Δίκτυα Επικοινωνιών ή Δίκτυα Επικοινωνίας Υπολογιστών (ΖΥΓΟΣ Α.Μ.) (22A410)

Σκοποί ενότητας 1

• Περιγραφή των βιβλίων και του σκοπού του μαθήματος «Δίκτυα Επικοινωνιών»
• Σύντομη περιγραφή του Διαδικτύου και των συστατικών του
• Περιγραφή της έννοιας του «πρωτοκόλλου επικοινωνίας»
• Επεξήγηση της περιφέρειας του Διαδικτύου
• Επεξήγηση του πυρήνα του Διαδικτύου
• Επεξήγηση της δομής του Διαδικτύου ως δίκτυο δικτύων

Περιεχόμενα ενότητας 1

• Τι είναι το Διαδίκτυο;
• Τα κύρια συστατικά του Διαδικτύου
• Τι είναι πρωτόκολλο;
• Δομή του Διαδικτύου
• Περιφέρεια δικτύου (Hosts/end-systems, client-server model, peer-to-peer model - connection-oriented service vs. connectionless service”
• Περιγραφή του πυρήνα του δικτύου (core network)
• Περιγραφή της μεταγωγής κυκλώματος (circuit switching)
• Μεταγωγή κυκλώματος FDM έναντι TDM
• Μεταγωγή πακέτου
• Μεταγωγή πακέτου έναντι μεταγωγής κυκλώματος
• Απώλεια πακέτων
• Διεκπεραιωτική ικανότητα
• Δρομολόγηση (datagram network και virtual circuit network) και προώθηση πακέτων
• Δομή του Διαδικτύου (δίκτυο δικτύων)

Σκοποί ενότητας

• Σύντομη επεξήγηση των δικτύων πρόσβασης και των φυσικών μέσων μετάδοσης
• Περιγραφή των εννοιών «απώλειες πακέτων» και «καθυστέρηση πακέτων»
• Περιγραφή των βασικών συνιστωσών καθυστέρησης ενός πακέτου
• Περιγραφή της έννοιας «διεκπεραιωτική ικανότητα» (Throughput)

Περιεχόμενα ενότητας

• Δίκτυα πρόσβασης (residential access, institutional access-LAN, wireless access networks)
• Φυσικά μέσα μετάδοσης (χάλκινα - ομοαξονικά καλώδιο, οπτική ίνα, ραδιοζεύξεις)
• Είδη καθυστερήσεων στην μετάδοση πακέτων σε δίκτυα μεταγωγής πακέτων
• Παραδείγματα υπολογισμού του χρόνου μετάδοσης δεδομένων και της διεκπεραιωτικής ικανότητας του δικτύου
  
  

Σκοποί ενότητας

• Επεξήγηση της καθυστέρησης αναμονής (queueing delay)
• Επεξήγηση της έννοιας του φορτίου κίνησης και των ιδιοτήτων αυτού
• Περιγραφή του βασικού μοντέλου αφίξεων κλήσεων
• Περιγραφή του βασικού μοντέλου εξυπηρέτησης κλήσεων
• Περιγραφή του νόμου του Little και της επέκτασης αυτού
• Περιγραφή της φόρμουλας απωλειών Erlang B
• Περιγραφή συστημάτων αναμονής
• Το σύστημα αναμονής Μ/Μ/1

Περιεχόμενα ενότητας

• Ορισμός φορτίου κίνησης και ιδιότητες αυτού - Παραδείγματα
• Το μοντέλο τυχαίας άφιξης κλήσεων
• Κατανομή Poisson
• Το βασικό μοντέλο εξυπηρέτησης κλήσεων - Εκθετική κατανομή (αρνητική)
• Ο νόμος του Little
• Η επέκταση του νόμου του Little
• Παραδείγματα
• Η Erlang B formula
• Ανάλυση του συστήματος εξυπηρέτησης με μία κοινή ουρά αναμονής, Μ/Μ/1
• Το γινόμενο (Bandwidth x Delay) σε μία ζεύξη

Σκοποί ενότητας

• Περιγραφή της στοίβας πρωτοκόλλων του Διαδικτύου
• Περιγραφή του μοντέλου αναφοράς ISO/OSI
• Επεξήγηση της έννοιας της ενθυλάκωσης
• Περιγραφή της έννοιας της Ασφάλειας Δικτύου
• Σύντομη περιγραφή της ιστορίας του Διαδικτύου

Περιεχόμενα ενότητας

• Οργάνωση σε στρώματα (γιατί;) - Η έννοια της διαστρωμάτωσης
• Μοντέλο αναφοράς ISO/OSI
• Στοίβα πρωτοκόλλων Διαδικτύου
• Ενθυλάκωση
• Ασφάλεια Δικτύου
• Περιγραφή της ιστορίας του Διαδικτύου (άρρηκτα συνδεδεμένη με τις επικοινωνίες)

