Τετράδιο μαθητή

Επεξηγήσεις - Συμβουλές - Επισημάνσεις

Το επίπεδο Δικτύου (3ο στο μοντέλο ISO/OSI) ή Διαδικτύου (μοντέλο TCP/IP) είναι αυτό που επιτρέπει τη διασύνδεση διαφορετικών δικτύων μεταξύ τους (διαδικτύωση), παρέχοντας τη λογική διευθυνσιοδότηση και τη δρομολόγηση από τον κόμβο-αφετηρία προς τον κόμβο-προορισμό. Εξαιτίας της σχεδόν καθολικής χρήσης του μοντέλου TCP/IP, στη συνέχεια γίνεται λόγος για την οικογένεια πρωτοκόλλων IP (IPv4, IPv6).
Οι λογικές διευθύνσεις, στο IPv4, είναι δυαδικοί αριθμοί 32 ψηφίων ομαδοποιημένοι σε 4 λέξεις των 8bit ή 4 byte και για λόγους ευκολίας γράφονται ισοδύναμα ως τέσσερις δεκαδικοί αριθμοί από 0 ως το 255, χωρισμένοι με τελείες.
Στο σημείο αυτό κρίνεται αναγκαία η ευχέρεια χρήσης δυαδικών αριθμών, τουλάχιστον μεγέθους 8bit και γρήγορων μετατροπών μεταξύ των δυο αριθμητικών συστημάτων του δυαδικού και του δεκαδικού. Πέρα από την κλασική διαδικασία μετατροπής δεκαδικού αριθμού σε δυαδικό, με διαδοχικές διαιρέσεις με το 2 και λήψη των υπολοίπων με αντίστροφη σειρά, υπάρχουν εναλλακτικές τεχνικές, αλλά κυρίως γρήγοροι τρόποι επίτευξης ενός αποτελέσματος, βασισμένοι σε ιδιότητες των αριθμών και παρατηρήσεις πάνω σε αυτούς. Ορισμένοι από τους τρόπους αυτούς υποδεικνύονται και στις διδακτικές σημειώσεις/εγχειρίδιο.
Ιδιαίτερα σημαντική είναι η κατανόηση της λογικής πράξης ΚΑΙ (AND) ψηφίο προς ψηφίο (bitwise), η οποία αποτελεί τον μηχανισμό “απομόνωσης” συγκεκριμένων ψηφίων ενός δυαδικού αριθμού και αγνόησης κάποιων άλλων. Η λογική πράξη ΚΑΙ δίνει ως αποτέλεσμα άσσο, μόνο όταν ΚΑΙ τα δύο ψηφία είναι άσσοι. Κάνοντας λογικό ΚΑΙ ένα ν-ψήφιο δυαδικό αριθμό με έναν που έχει ν άσσους, το αποτέλεσμα είναι ο ίδιος ο ν-ψήφιος αριθμός.
Η λειτουργία της μάσκας με τη χρήση του λογικού AND φαίνεται στην παρακάτω εικόνα για ένα εύρος δυαδικής λέξης 8 ψηφίων (bit).

Η διαδικασία μετατροπής δυαδικού σε δεκαδικό συνίσταται στην άθροιση των αξιών των αντίστοιχων άσσων. Για παράδειγμα ο αριθμός (11010001)₂ = (209)₁₀ υπολογίζεται ως ακολούθως:

Όταν υπάρχουν περισσότεροι άσσοι από μηδενικά, είναι προτιμότερο να αθροιστούν οι αξίες των θέσεων των μηδενικών (δηλαδή των άσσων που λείπουν) και το αποτέλεσμα να αφαιρεθεί από το 255, δηλαδή την αξία του αριθμού όταν έχει και τα οκτώ ψηφία άσσους, π.χ. (11010111)₂ = 255-(32+8) = 255-40 = (215)₁₀ κι όπως επιβεβαιώνεται (11010111)₂ = 128+64+16+4+2+1 = (215)₁₀
Για τη μετατροπή δεκαδικού (0..255) σε δυαδικό (8bit) ακολουθείται η διαδικασία διαδοχικών αφαιρέσεων δυνάμεων του 2, ξεκινώντας από το 128, και σημειώνοντας άσσο, όταν αφαιρείται, και μηδέν, όταν δεν αφαιρείται.

'Ενας οκταψήφιος (8bit) δυαδικός αριθμός, στο δεκαδικό του ισοδύναμο, μπορεί να πάρει τιμές από 0..255 (2⁸-1=255). Γι’ αυτό και στη δεκαδική σημειογραφία με τελείες, των διευθύνσεων IPv4, οι τιμές των αριθμών είναι από 0..255.
Ένας δυαδικός αριθμός με συνεχόμενους άσσους από τη δεξιά πλευρά ισούται με την αξία του επόμενου (προς τα αριστερά) άσσου μείον ένα, π.χ. ο αριθμός 00011111 ισούται με 32-1=31, καθώς και ο 00000111 με 8-1=7.
Ένας δυαδικός αριθμός με το λιγότερο σημαντικό ψηφίο b₀=1 είναι μονός, ενώ ένας δυαδικός αριθμός με το λιγότερο σημαντικό ψηφίο b₀=0 είναι ζυγός, π.χ. 11010001 = 209 (μονός), ενώ 11010000 = 208 (ζυγός). Χρησιμοποιείται ως ένα βήμα ελέγχου για την ορθότητα μιας μετατροπής.
Αριθμοί με συνεχόμενους άσσους από τα αριστερά (χρήσιμοι σε μάσκες δικτύου) είναι οι 128, 192, 224, 240, 248, 252, 254, 255.

Για να απαριθμηθούν Ν διαφορετικά αντικείμενα, στο δυαδικό σύστημα, απαιτούνται n δυαδικά ψηφία, έτσι ώστε 2ⁿ>=N, όπου n το μικρότερο που ικανοποιεί την συνθήκη. Χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό των απαιτούμενων άσσων της νέας μάσκας στην υποδικτύωση.

Κατά τη διαδικασία της υποδικτύωσης δίνεται μια διεύθυνση δικτύου, συνοδευόμενη από την (προκαθορισμένη) μάσκα και ζητείται ο χωρισμός του δικτύου σε συγκεκριμένο αριθμό υποδικτύων ή σε υποδίκτυα συγκεκριμένου αριθμού υπολογιστών ανά υποδίκτυο. Το πρώτο βήμα είναι να προσδιοριστεί η νέα μάσκα υποδικτύωσης υπολογίζοντας πόσα ψηφία θα χρειαστούν για να ικανοποιηθεί ο αριθμός των απαιτούμενων υποδικτύων (ή υπολογιστών ανά υποδίκτυο), ώστε να προστεθούν (ως άσσοι) στα ψηφία της αρχικής (προκαθορισμένης) μάσκας. Ο αριθμός των υποδικτύων και των διαθέσιμων διευθύνσεων ανά υποδίκτυο
είναι πάντα δύναμη του δύο (μαζί με τις εξαιρούμενες διευθύνσεις), ανεξαρτήτως του τι ζητείται. Ενώ αρχικά είναι <Net_ID>,<Host_ID> μετά την υποδικτύωση είναι <Net_ID>,<Subnet_ID>,<Host_ID> με το σύνολο των ψηφίων να είναι 32.
Διάσπαση (fragmentation) αυτοδύναμων πακέτων IPv4 γίνεται, όταν αυτά πρόκειται να διέλθουν από δίκτυο με μικρότερο MTU. Ο υπολογισμός/προσδιορισμός του αριθμού των τμημάτων και των άλλων πεδίων τους, όπως σημαιών DF, MF, Σχετικής θέσης (Δείκτη εντοπισμού) τμήματος (Fragment Offset) κτλ. γίνεται, ευτυχώς, αυτομάτως από το λογισμικό του επιπέδου διαδικτύου (IP) σε συνδυασμό με τις ρυθμίσεις του συστήματος (πυρήνας Λ.Σ.).
Ας υποθέσουμε ότι το συνολικό μήκος (μέγεθος) του αυτοδύναμου πακέτου (μαζί με την επικεφαλίδα, δηλαδή header+payload) είναι MTU1, ενώ MTU2 είναι το συνολικό μέγεθος αυτοδύναμου πακέτου που μπορεί να διέλθει από το δίκτυο. Αν MTU1>MTU2, τότε το μήκος του νέου τμήματος χωρίς την επικεφαλίδα υπολογίζεται ως: Payload_Length2 = INT((MTU2 - IHL*4)/8), o αριθμός των τμημάτων (N) στα οποία θα διασπαστεί το αρχικό πακέτο υπολογίζεται ως: Ν = ΙΝΤ(Payload_Length1 / Payload_Length2) + 1 και η σχετική θέση του τμήματος (σε οκτάδες byte) υπολογίζεται ως εξής: Fragment_offset = n * INT((MTU2 - IHL*4)/8) για n = 0, 1, ... N-1. Για το πρώτο τμήμα η σχετική απόσταση τμήματος είναι πάντα μηδέν (0).

