Δίκτυα Υπολογιστών ΙΙ

Κωδικός Μαθήματος: N2-4020
Εβδομαδιαίες ώρες διδασκαλίας: 5 (3Θ + 2Ε)
Πιστωτικές μονάδες: 5
Τυπικό εξάμηνο διδασκαλίας: 4ο
Κατηγορία μαθήματος: Μαθήματα Ειδικής Υποδομής
Προαπαιτούμενα: Δίκτυα Υπολογιστών Ι

Μαθησιακά αποτελέσματα

Το μάθημα στοχεύει στην κατανόηση σε βάθος των θεμελιωδών αρχών της δικτύωσης υπολογιστών μέσω της αρχιτεκτονικής και των πρωτοκόλλων των διαδικτύων, των βασικών λειτουργικών οντοτήτων των διαδικτύων με έμφαση στον δρομολογητή, τα πρωτόκολλα και τις παρεχόμενες από αυτά υπηρεσίες, τις γενικές αρχές των βασικών δικτυακών εφαρμογών καθώς και την αλληλεπίδραση πελάτη διακομιστή για την παροχή βασικών δικτυακών υπηρεσιών.

Στο μάθημα ακολουθείται η ολοκληρωμένη προσέγγιση, η οποία επιτυγχάνεται με χρήση της συνθετικής παραδοσιακής προσέγγισης στη θεωρία και την πρακτική εξάσκηση των σπουδαστών στο εργαστήριο δικτύων, όπου οι θεωρητικές έννοιες, πρωτόκολλα, δικτυακές εφαρμογές βρίσκουν εφαρμογή σε πραγματικά δίκτυα τα οποία σχεδιάζονται, υλοποιούνται και ελέγχονται από τους ίδιους τους σπουδαστές, με βάση το εκάστοτε στοχευμένο σενάριο της εργαστηριακής άσκησης.

Με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος ο φοιτητής/τρια θα είναι σε θέση να:

  • διακρίνει τις βασικές δικτυακές έννοιες και τις αρχές λειτουργίας του Διαδικτύου, να αντιλαμβάνεται πώς επιτυγχάνεται η διαλειτουργικότητα μεταξύ ετερογενών τεχνολογιών L2
  • να περιγράφει: τον τρόπο συνεργασίας των επιπέδων για την υποστήριξη των απαιτήσεων των εφαρμογών, τη συνεισφορά κάθε πρωτοκόλλου στην επικοινωνία των εφαρμογών πελάτη-εξυπηρέτη των τελικών συστημάτων, τη μορφή των διαφορετικών μηνυμάτων (τμήμα, πακέτο, πλαίσιο) των πρωτοκόλλων κάθε επιπέδου, τη χρησιμότητα κάθε πληροφορίας που περιέχεται στην κεφαλίδα των μηνυμάτων και τη λειτουργία που αυτή εξυπηρετεί, τις λειτουργίες ενός δρομολογητή, τον τρόπο προώθησης των αυτοδύναμων πακέτων IP, το ταξίδι ενός αυτοδύναμου πακέτου στο Internet από την αφετηρία στον προορισμό, τα βασικά συστατικά ενός δρομολογητή και τη χρήση κάθε ενός, τις υπηρεσίες που μπορεί να προσφέρει ένας δρομολογητής καθώς και τις βασικές διαφορές του με μία γέφυρα

Με την επιτυχή ολοκλήρωση της παρακολούθησης του συνόλου των εργαστηριακών μαθημάτων, ο φοιτητής/τρια θα πρέπει:

  • να έχει αποκτήσει εξοικείωση με: την ΙΡ διευθυνσιοδότηση, τη χρήση υποδικτύωσης για εξοικονόμηση ΙΡv4 διευθύνσεων, το υλικό των Ethernet μεταγωγέων και δρομολογητών του εργαστηρίου, το λειτουργικό σύστημα IOS των δρομολογητών μέσω της γραμμής εντολών (CLI) , τους δυνατούς τρόπους πρόσβασης σε δρομολογητή μέσω κονσόλας και μέσω δικτύου,
  • να αναγνωρίζει: τα συστατικά των μεταγωγέων και δρομολογητών (interfaces, μνήμη RAM, flash, μοντέλο κλπ) μέσω της γραμμής εντολών, τα διαφορετικά δίκτυα (broadcastdomains) που εξυπηρετούν οι δρομολογητές σε κάθε ένα από τα interfaces τους, τα πρωτόκολλα και τις υπηρεσίες που έχουν διαμορφωθεί/είναι ενεργά σε έναν δρομολογητή, το λόγο ύπαρξης/δημιουργίας κάθε δομής δεδομένων (πίνακες δρομολόγησης, πίνακες ARP, κ.λ.π) που υπάρχει στη μνήμη του δρομολογητή
  • να μπορεί μέσω της κατάλληλης διαμόρφωσης του δρομολογητή: να εφαρμόζει την απαιτούμενη στατική ή/και δυναμική δρομολόγηση, να εγκαθιστά βασικές δικτυακές υπηρεσίες (DHCP, NAT), να εφαρμόζει πολιτικές ασφάλειας μεταξύ hosts ενός φυσικού τοπικού δικτύου (virtual LANs), να εφαρμόζει ελεγχόμενη πρόσβαση στο δρομολογητή
  • να μπορεί: να σχεδιάζει, διαμορφώνει, ελέγχει, παρακολουθεί τη λειτουργία απλών διαδικτύων, να χρησιμοποιεί αναλυτές πακέτων δεδομένων (π.χ WhireShark) για να περιγράψει τη συμμετοχή των πρωτοκόλλων σε μία επικοινωνία εφαρμογών