Σκοποί ενότητας

• Επεξήγηση του σκοπού και των λειτουργιών του στρώματος ζεύξης δεδομένων
• Επεξήγηση της σχέσης του στρώματος ζεύξης δεδομένων με το υπερκείμενο στρώμα δικτύου
• Περιγραφή των τεχνικών ανίχνευσης και διόρθωσης λαθών
• Περιγραφή των πρωτοκόλλων πολλαπλής προσπέλασης
• Δίκτυα Τοπικής Περιοχής (Local Area Networks – LANs)
• Συσκευές διασύνδεσης σε LANs

Περιεχόμενα ενότητας

• Βασική ορολογία στο στρώμα ζεύξης δεδομένων
• Βασικοί τύποι ζεύξεων
• Σχέση στρώματος ζεύξης δεδομένων με το υπερκείμενο στρώμα δικτύου
• Βασικές λειτουργίες των πρωτοκόλλων του στρώματος ζεύξης δεδομένων
• Τεχνικές ανίχνευσης και διόρθωσης λαθών
• Πρωτόκολλα πολλαπλής προσπέλασης (Πρωτόκολλα Επιμερισμού του καναλιού, Πρωτόκολλα Τυχαίας Προσπέλασης, Πρωτόκολλα εκ περιτροπής δηλ. που μεταδίδεις όταν έλθει η σειρά σου)
• Περιγραφή των Δικτύων Τοπικής Περιοχής (LANs) και των συσκευών διασύνδεσης LANs
• Πίνακας Μεταγωγέα (Switch) για προώθηση πακέτων – Διασύνδεση Μεταγωγέων

Σκοποί ενότητας

• Παρουσίαση του αλγορίθμου/πρωτοκόλλου σχηματισμού δέντρου επικάλυψης των Γεφυρών (Bridges)
• Το πρωτόκολλο ETHERNET

Περιεχόμενα ενότητας

• Τι είναι το Δένδρο Επικάλυψης (Spanning Tree)
• Επεξήγηση του αλγορίθμου (Πρωτόκολλο IEEE 802.1d) δέντρου επικάλυψης
• Επεξήγηση του πρωτοκόλλου ETHERNET ( IEEE 802.3) – Μήκος πλαισίου, Μέγιστο μήκος διασύνδεσης κόμβων – Ρυθμαπόδοση (Throughput) – Μετάδοση πλαισίου με τον αλγόριθμο “Binary Backoff”

Σκοποί ενότητας

• Κατανόηση των βασικών αρχών πίσω από τις υπηρεσίες του στρώματος δικτύου:
• Μοντέλα υπηρεσιών του στρώματος δικτύου
• Προώθηση έναντι της δρομολόγηση (forwarding vs routing)
• Πως δουλεύει ένας δρομολογητής (router)
• Κατανόηση των βασικών διαφορών μεταξύ των αλγορίθμων δρομολόγησης κατάστασης ζεύξης και των αλγορίθμων διανύσματος απόστασης
• Κατανόηση του αλγορίθμου Dijkstra
• Κατανόηση του κατανεμημένου αλγορίθμου Bellman-Ford
  
  

Περιεχόμενα ενότητας

• Λειτουργίες στρώματος δικτύου
• Αλληλεπίδραση μεταξύ δρομολόγησης και προώθησης
• Μοντέλα υπηρεσιών στρώματος δικτύου
• Εικονικά κυκλώματα (virtual circuits)
• Δίκτυα Δεδομενογράμματος (Datagram)
• Αρχιτεκτονική δρομολογητή
• Αλληλεπίδραση μεταξύ δρομολόγησης και προώθησης
• Αφηρημένο μοντέλο γράφων
• Κατάταξη αλγορίθμων δρομολόγησης
• Ο αλγόριθμος του Dijsktra
• Ο κατανεμημένος αλγόριθμος των Bellman-Ford
  
  
  

Σκοποί ενότητας

• Κατανόηση του πρωτοκόλλου IPv4
• Περιγραφή της δομής ενός IP datagram
• Κατανόηση των εννοιών της κατάτμησης και ανασύνθεσης ενός IP datagram
• Επεξήγηση της διευθυνσιοδότησης IP
• Κατανόηση της Μετάφρασης Διευθύνσεων Δικτύου
• Περιγραφή του πρωτοκόλλου Ελέγχου Μηνυμάτων Διαδικτύου
• Περιγραφή του πρωτοκόλλου IPv6

Περιεχόμενα ενότητας

• Λειτουργίες του στρώματος δικτύου του Διαδικτύου
• Δομή IPv4 datagram
• Κατάτμηση και ανασύνθεση του IP datagram
• Διευθυνσιοδότηση IP
• DHCP: Dynamic Host Configuration Protocol
• ICMP: Internet Control Message Protocol (Πρωτόκολλο Ελέγχου Μηνυμάτων Διαδικτύου)
• Μετάβαση από το IPv4 στο IPv6
• Δομή IPv6 Κεφαλίδας
• Συνοπτικές μορφές πρωτοκόλλου IPv6