Εννοιολογικός Χάρτης

Στον παρακάτω εννοιολογικό χάρτη παρουσιάζονται οι έννοιες των Επιπέδων Δικτύου/Διαδικτύου των OSI/TCP, της IP Διευθυνσιοδότησης, της Δρομολόγησης και τα βασικά πρωτόκολλα του επιπέδου.

Άσκηση

Για κάθε μια από τις παρακάτω διευθύνσεις IPv4 συμπληρώστε εάν είναι Σωστή ή Λάθος, αιτιολογώντας το Λάθος.

Α/Α	Διεύθυνση	Σωστή/Λάθος
1	192.168.1.12	Συμπλήρωση κενών (1):
2	10.0.0.12.3	Συμπλήρωση κενών (2):
3	172.16.257.3	Συμπλήρωση κενών (3):
4	10.146.0.1	Συμπλήρωση κενών (4):
5	194.219.227.3	Συμπλήρωση κενών (5):
6	127.270.0.1	Συμπλήρωση κενών (6):

Enable JavaScript

Άσκηση

Το πρωτόκολλο Διαδικτύου (Internet Protocol -IP) ενθυλακώνει τα πακέτα δεδομένων που του προωθούνται από το ανώτερο επίπεδο σε Συμπλήρωση κενών (1): .

Το πεδίο Μήκος επικεφαλίδας (Internet Header Length - IHL) μήκους 4 bit, εκφράζει το μήκος της επικεφαλίδας σε λέξεις των Συμπλήρωση κενών (2): JXUwMDZiJXUwMDAx bit. Το ελάχιστο μήκος είναι Συμπλήρωση κενών (3): JXUwMDZk λέξεις ή Συμπλήρωση κενών (4): JXUwMDZhJXUwMDAy byte.

Το πεδίο Συνολικό μήκος (Total length) έχει μήκος Συμπλήρωση κενών (5): JXUwMDY5JXUwMDA3 bit και δίνει το συνολικό μήκος του αυτοδύναμου πακέτου (επικεφαλίδα + δεδομένα) σε byte. Αυτό σημαίνει ότι το μέγιστο μέγεθος αυτοδύναμου πακέτου IP που υποστηρίζει το πρωτόκολλο IPv4 είναι Συμπλήρωση κενών (6): Bytes.

Όταν ένα αυτοδύναμο πακέτο πρόκειται να διέλθει από δίκτυο το οποίο στο δεύτερο επίπεδο (ζεύξης δεδομένων) υποστηρίζει πλαίσια μικρότερου μεγέθους από το αυτοδύναμο πακέτο, τότε μοναδικός τρόπος για να εξυπηρετηθεί είναι να Συμπλήρωση κενών (7): .

Για να μπορέσει ο υπολογιστής προορισμού να βάλει με τη σωστή σειρά τα τμήματα ενός διασπασμένου πακέτου χρησιμοποιείται το πεδίο Σχετική Θέση Τμήματος (Fragment Offset), μήκους Συμπλήρωση κενών (8): JXUwMDY5JXUwMDAy bit, η οποία δείχνει τη σχετική απόσταση του τμήματος από την αρχή του αρχικού πακέτου σε Συμπλήρωση κενών (9): Bytes.

Η σημαία MF (More Fragments), όταν είναι ενεργοποιημένη (1) δηλώνει ότι Συμπλήρωση κενών (10): άλλα τμήματα.

Όταν η σημαία DF (Don't Fragment), τίθεται σε τιμή (1) σημαίνει ότι το αυτοδύναμο πακέτο Συμπλήρωση κενών (11): να διασπαστεί.

Όταν η τιμή του πεδίου Χρόνος Ζωής (Time To Live-TTL) μηδενιστεί, το πακέτο Συμπλήρωση κενών (12): και επιστρέφεται στον αποστολέα διαγνωστικό μήνυμα σφάλματος.

Enable JavaScript

Άσκηση

Ένα αυτοδύναμο πακέτο IPv4 πρόκειται να αποσταλεί στη διεύθυνση IP προορισμού μέσω της ενθυλάκωσής του σε ένα πλαίσιο Ethernet. Περιγράψτε λεκτικά τη διαδικασία που φαίνεται στο παρακάτω διάγραμμα ροής. Τι θα συμβεί, εάν δεν ληφθεί απάντηση στο ερώτημα ARP;

Ανατροφοδότηση

Αρχίζει η διεργασία αντιστοίχισης διεύθυνσης IP προορισμού σε φυσική διεύθυνση Ethernet από το πρωτόκολλο ARP (ανάλυση διεύθυνσης).
Αναζητείται στην ARP cache εάν υπάρχει ήδη καταχώρηση για τη συγκεκριμένη IP.
Εάν υπάρχει, χρησιμοποιείται η αντίστοιχη MAC για την κατασκευή του πλαισίου ETHERNET και ολοκληρώνεται η διαδικασία.
Εάν δεν υπάρχει καταχώρηση στην ARP cache, τότε απευθύνεται στο τοπικό δίκτυο ένα ερώτημα ARP. Αν ληφθεί απάντηση, τότε ενημερώνεται η ARP cache, κατασκευάζεται το πλαίσιο και ολοκληρώνεται η διαδικασία. Εάν δεν ληφθεί απάντηση από την ARP cache, τότε επιστρέφεται στην εφαρμογή διαγνωστικό μήνυμα ότι ο υπολογιστής προορισμού δε μπορεί να προσεγγιστεί και τελειώνει η διαδικασία ανεπιτυχώς.

Άσκηση

Τα πρωτόκολλα δρομολόγησης χρησιμοποιούν μετρήσιμα χαρακτηριστικά για να εκτιμήσουν ποια διαδρομή είναι καλύτερη για ένα πακέτο. Τέτοια είναι η Συμπλήρωση κενών (1): (εύρος ζώνης) των γραμμών της διαδρομής, η Συμπλήρωση κενών (2): έως τον προορισμό κ.ά.

Η εκτίμηση της βέλτιστης διαδρομής προς τον προορισμό γίνεται από Συμπλήρωση κενών (3): που χρησιμοποιούνται από τα πρωτόκολλα δρομολόγησης. Με τη βοήθεια αυτών συντάσσονται οι Συμπλήρωση κενών (4): που περιέχουν πληροφορίες δρομολογίων, οι οποίες ποικίλουν ανάλογα με τον χρησιμοποιούμενο αλγόριθμο.

Όταν οι υπολογιστές προέλευσης και προορισμού βρίσκονται στο ίδιο δίκτυο και δεν μεσολαβεί δρομολογητής, η διαδικασία χαρακτηρίζεται Συμπλήρωση κενών (5): δρομολόγηση.

Όταν οι υπολογιστές προέλευσης και προορισμού δεν βρίσκονται στο ίδιο δίκτυο και μεσολαβούν ανάμεσά τους ένας ή περισσότεροι δρομολογητές, τότε η διαδικασία χαρακτηρίζεται Συμπλήρωση κενών (6): δρομολόγηση.

Τα Συμπλήρωση κενών (7): είναι τεχνικές που χρησιμοποιούνται από τους δρομολογητές, για να επικοινωνήσουν ο ένας με τον άλλον και να ενημερώνονται για τις αλλαγές που σημειώνονται στις διαδρομές και στον τρόπο προσέγγισης των διαφόρων δικτύων.

Enable JavaScript

Θέματα ανάπτυξης

1. Τι περιλαμβάνει το επικοινωνιακό υποδίκτυο και μέχρι ποιο επίπεδο του OSI/ISO έχει λειτουργικότητα;

2. Δυο υπολογιστές συνδεδεμένοι στο Internet (ίδιο δίκτυο), ένας στην Ελλάδα και ένας στην Γαλλία, μπορούν να έχουν την ίδια διεύθυνση IP; Αιτιολογήστε την απάντησή σας.