Περιεχόμενο μαθήματος
  1. Πρωτόκολλα και διαστρωμάτωση

    Η επιστημονική βάση της διαστρωμάτωσης. Συνοπτική παρουσίαση των επιπέδων δικτύου, μεταφοράς και εφαρμογών με έμφαση στις θεμελιώδεις λειτουργίες κάθε επιπέδου

    Παρεχόμενες υπηρεσίες: από τα επίπεδα συνδέσμου μετάδοσης δεδομένων, δικτύου και μεταφοράς προς τα επίπεδα δικτύου, μεταφοράς και τα υψηλότερα επίπεδα αντίστοιχα με έμφαση στις έννοιες της ασυνδεσμικής υπηρεσίας με ή χωρίς επιβεβαιώσεις και της συνδεσμοστρεφούς υπηρεσίας με επιβεβαιώσεις.

    Απαιτήσεις δικτυακών εφαρμογών για ποιότητα υπηρεσιών και η σχέση τους με τις έννοιες καθυστέρηση, απώλειες, ρυθμοαπόδοση

  2. Διαδικτύωση

    Η έννοια της οικουμενικής εξυπηρέτησης, αρχιτεκτονική διαδικτύων και πρωτόκολλα TCP/IP. Το μοντέλο αναφοράς TCP/IP

    Το επίπεδο δικτύου στο Internet, το πρωτόκολλο IPV4, Διευθύνσεις του πρωτοκόλλου διαδικτύου, Υποδικτύωση, μάσκα διεύθυνσης, Αυτοδύναμα πακέτα IP και η προώθησή τους, Ενθυλάκωση, κατάτμηση και ανασυναρμολόγη στο IP, το πρωτόκολλο IPV6

    Δρομολόγηση στο Internet: Ο δρομολογητής (αρχιτεκτονική, λειτουργικό σύστημα –IOS, λειτουργίες, παρεχόμενες υπηρεσίες), Αλγόριθμοι δρομολόγησης, Στατική και Δυναμική Δρομολόγηση, Πίνακας δρομολόγησης, Πρωτόκολλα δρομολόγησης (RIP, OSPF, BGP)

    Πρωτόκολλα διευθέτησης & ελέγχου : Αντιστοίχιση διευθύνσεων πρωτοκόλλου (ARP), Μηχανισμός αναφοράς σφαλμάτων (ICMP)

    Πρωτόκολλα μεταφοράς: υπηρεσία μεταφοράς αυτοδύναμων πακέτων (UDP), υπηρεσία αξιόπιστης μεταφοράς (TCP)

    Πρωτόκολλα διευθέτησης & διαχείρισης: Πρωτόκολλο δυναμικής Διευθέτησης υπολογιστών (DHCP), Μετάφραση Διευθύνσεων Δικτύου (NAT), Απλό Πρωτόκολλο Διαχείρισης Δικτύων (SNMP)
  3. Δικτυακές εφαρμογές:

    Αλληλεπίδραση πελάτη-διακομιστή, η διασύνδεση προγραμματισμού εφαρμογών (API), η διασύνδεση υποδοχών (socketAPI) και οι θεμελιώδεις λειτουργίες της, παράδειγμα πελάτη και διακομιστή

    Το σύστημα ονομάτων περιοχών (DNS): ο χώρος ονομάτων του DNS, Αρχιτεκτονική συστήματος ονομάτων περιοχών, Εγγραφές πόρων στη βάση δεδομένων του DNS, διακομιστές ονομάτων

    Ηλεκτρονικό ταχυδρομείο: αρχιτεκτονική του συστήματος ηλεκτρονικού ταχυδρομείου, πράκτορας χρήστη (MozzillaThunderbird, MicrosoftOutlook, Googlegmail), μορφή μηνυμάτων ηλεκτρονικού ταχυδρομείου(RFC 5322, MIME), πράκτορες μεταφοράς μηνυμάτων (SMTP), πρωτόκολλο προσπέλασης μηνυμάτων Internet (IMAP, POP3), Ταχυδρομείο Ιστού (Webmail)

    Ο Παγκόσμιος Ιστός (WWW): Γλώσσες σήμανσης (HTML, XML, VoiceXML, Αρχιτεκτονική του Ιστού, αρχιτεκτονική φυλλομετρητή, χρήση κρυφής μνήμηςστους φυλλομετρητές του Ιστού, λειτουργίες διακομιστή, μεταφορά εγγράφων του ιστού (HTTP), Ενιαίος εντοπιστής πόρων (URL), Ομοιόμορφα Αναγνωριστικά Πόρων (URI)

Βιβλιογραφία
  1. Δίκτυα και Διαδίκτυα Υπολογιστών και εφαρμογές τους στο Internet, Douglas E. Comer, εκδόσεις Κλειδάριθμος (4η έκδοση), ,ISBN: 978-960-461-040-2
  2. Δίκτυα Υπολογιστών, Andrew S. Tanenbaum & David J.Wetherall, εκδόσεις Κλειδάριθμος (5η έκδοση), 2010, ISBN:978-960-461-447-9
  3. Διαδίκτυα με TCP/IP, Αρχές, Πρωτόκολλα και Αρχιτεκτονικές, Τέταρτη αμερικάνικη έκδοση, Douglas E. Commer, εκδόσεις Κλειδάριθμος (4η έκδοση), ISBN: 960-209-589-X
  4. Δικτύωση Υπολογιστών, Προσέγγιση από πάνω προς τα κάτω, James F. Kurose, Keith W. Ross, εκδόσεις Γκιούρδας, ISBN: 978-960-512-552-3

Internationalisation I18n