοητή αρίθμηση προτεραιότητας Η/Υ αλλά κοινή διαδρομή. - Τεχνικές μεταγωγής κυκλωμάτων: Πληροφορία ολόκληρη στο Server και χρήση κυκλωμάτων o Δίκτυα μεταγωγής κυκλωμάτων: Μετάδοση δεδομένων μετά από εγκατάσταση φυσικής ζεύξης χωρίς καμία επεξεργασία. o Δίκτυα αποθήκευσης και προώθησης (ή μεταγωγής μηνυμάτων): Πληροφορία αποθηκεύεται ολόκληρη σε κάθε κόμβο και προωθείται σε άλλον κόμβο.
18. Ποιες οι διαφορές μεταγωγής μηνύματος και μεταγωγής πακέτων; Στα δίκτυα μεταγωγής πακέτων η πληροφορία τεμαχίζεται και διευθυνσιοδοτείται κάθε κομμάτι πακέτου στον προορισμό. Αντίθετα στα δίκτυα μεταγωγής μηνύματος η πληροφορία περνάει ολόκληρη από κόμβο σε κόμβο για να φτάσει στον προορισμό της. Στα δίκτυα μεταγωγής μηνυμάτων η πληροφορία αποθηκεύεται σε κάθε κόμβο αντίθετα από το δίκτυο μεταγωγής πακέτων που θα αποθηκευτεί μια φορά στον παραλήπτη. 19. Ποια είναι τα δύο είδη μεταγωγέων που χρησιμοποιούνται σε δίκτυα μεταγωγής κυκλώματος; Τεχνικές μεταγωγής κυκλωμάτων: Πληροφορία ολόκληρη στο Server και χρήση κυκλωμάτων - Δίκτυα μεταγωγής κυκλωμάτων: Μετάδοση δεδομένων μετά από εγκατάσταση φυσικής ζεύξης χωρίς καμία επεξεργασία. - Δίκτυα αποθήκευσης και προώθησης (ή μεταγωγής μηνυμάτων): Πληροφορία αποθηκεύεται ολόκληρη σε κάθε κόμβο και προωθείται σε άλλον κόμβο 20. Ποιες οι διαφορές μεταγωγής αυτοδύναμων πακέτων και μεταγωγής νοητού κυκλώματος; Στο νοητό κύκλωμα κάθε κόμβος στέλνει τα πακέτα χωρίς να υπολογίζει ποια είναι η κατάλληλη διαδρομή αντίθετα τα αυτοδύναμα πακέτα υπολογίζουν την κάθε διαδρομή και διαλέγουν την καταλληλότερη. 21. Ποιες είναι οι κατηγορίες υπηρεσιών που προσφέρει το ΑΤΜ; Υπηρεσία μεταφοράς στο νοητό κανάλι και μεταφοράς στο νοητό μονοπάτι (VC: Virtual Channel VP: Virtual Path). Απ το νοητό μονοπάτι στο νοητό κανάλι. Το ΑΤΜ προσφέρει υπηρεσίες δρομολόγησης σε δύο άκρα δικτύου. Προσφέρει γραμμή σύνδεσης μονοπατιού και γραμμή σύνδεσης καναλιού.