Ανατροφοδότηση

Σε ένα δίκτυο υπολογιστών, για να μπορέσει η πληροφορία να φτάσει στον υπολογιστή προορισμού με τη μορφή πακέτων δεδομένων, θα πρέπει οι υπολογιστές να προσδιορίζονται με μοναδικό τρόπο με κάποιο σχήμα διευθυνσιοδότησης, όπως οι κατοικίες σε μια πόλη εντοπίζονται από τον αριθμό, την οδό και τον ταχυδρομικό κώδικα. Το πρωτόκολλο IP ορίζει ότι οι υπολογιστές που συμμετέχουν σε ένα δίκτυο, χρησιμοποιώντας το συγκεκριμένο πρωτόκολλο (την έκδοση 4 - IPv4), αναγνωρίζονται με μοναδικό τρόπο από έναν 32μπιτο δυαδικό αριθμό, την διεύθυνση IP (IP Address). Επομένως δυο υπολογιστές συνδεδεμένοι στο ίντερνετ (ίδιο δίκτυο) δεν μπορούν να έχουν την ίδια διεύθυνση ΙΡ.

3. Πόσες διευθύνσεις IP μπορεί να έχει ένας υπολογιστής; Αιτιολογήστε την απάντησή σας.

Ανατροφοδότηση

Ένας υπολογιστής μπορεί να έχει περισσότερες διευθύνσεις, μια διαφορετική για κάθε διαφορετικό δίκτυο στο οποίο είναι συνδεδεμένος. Όπως μια γωνιακή οικία η οποία έχει πρόσοψη σε δυο δρόμους που διασταυρώνονται, μπορεί να προσδιοριστεί με διαφορετικές διευθύνσεις ανάλογα με το δρόμο από τον οποίο προσεγγίζεται. Διεύθυνση IP έχει κάθε δικτυακή διεπαφή (Network Interface) ενός υπολογιστή. Έτσι ένας υπολογιστής με δυο κάρτες δικτύου Ethernet (δικτυακές διασυνδέσεις) μπορεί να έχει δυο διευθύνσεις. Διεύθυνση που προσδιορίζει μια δικτυακή διασύνδεση (έναν υπολογιστή) χαρακτηρίζεται “αποκλειστικής διανομής” (unicast).

4. Πόσα δυαδικά ψηφία έχει μια διεύθυνση IPv4 και πώς γράφεται;

Ανατροφοδότηση

Το πρωτόκολλο IP ορίζει ότι οι υπολογιστές που συμμετέχουν σε ένα δίκτυο, χρησιμοποιώντας το πρωτόκολλο IPv4, αναγνωρίζονται με μοναδικό τρόπο από έναν 32μπιτο δυαδικό αριθμό, την διεύθυνση IP (IP Address). Ο τρόπος γραφής μια διεύθυνσης IPv4 ονομάζεται δεκαδική σημειογραφία με τελείες (four-part dotted decimal notation) και υλοποιείται ως εξής: τα ψηφία του 32μπιτου δυαδικού αριθμού ομαδοποιούνται σε τέσσερα τμήματα του ενός byte και αναγράφονται τα αντίστοιχα δεκαδικά τους ισοδύναμα, διαχωριζόμενα από τα διπλανά τους με τελείες. Έτσι ο αριθμός 11000000 10101000 00000001 00010010 γράφεται ως 192.168.1.18.

5. Από πόσα τμήματα αποτελείται μια διεύθυνση IPv4 και ποια είναι η σημασία του καθενός;

Ανατροφοδότηση

Κάθε διεύθυνση IP αποτελείται από δυο τμήματα. Το πρώτο τμήμα είναι αναγνωριστικό του δικτύου (Network ID) ή πρόθεμα (prefix) στο οποίο ανήκει ο υπολογιστής και το δεύτερο το αναγνωριστικό του υπολογιστή (Host ID) ή επίθεμα (suffix) μέσα στο συγκεκριμένο δίκτυο. Το αναγνωριστικό του δικτύου είναι σαν την οδό στην οποία βρίσκεται μια οικία, ενώ το αναγνωριστικό του υπολογιστή είναι σαν τον αριθμό επί της οδού που βρίσκεται η οικία. Για παράδειγμα στη διεύθυνση 192.168.1.12, οι τρεις πρώτοι αριθμοί 192.168.1 προσδιορίζουν το δίκτυο 192.168.1.0 και ο τελευταίος (12) τον υπολογιστή Νο12 του συγκεκριμένου δικτύου.

6. Ποια είναι η σκοπιμότητα ύπαρξης των κλάσεων/τάξεων δικτύων; Πόσες και ποιες χρησιμοποιούνται για την διευθυνσιοδότηση υπολογιστών;

Ανατροφοδότηση

Οι κλάσεις-τάξεις των δικτύων ορίζονται για να υπάρχουν δίκτυα διαφόρων μεγεθών ανάλογα με τις ανάγκες που εξυπηρετούν. Δείτε το ανάλογο μεγάλων οδών ή λεωφόρων που έχουν πολλά κτήρια-οικίες και μικρότερων οδών με λιγότερα κτήρια-οικίες. Έτσι ορίζονται τρεις τάξεις δικτύων ανάλογα με το μέγεθός τους: η κλάση-τάξη Α (128 δίκτυα με 16.777.214 υπολογιστές/δίκτυο), η κλάση-τάξη Β (16.384 δίκτυα με 65.534 υπολογιστές/δίκτυο) και η κλάση-τάξη C (2.097.152 δίκτυα με 254 υπολογιστές/δίκτυο).

7. Τι είναι η μάσκα δικτύου και πως προσδιορίζεται από αυτήν η διεύθυνση δικτύου στο οποίο ανήκει ένας υπολογιστής; Δώστε ένα παράδειγμα.

Ανατροφοδότηση

Η μάσκα δικτύου είναι ένας δυαδικός αριθμός 32 ψηφίων, ο οποίος συνοδεύει μια διεύθυνση IP και διευκρινίζει ποιά ψηφία της διεύθυνσης ανήκουν στο αναγνωριστικό του δικτύου (Net ID - prefix) και ποιά στο αναγνωριστικό του υπολογιστή (Host ID - suffix) μέσα στο συγκεκριμένο δίκτυο. Η μάσκα έχει άσους (1) στις θέσεις που τα αντίστοιχα ψηφία της διεύθυνσης ανήκουν στο αναγνωριστικό του δικτύου και μηδενικά (0) στις θέσεις που τα αντίστοιχα ψηφία της διεύθυνσης ανήκουν στο αναγνωριστικό του υπολογιστή. Για παράδειγμα, στη διεύθυνση 192.168.1.18 με μάσκα 255.255.255.0, τα ψηφία 192.168.1 που αντιστοιχούν στους άσσους του 255.255.255 προσδιορίζουν το δίκτυο 192.168.1.0, ενώ τα ψηφία που αντιστοιχούν στα μηδενικά προσδιορίζουν τον υπολογιστή (18).

8. Περιγράψτε δυο λόγους για τους οποίους προκύπτει ανάγκη ένα δίκτυο να χωριστεί σε μικρότερα τμήματα ή αλλιώς να υποδικτυωθεί.

Ανατροφοδότηση

Πολλές φορές προκύπτει η ανάγκη ένα δίκτυο να χωριστεί σε περισσότερα, μικρότερα υποδίκτυα. Οι λόγοι μπορεί να είναι: α) Οικονομία διευθύνσεων IP, π.χ. ένα δίκτυο τάξης B το οποίο μπορεί να έχει 65534 υπολογιστές θα μπορούσε να χωριστεί σε 8 υποδίκτυα και να μοιραστεί σε ισάριθμες εταιρείες, εφόσον καμιά απ' αυτές δεν πρόκειται να χρειαστεί δίκτυο με παραπάνω από 8190 υπολογιστές και β) Διαχειριστικοί λόγοι, π.χ. ένα δίκτυο τάξης C μιας εταιρείας, χωρίζεται σε υποδίκτυα με βάση την οργανωτική δομή της εταιρείας: ένα υποδίκτυο για το Τμήμα Πωλήσεων, άλλο για το Λογιστήριο και το Τμήμα Προσωπικού και άλλο για το Τεχνικό Τμήμα.

9. Ένα αυτοδύναμο πακέτο IPv4 έχει συγκεκριμένη δομή και περιλαμβάνει διάφορα πεδία μεταξύ των οποίων και τα πεδία "Μήκος επικεφαλίδας - IHL", "Συνολικό μήκος" και "Αναγνώριση". Δώστε το μήκος τους σε bit και εξηγήστε τη σημασία καθενός.