Σκοποί ενότητας

• Δρομολόγηση στο Διαδίκτυο
• Ιεραρχική Δρομολόγηση - Επίπεδη Δρομολόγηση
• Το πρωτόκολλο δρομολόγησης Open Shortest Path First (OSPF) στο Διαδίκτυο
• Το πρωτόκολλο δρομολόγησης στο Διαδίκτυο Routing Information Protocol (RIP)
• Το πρωτόκολλο δρομολόγησης στο Διαδίκτυο Border Gateway Protocol (BGP)

Περιεχόμενα ενότητας

• Αντιμετώπιση του προβλήματος της δρομολόγησης στο Διαδίκτυο με την ιεραρχική δρομολόγηση
• Αυτόνομα συστήματα (AS)
• Ανάλυση του πρωτοκόλλου δρομολόγησης στο Διαδίκτυο Open Shortest Path First (OSPF)
• Ανάλυση του πρωτοκόλλου δρομολόγησης στο Διαδίκτυο Routing Information Protocol (RIP)
• Ιεραρχικό OSPF
• Δρομολόγηση μεταξύ Αυτόνομων Συστημάτων (inter-AS)
• Ανάλυση του πρωτοκόλλου δρομολόγησης Border Gateway Protocol (BGP)

Σκοποί ενότητας

• Κατανόηση των εννοιών της πολυπλεξίας και απο-πολυπλεξίας
• Κατανόηση της ασυνδεσμικής και συνδεσμικής απο-πολυπλεξίας
• Κατανόηση της αξιόπιστης μεταφοράς δεδομένων

Περιεχόμενα ενότητας

• Υπηρεσίες και πρωτόκολλα μεταφοράς
• Πρωτόκολλα στρώματος μεταφοράς στο Διαδίκτυο
• Πολυπλεξία/Αποπολυπλεξία
• Ασυνδεσμική αποπολυπλεξία (UDP)
• Συνδεσμικη αποπολυπλεξία (TCP)
• Περιγραφή του User Datagram Protocol (UDP)
• Αρχές αξιόπιστης μεταφοράς δεδομένων - Παραδείγματα κατανόησης του θέματος της αξιοπιστίας
• Αρίθμηση πακέτων (Sequence numbers) - Επιβεβαίωση λήψης (Acknowledgement)
• Κατανόηση της σημασίας ενός πρωτοκόλλου στην ρυθμαπόδοση (Throughput)

Σκοποί ενότητας

• Παρουσίαση των πρωτοκόλλων Go-Back N και Selective Repeat
• Κατανόηση του πρωτοκόλλου TCP
• Κατανόηση της αξιόπιστης μεταφοράς δεδομένων στο TCP
• Κατανόηση του ελέγχου ροής στο TCP
• Κατανόηση της διαχείρισης σύνδεσης στο TCP

Περιεχόμενα ενότητας

• Πρωτόκολλα με διοχέτευση: Go-Back-N και Επιλεκτική Επανάληψη (Selective Repeat)
• Δομή του πακέτου-segment TCP
• Χρόνος Διαδρομής μετ’ επιστροφής (Round Trip Time) και Λήξη Χρόνου (Timeout) του TCP
• Αξιόπιστη μεταφορά δεδομένων του TCP
• Έλεγχος ροής του TCP
• Διαχείριση σύνδεσης TCP (εγκατάσταση - τερματισμός)

Σκοποί ενότητας

• Κατανόηση των αρχών ελέγχου συμφόρησης (Congestion Control)
• Έλεγχος συμφόρησης με το TCP

Περιεχόμενα ενότητας

• Αρχές του Ελέγχου Συμφόρησης
• Αίτια/κόστη συμφόρησης
• Προσεγγίσεις στον έλεγχο συμφόρησης
• Έλεγχος συμφόρησης TCP: προσθετική αύξηση, πολλαπλασιαστική μείωση (AIMD)
• Αργή εκκίνηση του TCP
• TCP: ανίχνευση απωλειών, αντίδραση σε απώλειες
• TCP: Μετάβαση από αργή εκκίνηση σε αποφυγή συμφόρησης (Slow Start to Congestion Avoidance)
• Πρωτόκολλα TCP Congestioon Control: TCP Tahoe, TCP Reno και  TCP New Reno
• Διεκπεραιωτική ικανότητα TCP
• Δικαιοσύνη του TCP (Διαμοιρασμός εύρους ζώνης)

Σκοποί ενότητας

• Εξοικονόμηση διευθύνσεων IP με την βοήθεια του Στρώματος Μεταφοράς
• ΕΠΕΞΗΓΗΣΗ ΑΠΟΡΙΩΝ

Περιεχόμενα ενότητας

• Εξοικονόμηση διευθύνσεων IP με το πρωτόκολλο NAT: Network Address Translation (Μετάφραση Διευθύνσεων Δικτύου)
• ΑΠΑΝΤΗΣΗ ΣΕ ΑΠΟΡΙΕΣ ΦΟΙΤΗΤΩΝ ΠΟΥ ΕΧΟΥΝ ΣΤΑΛΕΙ ΜΕΣΩ email
• ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗ ΠΑΛΑΙΩΝ ΘΕΜΑΤΩΝ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