Ανατροφοδότηση

Το πεδίο Μήκος επικεφαλίδας (Internet Header Length - IHL) μήκους 4 bit, εκφράζει το μήκος της επικεφαλίδας σε λέξεις των 32 bit (4άδες byte). Το ελάχιστο μήκος είναι 5 λέξεις ή 20 byte και το μέγιστο 15 λέξεις ή 60 byte (=15x4). Το πεδίο Συνολικό μήκος (Total length) μήκους 16 bit, δίνει το συνολικό μήκος του αυτοδύναμου πακέτου (επικεφαλίδα + δεδομένα) σε byte. Μπορεί να πάρει τιμές από 20 που είναι το ελάχιστο μήκος της επικεφαλίδας χωρίς δεδομένα μέχρι 65535 (=16 άσοι). Αυτό σημαίνει ότι το μέγιστο μέγεθος αυτοδύναμου πακέτου IP που υποστηρίζει το πρωτόκολλο IPv4 είναι 65535 bytes. Το πεδίο Αναγνώριση (Identification), μήκους 16 bit, είναι η ταυτότητα του πακέτου που χρησιμοποιεί το πρωτόκολλο IP για να γνωρίζει σε ποιο αρχικό πακέτο ανήκουν τα διάφορα τμήματα στα οποία διασπάστηκε. Το πεδίο αυτό είναι διαφορετικό σε κάθε πακέτο, αλλά ίδιο στα πακέτα που είναι τμήματα του ίδιου αρχικού πακέτου.

10. Για τα πεδία ενός πακέτου IPv4, DF, MF και Δείκτη Εντοπισμού Τμήματος (Σχετ. απόσταση) δώστε το μήκος τους σε bit και εξηγήστε τη σημασία καθενός. Επίσης προσπαθήστε να αιτιολογήσετε γιατί, ενώ το πεδίο "Συνολικό μήκος" εκφράζεται σε byte, ο Δείκτης Εντοπισμού Τμήματος εκφράζεται σε οκτάδες byte (ομάδες των οκτώ byte).

Ανατροφοδότηση

Η σημαία MF (More Fragments), μήκους 1 bit, όταν είναι ενεργοποιημένη (1) δηλώνει ότι ακολουθούν και άλλα τμήματα, ενώ όταν είναι απενεργοποιημένη (0) δηλώνει ότι είναι το τελευταίο τμήμα διασπασμένου πακέτου ή μεμονωμένο πακέτο. Η σημαία DF (Don't Fragment), μήκους 1 bit, τίθεται σε τιμή (1) για να δηλώσει το αυτοδύναμο πακέτο δεν πρέπει να διασπαστεί. Η Σχετική Θέση Τμήματος (Fragment Offset), μήκους 13 bit, η οποία αναφέρεται και ως Δείκτης Εντοπισμού Τμήματος (ΔΕΤ), είναι ένας αριθμός που δείχνει τη σχετική απόσταση του τμήματος από την αρχή του αρχικού πακέτου σε οκτάδες (8x) byte. Για τη σχετική θέση τμήματος διατίθενται 13bit, ενώ για το συνολικό μήκος 16 bit. Επειδή 2¹⁶=8*2¹³, η σχετική θέση τμήματος (ΔΕΤ) εκφράζεται σε οκτάδες byte ώστε να μπορεί να δείχνει όλες τις θέσεις που περιέχει το συνολικό μήκος.

11. Πότε απαιτείται διάσπαση ή κατάτμηση (fragmentation) ενός πακέτου IPv4 και πότε επιτρέπεται;

Ανατροφοδότηση

Όταν το πακέτο πρόκειται να διέλθει από δίκτυο το οποίο στο δεύτερο επίπεδο (ζεύξης δεδομένων) υποστηρίζει πλαίσια μικρότερου μεγέθους από το αυτοδύναμο πακέτο, τότε μοναδικός τρόπος για να εξυπηρετηθεί είναι να διασπαστεί σε μικρότερα τμήματα, να περάσουν από το δίκτυο και στον προορισμό να επανασυνδεθούν στο αρχικό πακέτο IP. Επιτρέπεται η διάσπαση του αρχικού πακέτου, μόνο όταν η σημαία DF είναι απενεργοποιημένη (DF=0).

12. Ποιο είναι το μέγιστο μήκος του αυτοδύναμου πακέτου IPv4 και γιατί;

13. Ένα αυτοδύναμο πακέτο IPv4 διέρχεται από έναν δρομολογητή. Τι συμβαίνει στο πεδίο της επικεφαλίδας “Χρόνος ζωής - TTL”; Τι θα συμβεί, εάν το πακέτο, στο πεδίο “TTL”, έχει την τιμή 0;

14. Σε ποιο επίπεδο του διαστρωματωμένου μοντέλου δικτύωσης (OSI ή TCP/IP) βρίσκεται το πρωτόκολλο ARP και ποια λειτουργία εκτελεί; Ποια είναι η φυσική διεύθυνση στην οποία απευθύνεται ένα ερώτημα ARP;

Ανατροφοδότηση

Το πρωτόκολλο ARP αποτελεί τον συνδετικό κρίκο ανάμεσα στα επίπεδα Σύνδεσης Δεδομένων και Δικτύου (τουOSI), απαντώντας στο ερώτημα «ποια είναι η φυσική διεύθυνση (MAC) του κόμβου με τη συγκεκριμένη διεύθυνση IP». Δηλαδή αναλαμβάνει την ανάλυση (αντιστοίχιση) διευθύνσεων IPv4 σε διευθύνσεις MAC. Το ερώτημα ARP (ARP request) απευθύνεται στο τοπικό δίκτυο Ethernet με ένα πλαίσιο εκπομπής (broadcast) με διεύθυνση Ethernet προορισμού FF-FF-FF-FF-FF-FF (48 άσοι).

15. Πώς σχετίζονται τα πρωτόκολλα ARP, RARP και οι φυσικές (MAC) και λογικές (IPv4) διευθύνσεις;

16. Σε ποιο επίπεδο του μοντέλου TCP/IP λειτουργούν τα πρωτόκολλα BOOTP και DHCP; Δώστε δυο βασικά πλεονεκτήματα του DHCP, τα οποία τελικά συνέβαλλαν στην επικράτηση της χρήσης του.

17. Πώς πληροφορείται ένας υπολογιστής τη διεύθυνση IP ενός άλλου υπολογιστή, τον οποίο ο χρήστης ζητά με το όνομά του;

18. Τι είναι η δρομολόγηση και ποιες επιμέρους δραστηριότητες περιλαμβάνει;

19. Αναφέρετε τρία (3) προβλήματα (τουλάχιστον), τα οποία το πρωτόκολλο Διαδικτύου IP δεν εγγυάται ότι μπορεί να αντιμετωπίσει. Ποιος θα πρέπει να τα αντιμετωπίσει;

Ανατροφοδότηση

Αν και το πρωτόκολλο IP κάνει τη βέλτιστη προσπάθεια για να επιδώσει το κάθε αυτοδύναμο πακέτο, το υποκείμενο υλικό δικτύου μπορεί να λειτουργήσει λανθασμένα. Έτσι δεν εγγυάται ότι μπορεί να αντιμετωπίσει προβλήματα, όπως η επανάληψη αυτοδύναμου πακέτου, η επίδοση με καθυστέρηση ή εκτός σειράς, η αλλοίωση δεδομένων και η απώλεια αυτοδύναμου πακέτου. Για την αντιμετώπιση τέτοιων σφαλμάτων υπεύθυνα είναι τα ανώτερα στρώματα δικτύωσης.

20. Πότε η δρομολόγηση χαρακτηρίζεται άμεση και πότε έμμεση;

Άσκηση

Μετατρέψτε τους παρακάτω δυαδικούς αριθμούς σε δεκαδικούς.

128	64	32	16	8	4	2	1	Δεκαδικός
1	0	1	0	1	0	0	0	Συμπλήρωση κενών (1): JXUwMDY5JXUwMDA3JXUwMDBl
1	1	0	0	0	0	0	0	Συμπλήρωση κενών (2): JXUwMDY5JXUwMDA4JXUwMDBi
1	1	1	1	0	0	0	0	Συμπλήρωση κενών (3): JXUwMDZhJXUwMDA2JXUwMDA0
0	1	1	0	0	1	1	1	Συμπλήρωση κενών (4): JXUwMDY5JXUwMDAxJXUwMDAz
1	1	1	0	0	1	0	1	Συμπλήρωση κενών (5): JXUwMDZhJXUwMDAwJXUwMDBi
1	0	0	1	0	1	1	0	Συμπλήρωση κενών (6): JXUwMDY5JXUwMDA0JXUwMDA1
1	0	1	0	1	0	1	0	Συμπλήρωση κενών (7): JXUwMDY5JXUwMDA2JXUwMDA3
0	0	1	1	0	1	1	0	Συμπλήρωση κενών (8): JXUwMDZkJXUwMDAx
0	1	1	1	0	1	1	1	Συμπλήρωση κενών (9): JXUwMDY5JXUwMDAwJXUwMDA4
1	0	1	0	1	1	0	0	Συμπλήρωση κενών (10): JXUwMDY5JXUwMDA2JXUwMDA1

Enable JavaScript

Άσκηση

Μετατρέψτε τους παρακάτω δεκαδικούς αριθμούς σε δυαδικούς.

128	64	32	16	8	4	2	1	Δεκαδικός
Συμπλήρωση κενών (1): JXUwMDY5	Συμπλήρωση κενών (2): JXUwMDY4	Συμπλήρωση κενών (3): JXUwMDY5	Συμπλήρωση κενών (4): JXUwMDY4	Συμπλήρωση κενών (5): JXUwMDY5	Συμπλήρωση κενών (6): JXUwMDY4	Συμπλήρωση κενών (7): JXUwMDY4	Συμπλήρωση κενών (8): JXUwMDY4	168
Συμπλήρωση κενών (9): JXUwMDY5	Συμπλήρωση κενών (10): JXUwMDY5	Συμπλήρωση κενών (11): JXUwMDY4	Συμπλήρωση κενών (12): JXUwMDY5	Συμπλήρωση κενών (13): JXUwMDY4	Συμπλήρωση κενών (14): JXUwMDY4	Συμπλήρωση κενών (15): JXUwMDY4	Συμπλήρωση κενών (16): JXUwMDY4	208
Συμπλήρωση κενών (17): JXUwMDY5	Συμπλήρωση κενών (18): JXUwMDY4	Συμπλήρωση κενών (19): JXUwMDY5	Συμπλήρωση κενών (20): JXUwMDY4	Συμπλήρωση κενών (21): JXUwMDY5	Συμπλήρωση κενών (22): JXUwMDY5	Συμπλήρωση κενών (23): JXUwMDY4	Συμπλήρωση κενών (24): JXUwMDY4	172
Συμπλήρωση κενών (25): JXUwMDY4	Συμπλήρωση κενών (26): JXUwMDY4	Συμπλήρωση κενών (27): JXUwMDY4	Συμπλήρωση κενών (28): JXUwMDY4	Συμπλήρωση κενών (29): JXUwMDY5	Συμπλήρωση κενών (30): JXUwMDY4	Συμπλήρωση κενών (31): JXUwMDY5	Συμπλήρωση κενών (32): JXUwMDY4	10
Συμπλήρωση κενών (33): JXUwMDY5	Συμπλήρωση κενών (34): JXUwMDY5	Συμπλήρωση κενών (35): JXUwMDY5	Συμπλήρωση κενών (36): JXUwMDY5	Συμπλήρωση κενών (37): JXUwMDY4	Συμπλήρωση κενών (38): JXUwMDY4	Συμπλήρωση κενών (39): JXUwMDY4	Συμπλήρωση κενών (40): JXUwMDY4	240
Συμπλήρωση κενών (41): JXUwMDY4	Συμπλήρωση κενών (42): JXUwMDY4	Συμπλήρωση κενών (43): JXUwMDY4	Συμπλήρωση κενών (44): JXUwMDY4	Συμπλήρωση κενών (45): JXUwMDY5	Συμπλήρωση κενών (46): JXUwMDY5	Συμπλήρωση κενών (47): JXUwMDY5	Συμπλήρωση κενών (48): JXUwMDY5	15
Συμπλήρωση κενών (49): JXUwMDY4	Συμπλήρωση κενών (50): JXUwMDY4	Συμπλήρωση κενών (51): JXUwMDY5	Συμπλήρωση κενών (52): JXUwMDY5	Συμπλήρωση κενών (53): JXUwMDY4	Συμπλήρωση κενών (54): JXUwMDY5	Συμπλήρωση κενών (55): JXUwMDY5	Συμπλήρωση κενών (56): JXUwMDY4	54
Συμπλήρωση κενών (57): JXUwMDY4	Συμπλήρωση κενών (58): JXUwMDY5	Συμπλήρωση κενών (59): JXUwMDY5	Συμπλήρωση κενών (60): JXUwMDY5	Συμπλήρωση κενών (61): JXUwMDY4	Συμπλήρωση κενών (62): JXUwMDY4	Συμπλήρωση κενών (63): JXUwMDY5	Συμπλήρωση κενών (64): JXUwMDY5	115
Συμπλήρωση κενών (65): JXUwMDY5	Συμπλήρωση κενών (66): JXUwMDY5	Συμπλήρωση κενών (67): JXUwMDY5	Συμπλήρωση κενών (68): JXUwMDY5	Συμπλήρωση κενών (69): JXUwMDY5	Συμπλήρωση κενών (70): JXUwMDY5	Συμπλήρωση κενών (71): JXUwMDY5	Συμπλήρωση κενών (72): JXUwMDY4	254
Συμπλήρωση κενών (73): JXUwMDY4	Συμπλήρωση κενών (74): JXUwMDY5	Συμπλήρωση κενών (75): JXUwMDY4	Συμπλήρωση κενών (76): JXUwMDY4	Συμπλήρωση κενών (77): JXUwMDY5	Συμπλήρωση κενών (78): JXUwMDY5	Συμπλήρωση κενών (79): JXUwMDY5	Συμπλήρωση κενών (80): JXUwMDY4	78

Enable JavaScript

Άσκηση

Για τις παρακάτω διευθύνσεις IPv4 αναγνωρίστε την κλάση/τάξη στην οποία ανήκουν.

Άσκηση

Βρείτε τις προκαθορισμένες μάσκες και τις διευθύνσεις δικτύου των αντίστοιχων διευθύνσεων ΙΡ.

Διεύθυνση ΙΡv4	Προκαθορισμένη μάσκα	Διεύθυνση δικτύου
192.168.1.17	Συμπλήρωση κενών (1):	Συμπλήρωση κενών (2):
10.146.0.1	Συμπλήρωση κενών (3):	Συμπλήρωση κενών (4):
192.168.1.254	Συμπλήρωση κενών (5):	Συμπλήρωση κενών (6):
172.16.12.57	Συμπλήρωση κενών (7):	Συμπλήρωση κενών (8):
8.8.8.8	Συμπλήρωση κενών (9):	Συμπλήρωση κενών (10):
147.102.222.0	Συμπλήρωση κενών (11):	Συμπλήρωση κενών (12):
212.54.67.81	Συμπλήρωση κενών (13):	Συμπλήρωση κενών (14):
122.122.11.53	Συμπλήρωση κενών (15):	Συμπλήρωση κενών (16):
54.55.56.57	Συμπλήρωση κενών (17):	Συμπλήρωση κενών (18):
194.219.227.3	Συμπλήρωση κενών (19):	Συμπλήρωση κενών (20):

Enable JavaScript

Άσκηση

Για τις παρακάτω διευθύνσεις IPv4 δώστε την κλάση/τάξη του δικτύου στο οποίο ανήκει, καθώς και την προκαθορισμένη μάσκα, τη διεύθυνση δικτύου και τη διεύθυνση εκπομπής.

Α/Α	Διεύθυνση ΙΡ	Κλάση/ τάξη	Προκαθορισμένη μάσκα	Διεύθυνση Δικτύου	Διεύθυνση Εκπομπής
1	192.168.1.215	Συμπλήρωση κενών (1): JXUwMDFi	Συμπλήρωση κενών (2):	Συμπλήρωση κενών (3):	Συμπλήρωση κενών (4):
2	172.27.54.12	Συμπλήρωση κενών (5): JXUwMDFh	Συμπλήρωση κενών (6):	Συμπλήρωση κενών (7):	Συμπλήρωση κενών (8):
3	10.146.0.110	Συμπλήρωση κενών (9): JXUwMDE5	Συμπλήρωση κενών (10):	Συμπλήρωση κενών (11):	Συμπλήρωση κενών (12):
4	8.8.8.8	Συμπλήρωση κενών (13): JXUwMDE5	Συμπλήρωση κενών (14):	Συμπλήρωση κενών (15):	Συμπλήρωση κενών (16):
5	192.168.88.1	Συμπλήρωση κενών (17): JXUwMDFi	Συμπλήρωση κενών (18):	Συμπλήρωση κενών (19):	Συμπλήρωση κενών (20):

Enable JavaScript

Άσκηση

Για τον υπολογιστή 192.168.88.227/28, η μάσκα σε δεκαδική σημειογραφία με τελείες (w.x.y.z) είναι Συμπλήρωση κενών (1):

Η περιοχή διευθύνσεων που ανήκουν στο ίδιο δίκτυο με αυτόν είναι από Συμπλήρωση κενών (2): έως Συμπλήρωση κενών (3): .

Η διεύθυνση υποδικτύου είναι Συμπλήρωση κενών (4): και η διεύθυνση εκπομπής είναι Συμπλήρωση κενών (5): .

Στο ίδιο δίκτυο ανήκουν οι υπολογιστές με διευθύνσεις από Συμπλήρωση κενών (6): έως Συμπλήρωση κενών (7): .

Enable JavaScript

Μάσκα δικτύου: /28 → 24 + 4 άσσοι, δηλαδή 11111111.11111111.11111111.11110000 → 255.255.255.240

Περιοχή διευθύνσεων δικτύου: Οι διευθύνσεις που ανήκουν στο ίδιο δίκτυο με τον 192.168.88.227/28 έχουν τους τρεις πρώτους αριθμούς ίδιους (192.168.88.) και στον τέταρτο αριθμό έχουν τα τέσσερα πρώτα δυαδικά ψηφία ίδια με τα αντίστοιχα του (227)₁₀=(11100011)₂, δηλαδή '1110 xxxx'. Οι αριθμοί αυτοί είναι από '11100000'=224 μέχρι '11101111'=239. Επομένως οι διευθύνσεις που ανήκουν το ίδιο υποδίκτυο με τον 192.168.88.227/28 είναι από 192.168.88.224 - 192.168.88.239.

Διεύθυνση υποδικτύου: Η πρώτη τιμή, 192.168.88.224, έχει το ίδιο τμήμα δικτύου και στο τμήμα του υπολογιστή
μηδενικά, συνεπώς είναι η διεύθυνση (υπο-)δικτύου. Η τελευταία, 192.168.88.239, έχει το
ίδιο τμήμα δικτύου και στο τμήμα του υπολογιστή άσσους, άρα είναι η διεύθυνση εκπομπής
του υποδικτύου.Συνεπώς για διευθυνσιοδότηση υπολογιστών, στο ίδιο υποδίκτυο απομένουν οι διευθύνσεις
από 192.168.88.225 - 192.168.88.238.
Εφόσον η μάσκα είναι /28 για τον υπολογιστή απομένουν 4 (32-28) δυαδικά ψηφία, δηλαδή
απομένουν 24 = 16 διευθύνσεις, μείον τις δυο (δικτύου και εκπομπής), έχουμε συνολικά 14
διευθύνσεις για υπολογιστές οι οποίοι ανήκουν στο ίδιο δίκτυο με τον 192.168.88.227/28
συμπεριλαμβανομένου αυτού.

Άσκηση

Δίνεται η διεύθυνση δικτύου 192.168.10.0. Να χωριστεί το δίκτυο σε 6 τουλάχιστον υποδίκτυα και να συμπληρωθεί ο παρακάτω πίνακας.

Διεύθυνση δικτύου	192.168.10.0
Αριθμός απαιτούμενων υποδικτύων	6
Αριθμός απαιτούμενων Η/Υ ανά υποδίκτυο	-
Κλάση/τάξη δικτύου	Συμπλήρωση κενών (1): JXUwMDFi
Προκαθορισμένη μάσκα	Συμπλήρωση κενών (2):
Υπολογισθείσα μάσκα	Συμπλήρωση κενών (3):
Ψηφία που δόθηκαν στη μάσκα	Συμπλήρωση κενών (4): JXUwMDZi
Συνολικός αριθμός υποδικτύων	Συμπλήρωση κενών (5): JXUwMDYw
Συνολικός αριθμός διευθύνσεων ΙΡ ανά υποδίκτυο	Συμπλήρωση κενών (6): JXUwMDZiJXUwMDAx
Συνολικός αριθμός διευθύνσεων ΙΡ ανά υποδίκτυο για υπολογιστές	Συμπλήρωση κενών (7): JXUwMDZiJXUwMDAz

Enable JavaScript

Άσκηση

Δίνεται η διεύθυνση δικτύου 192.168.17.0. Να χωριστεί το δίκτυο σε 14 τουλάχιστον υποδίκτυα και να συμπληρωθεί ο παρακάτω πίνακας.

Διεύθυνση δικτύου	192.168.17.0
Αριθμός απαιτούμενων υποδικτύων	14
Αριθμός απαιτούμενων Η/Υ ανά υποδίκτυο	-
Κλάση/τάξη δικτύου	Συμπλήρωση κενών (1): JXUwMDFi
Προκαθορισμένη μάσκα	Συμπλήρωση κενών (2):
Υπολογισθείσα μάσκα	Συμπλήρωση κενών (3):
Ψηφία που δόθηκαν στη μάσκα	Συμπλήρωση κενών (4): JXUwMDZj
Συνολικός αριθμός υποδικτύων	Συμπλήρωση κενών (5): JXUwMDY5JXUwMDA3
Συνολικός αριθμός διευθύνσεων ΙΡ ανά υποδίκτυο	Συμπλήρωση κενών (6): JXUwMDY5JXUwMDA3
Συνολικός αριθμός διευθύνσεων ΙΡ ανά υποδίκτυο για υπολογιστές	Συμπλήρωση κενών (7): JXUwMDY5JXUwMDA1

Enable JavaScript

Άσκηση

Δίνεται η διεύθυνση δικτύου 192.168.13.0/24. Να χωριστεί το δίκτυο σε 3 τουλάχιστον υποδίκτυα και να συμπληρωθεί ο παρακάτω πίνακας.

Διεύθυνση δικτύου	192.168.13.0
Αριθμός απαιτούμενων υποδικτύων	3
Αριθμός απαιτούμενων Η/Υ ανά υποδίκτυο	-
Κλάση/τάξη δικτύου	Συμπλήρωση κενών (1): JXUwMDFi
Προκαθορισμένη μάσκα	Συμπλήρωση κενών (2):
Υπολογισθείσα μάσκα	Συμπλήρωση κενών (3):
Ψηφία που δόθηκαν στη μάσκα	Συμπλήρωση κενών (4): JXUwMDZh
Συνολικός αριθμός υποδικτύων	Συμπλήρωση κενών (5): JXUwMDZj
Συνολικός αριθμός διευθύνσεων ΙΡ ανά υποδίκτυο	Συμπλήρωση κενών (6): JXUwMDZlJXUwMDAy
Συνολικός αριθμός διευθύνσεων ΙΡ ανά υποδίκτυο για υπολογιστές	Συμπλήρωση κενών (7): JXUwMDZlJXUwMDA0
1ο Υποδίκτυο (#0)
Διεύθυνση υποδικτύου	Συμπλήρωση κενών (8):
Διεύθυνση εκπομπής	Συμπλήρωση κενών (9):
Περιοχή διευθύνσεων υπολογιστών	από Συμπλήρωση κενών (10): έως Συμπλήρωση κενών (11):
2ο Υποδίκτυο (#1)
Διεύθυνση υποδικτύου	Συμπλήρωση κενών (12):
Διεύθυνση εκπομπής	Συμπλήρωση κενών (13):
Περιοχή διευθύνσεων υπολογιστών	από Συμπλήρωση κενών (14): έως Συμπλήρωση κενών (15):
3ο Υποδίκτυο (#2)
Διεύθυνση υποδικτύου	Συμπλήρωση κενών (16):
Διεύθυνση εκπομπής	Συμπλήρωση κενών (17):
Περιοχή διευθύνσεων υπολογιστών	από Συμπλήρωση κενών (18): έως Συμπλήρωση κενών (19):

Enable JavaScript

Άσκηση

Δίνεται η διεύθυνση δικτύου 192.168.88.0/24 (μάσκα δικτύου 255.255.255.0). Να χωριστεί το δίκτυο σε υποδίκτυα των 28 τουλάχιστον υπολογιστών και να συμπληρωθεί ο παρακάτω πίνακας.

Διεύθυνση δικτύου	192.168.88.0
Αριθμός απαιτούμενων υποδικτύων	-
Αριθμός απαιτούμενων Η/Υ ανά υποδίκτυο	28
Κλάση/τάξη	Συμπλήρωση κενών (1): JXUwMDFi
Προκαθορισμένη μάσκα	Συμπλήρωση κενών (2):
Υπολογισθείσα μάσκα	Συμπλήρωση κενών (3):
Ψηφία που δόθηκαν στη μάσκα	Συμπλήρωση κενών (4): JXUwMDZi
Συνολικός αριθμός υποδικτύων	Συμπλήρωση κενών (5): JXUwMDYw
Συνολικός αριθμός διευθύνσεων ΙΡ ανά υποδίκτυο	Συμπλήρωση κενών (6): JXUwMDZiJXUwMDAx
Συνολικός αριθμός IP διευθύνσεων για Η/Υ ανά υποδίκτυο	Συμπλήρωση κενών (7): JXUwMDZiJXUwMDAz
1ο Υποδίκτυο (#0)
Διεύθυνση υποδικτύου	Συμπλήρωση κενών (8):
Διεύθυνση εκπομπής	Συμπλήρωση κενών (9):
Περιοχή διευθύνσεων υπολογιστών	από Συμπλήρωση κενών (10): έως Συμπλήρωση κενών (11):
2ο Υποδίκτυο (#1)
Διεύθυνση υποδικτύου	Συμπλήρωση κενών (12):
Διεύθυνση εκπομπής	Συμπλήρωση κενών (13):
Περιοχή διευθύνσεων υπολογιστών	από Συμπλήρωση κενών (14): έως Συμπλήρωση κενών (15):
3ο Υποδίκτυο (#2)
Διεύθυνση υποδικτύου	Συμπλήρωση κενών (16):
Διεύθυνση εκπομπής	Συμπλήρωση κενών (17):
Περιοχή διευθύνσεων υπολογιστών	από Συμπλήρωση κενών (18): έως Συμπλήρωση κενών (19):

Enable JavaScript

Άσκηση

Η Σχετική Θέση Τμήματος (η οποία αναφέρεται και ως Δείκτης Εντοπισμού Τμήματος ΔΕΤ) είναι ένας αριθμός ο οποίος υπολογίζεται από τον τύπο

όπου:

ΙΝΤ(): η συνάρτηση που επιστρέφει το ακέραιο μέρος του περιεχομένου της παρένθεσης

MTU (Maximum Transmission Unit): το μέγιστο μήκος δεδομένων του πλαισίου στο δίκτυο 2ου επιπέδου

IHL (Internet Header Length): το μήκος της επικεφαλίδας του πακέτου IP εκφρασμένο σε 4άδες byte

n: ο αριθμός του τμήματος (0 για το πρώτο τμήμα, 1 για το δεύτερο κ.ο.κ.)

Για ένα διασπασμένο πακέτο IPv4 με το ελάχιστο (σταθερό) μήκος επικεφαλίδας, το οποίο διέρχεται από δίκτυο Ethernet με MTU=1500, συμπληρώστε στον παρακάτω πίνακα τον Δείκτη Εντοπισμού Τμήματος (ΔΕΤ) για όλα τα τμήματα του πακέτου.

αριθμός τμήματος n	ΔΕΤ
0	Συμπλήρωση κενών (1): JXUwMDY4
1	Συμπλήρωση κενών (2): JXUwMDY5JXUwMDA5JXUwMDBk
2	Συμπλήρωση κενών (3): JXUwMDZiJXUwMDA0JXUwMDA3
3	Συμπλήρωση κενών (4): JXUwMDZkJXUwMDAwJXUwMDAw
4	Συμπλήρωση κενών (5): JXUwMDZmJXUwMDAzJXUwMDA0
5	Συμπλήρωση κενών (6): JXUwMDYxJXUwMDBiJXUwMDA3
6	Συμπλήρωση κενών (7): JXUwMDY5JXUwMDAwJXUwMDAwJXUwMDAx
7	Συμπλήρωση κενών (8): JXUwMDY5JXUwMDAzJXUwMDBiJXUwMDBj

Enable JavaScript

Άσκηση

Για τον παρακάτω πίνακα που συνοψίζει τα στοιχεία από τη διάσπαση ενός αυτοδύναμου πακέτου, συμπληρώστε τα στοιχεία που λείπουν και υπολογίστε το συνολικό αρχικό μέγεθος του αυτοδύναμου πακέτου (επικεφαλίδα + δεδομένα).

	1o τμήμα	2o τμήμα	3o τμήμα	4o τμήμα
Μήκος επικεφαλίδας (λέξεις των 32bit)	5	Συμπλήρωση κενών (1): JXUwMDZk	Συμπλήρωση κενών (2): JXUwMDZk	Συμπλήρωση κενών (3): JXUwMDZk
Συνολικό μήκος (bytes)	1500	Συμπλήρωση κενών (4): JXUwMDY5JXUwMDA0JXUwMDA1JXUwMDAw	Συμπλήρωση κενών (5): JXUwMDY5JXUwMDA0JXUwMDA1JXUwMDAw	42
Μήκος δεδομένων	Συμπλήρωση κενών (6): JXUwMDY5JXUwMDA1JXUwMDBjJXUwMDA4	Συμπλήρωση κενών (7): JXUwMDY5JXUwMDA1JXUwMDBjJXUwMDA4	1480	22
Αναγνώριση	0x2b41	0x2b41	0x2b41	0x2b41
DF (σημαία)	0	0	0	0
MF (σημαία)	1	1	1	Συμπλήρωση κενών (8): JXUwMDY4
Σχετική θέση τμήματος (οκτάδες byte)	0	Συμπλήρωση κενών (9): JXUwMDY5JXUwMDA5JXUwMDBk	Συμπλήρωση κενών (10): JXUwMDZiJXUwMDA0JXUwMDA3	Συμπλήρωση κενών (11): JXUwMDZkJXUwMDAwJXUwMDAw

Το συνολικό αρχικό μέγεθος του αυτοδύναμου πακέτου (επικεφαλίδα + δεδομένα) είναι Συμπλήρωση κενών (12): JXUwMDZjJXUwMDAwJXUwMDBjJXUwMDBh Bytes.

Enable JavaScript

Άσκηση

Ένα αυτοδύναμο πακέτο IP (datagram) μεγέθους 2600 bytes με DF=0 και Αναγνώριση: 0x0a26 πρόκειται να διέλθει από δίκτυο, το οποίο υποστηρίζει μέγιστο μήκος δεδομένων πλαισίου (MTU) 800 bytes.

Δεδομένου ότι το πακέτο θα διασπαστεί, καλείστε να συμπληρώσετε τον παρακάτω πίνακα.

	1ο τμήμα	2ο τμήμα	3ο τμήμα	4ο τμήμα
Μήκος επικεφαλίδας (λέξεις των 32bit)	Συμπλήρωση κενών (1): JXUwMDZk	Συμπλήρωση κενών (2): JXUwMDZk	Συμπλήρωση κενών (3): JXUwMDZk	Συμπλήρωση κενών (4): JXUwMDZk
Συνολικό μήκος (bytes)	Συμπλήρωση κενών (5): JXUwMDZmJXUwMDBlJXUwMDBm	Συμπλήρωση κενών (6): JXUwMDZmJXUwMDBlJXUwMDBm	Συμπλήρωση κενών (7): JXUwMDZmJXUwMDBlJXUwMDBm	Συμπλήρωση κενών (8): JXUwMDZhJXUwMDA1JXUwMDA1
Μήκος δεδομένων	Συμπλήρωση κενών (9): JXUwMDZmJXUwMDAwJXUwMDAx	Συμπλήρωση κενών (10): JXUwMDZmJXUwMDAwJXUwMDAx	Συμπλήρωση κενών (11): JXUwMDZmJXUwMDAwJXUwMDAx	Συμπλήρωση κενών (12): JXUwMDZhJXUwMDA3JXUwMDA3
Αναγνώριση	Συμπλήρωση κενών (13):	Συμπλήρωση κενών (14):	Συμπλήρωση κενών (15):	Συμπλήρωση κενών (16):
DF (σημαία)	Συμπλήρωση κενών (17): JXUwMDY4	Συμπλήρωση κενών (18): JXUwMDY4	Συμπλήρωση κενών (19): JXUwMDY4	Συμπλήρωση κενών (20): JXUwMDY4
MF (σημαία)	Συμπλήρωση κενών (21): JXUwMDY5	Συμπλήρωση κενών (22): JXUwMDY5	Συμπλήρωση κενών (23): JXUwMDY5	Συμπλήρωση κενών (24): JXUwMDY4
Σχετ. θέση τμήματος (οκτάδες byte)	Συμπλήρωση κενών (25): JXUwMDY4	Συμπλήρωση κενών (26): JXUwMDYxJXUwMDBl	Συμπλήρωση κενών (27): JXUwMDY5JXUwMDA4JXUwMDBk	Συμπλήρωση κενών (28): JXUwMDZhJXUwMDBiJXUwMDA4

Enable JavaScript

Το συνολικό μέγεθος (επικεφαλίδα+δεδομένα) του αυτοδύναμου πακέτου είναι 2600 Bytes, εκ των οποίων τα 20 Byte είναι η επικεφαλίδα και τα 2580 Bytes είναι το μήκος των δεδομένων του αρχικού πακέτου.

Το πακέτο επιτρέπεται να διασπαστεί, αφού η σημαία DF=0 (την ίδια τιμή θα έχει και σε όλα τα διασπασμένα τμήματα). Eπειδή 2600>800, το πακέτο θα διασπαστεί, προκειμένου να διέλθει από το δίκτυο με MTU=800.Το μέγιστο μήκος των δεδομένων που μπορεί να διέλθει είναι 800-20=780Bytes. Επειδή το 780 δεν διαιρείται ακριβώς με το 8 (780 MOD 8 <> 0), το μήκος των δεδομένων θα είναι INT(780/8)*8 = ΙΝΤ(97,5)*8 = 97*8 = 776 Bytes.

Εφόσον το αρχικό συνολικό μέγεθος δεδομένων (2580) δεν διαιρείται ακριβώς με το μήκος δεδομένων κάθε τμήματος (796), καθώς 2580/796=3,24, το πακέτο θα διασπαστεί σε 4 τμήματα, ως εξής: τρία πακέτα δεδομένων των 776 Byte και ένα πακέτο με τα υπόλοιπα 2580-(3*776)=252 Byte.

Το πεδίο της αναγνώρισης είναι σε όλα τα τμήματα ίδιο με το πεδίο αναγνώρισης του αρχικού πακέτου, δηλαδή 0x0a26.

Η σημαία MF θα είναι 1 στα τρία πρώτα τμήματα (δηλώνοντας ότι ακολουθούν και άλλα τμήματα), ενώ στο τελευταίο θα γίνει 0, αφού δεν ακολουθεί άλλο τμήμα.

Το συνολικό μήκος με την επικεφαλίδα θα είναι 796 bytes για έκαστο από τα τρία πρώτα πακέτα και 272 bytes για το τέταρτο πακέτο.

Η Σχετική Θέση Τμήματος υπολογίζεται από τον τύπο:

FragmentOffset = n * INT( \frac{MTU-IHL*4}{8}) = n*INT( \frac{800-5*4}{8}) = n*INT(97,5) = n*97

Για τιμές του n=0, 1, 2, 3 προκύπτουν οι αντίστοιχες τιμές 0, 97, 194 και 291.

Άσκηση

Ο υπολογιστής με διεύθυνση IP 192.168.72.12/25 (μάσκα υποδικτύου 255.255.255.128) θέλει να επικοινωνήσει με τον υπολογιστή με διεύθυνση IP 192.168.72.152/25.

Σε ποια κλάση δικτύου ανήκουν οι διευθύνσεις των παραπάνω υπολογιστών;
Οι υπολογιστές αυτοί ανήκουν στο ίδιο υποδίκτυο (έχουν την ίδια διεύθυνση υποδικτύου);
Τι είδους δρομολόγηση θα γίνει στην περίπτωση αυτή (άμεση/έμμεση); Να αιτιολογήσετε την απάντησή σας.
Εάν ο υπολογιστής με διεύθυνση IP 192.168.72.12 θέλει να στείλει ένα μήνυμα σε όλους τους υπολογιστές του υποδικτύου στο οποίο ανήκει και ο ίδιος, ποια θα είναι η διεύθυνση προορισμού των πακέτων του μηνύματος;
Ποιοι υπολογιστές (διευθύνσεις IP) ανήκουν στο ίδιο υποδίκτυο με τους προαναφερόμενους υπολογιστές; (192.168.72.12 και 192.168.72.152)

Ανατροφοδότηση

Εφόσον οι διευθύνσεις συνοδεύονται από μη προκαθορισμένη (default) μάσκα, είναι αταξικές (classless). Ωστόσο με βάση την ΙΡ διεύθυνσή τους θεωρούνται ότι ανήκουν στην κλάση C.
Για να ανήκουν οι υπολογιστές στο ίδιο υποδίκτυο θα πρέπει να έχουν ίδια τα πρώτα 25 ψηφία των διευθύνσεών τους. Όμως αυτό ισχύει μόνο για τα πρώτα 24 (192.168.72.), καθώς το 25ο (1ο της τελευταίας οκτάδας) είναι διαφορετικό, αφού 12=00001100, ενώ 152=10011000. Συνεπώς δεν ανήκουν στο ίδιο υποδίκτυο. Συγκεκριμένα ο 192.168.72.12/25 ανήκει στο υποδίκτυο με διεύθυνση δικτύου 192.168.72.0, ενώ ο 192.168.72.152/25 ανήκει στο υποδίκτυο με διεύθυνση δικτύου 192.168.72.128.
Εφόσον οι δυο υπολογιστές ανήκουν σε διαφορετικά υποδίκτυα, η δρομολόγηση θα είναι έμμεση.
Για να στείλει ο 192.168.72.12/25 ένα πακέτο σε όλους τους υπολογιστές του υποδικτύου του, θα πρέπει να το στείλει στη διεύθυνση εκπομπής του υποδικτύου του, η οποία είναι 192.168.72.127.
Στο ίδιο υποδίκτυο με τον 192.168.72.12/25 ανήκουν οι 192.168.72.1 - 192.168.72.126, ενώ στο ίδιο υποδίκτυο με τον 192.168.72.152/25 ανήκουν οι 192.168.72.129 - 192.168.72.254

Άσκηση

Στην παρακάτω εικόνα φαίνονται οι ρυθμίσεις του πρωτοκόλλου TCP/IP για έναν υπολογιστή με Λειτουργικό Σύστημα Windows 7.

Συγκεκριμένα είναι:

Διεύθυνση IP: 192.168.2.135
Μάσκα υποδικτύου: 255.255.255.0
Προεπιλεγμένη πύλη: 192.168.1.1.

Εξαιτίας ενός λάθους του διαχειριστή στις παραπάνω ρυθμίσεις, ο Η/Υ αυτός δεν μπορεί να συνδεθεί με το Internet. Μπορείτε να υποδείξετε ποιο μπορεί να είναι το λάθος;

(c) Αμπατζόγλου Ιωάννης, Ηλεκτρονικός Μηχανικός, καθηγητής ηλεκτρονικών ΠΕ84

Αδειοδοτημένο υπό τους όρους Creative Commons Attribution Non-commercial License 4.0

« Προηγούμενο | Επόμενο »

Διεύθυνση IPv4	Κλάση/τάξη
10.146.0.1	Συμπλήρωση κενών (1): JXUwMDE5
192.168.1.254	Συμπλήρωση κενών (2): JXUwMDFi
172.16.12.57	Συμπλήρωση κενών (3): JXUwMDFh
8.8.8.8	Συμπλήρωση κενών (4): JXUwMDE5
234.53.17.22	Συμπλήρωση κενών (5): JXUwMDFj
147.102.222.0	Συμπλήρωση κενών (6): JXUwMDFh
212.54.67.81	Συμπλήρωση κενών (7): JXUwMDFi
122.122.11.53	Συμπλήρωση κενών (8): JXUwMDE5
54.55.56.57	Συμπλήρωση κενών (9): JXUwMDE5
194.219.227.3	Συμπλήρωση κενών (10): JXUwMDFi

Τετράδιο μαθητή

Επεξηγήσεις - Συμβουλές - Επισημάνσεις

Εννοιολογικός Χάρτης

Άσκηση

Άσκηση

Ερώτηση 1

Ανατροφοδότηση

Ερώτηση 2

Ανατροφοδότηση

Ερώτηση 3

Ανατροφοδότηση

Ερώτηση 4

Ανατροφοδότηση

Ερώτηση 5

Ανατροφοδότηση

Ερώτηση 6

Ανατροφοδότηση

Ερώτηση 7

Ανατροφοδότηση

Ερώτηση 8

Ανατροφοδότηση

Ερώτηση 9

Ανατροφοδότηση

Ερώτηση 10

Ανατροφοδότηση

Άσκηση

Άσκηση

Ερώτηση

Answers

Ανατροφοδότηση

Solution

Ερώτηση

Answers

Ανατροφοδότηση

Solution

Ερώτηση

Answers

Ανατροφοδότηση

Solution

Ερώτηση

Answers

Ανατροφοδότηση

Solution

Ερώτηση

Answers

Ανατροφοδότηση

Solution

Ερώτηση

Answers

Ανατροφοδότηση

Solution

Ερώτηση

Answers

Ανατροφοδότηση

Solution

Ερώτηση

Answers

Ανατροφοδότηση

Solution

Άσκηση

Ερώτηση 1

Ανατροφοδότηση

Ερώτηση 2

Ανατροφοδότηση

Ερώτηση 3

Ανατροφοδότηση

Ερώτηση 4

Ανατροφοδότηση

Ερώτηση 5

Ανατροφοδότηση

Ερώτηση 6

Ανατροφοδότηση

Ερώτηση 7

Ανατροφοδότηση

Ερώτηση 8

Ανατροφοδότηση

Ερώτηση 9

Ανατροφοδότηση

Ερώτηση 10

Ανατροφοδότηση