Skip navigation

Τετράδιο μαθητή

Επεξηγήσεις - Συμβουλές - Επισημάνσεις

  • Το μοντέλο του TCP/IP δεν προδιαγράφει συγκεκριμένα πρωτόκολλα με αντίστοιχα RFCs για το επίπεδο πρόσβασης δικτύου (Network Access). Η βασική απαίτηση από το συγκεκριμένο επίπεδο/στρώμα είναι να μπορεί να ενθυλακώνει και να διακινεί αυτοδύναμα πακέτα IP. Ως εκ τούτου, άλλα πρωτόκολλα και τεχνολογίες αναλαμβάνουν τη συγκεκριμένη εργασία.
  • Για τις λειτουργίες του συγκεκριμένου επιπέδου ακολουθείται η διαστρωμάτωση του μοντέλου ISO/OSI. Στη θέση του επιπέδου Πρόσβασης/Διεπαφής Δικτύου του TCP/IP χρησιμοποιούνται τα δύο πρώτα επίπεδα όπως περιγράφονται στο μοντέλο του OSI, το επίπεδο Σύνδεσης/Ζεύξης Δεδομένων και το Φυσικό.
  • Από τις πιο διαδεδομένες τεχνολογίες σε αυτό το επίπεδο, για τις οποίες γίνεται ιδιαίτερη αναφορά, είναι το Ethernet και η ασύρματη δικτύωση (Wireless LAN - WLAN), η οποία είναι γνωστή και ως WiFi.
  • Το Ethernet, με την ευρεία χρήση μεταγωγέων (switches), έχει πάψει να χρησιμοποιεί διαμοιραζόμενο μέσο και τις αντίστοιχες τεχνικές προσπέλασης, όπως η CSMA/CD, με την οποία ξεκίνησε. Στα ασύρματα δίκτυα χρησιμοποιούνται τεχνικές αποφυγής συγκρούσεων CSMA/CA με παράλληλη χρήση τεχνικών ασφάλειας εξαιτίας της χρήσης κοινού μέσου.
  • Το επίπεδο Σύνδεσης/Ζεύξης δεδομένων γενικά διακρίνεται στα υποεπίπεδα Ελέγχου Λογικής Σύνδεσης (LLC) και Ελέγχου Πρόσβασης στο μέσο (MAC), ωστόσο στο Ethernet το οποίο ενθυλακώνει αυτοδύναμα πακέτα IP σε πλαίσια Ethernet II, δεν χρησιμοποιούνται οι λειτουργίες του LLC.
  • Από πλευράς φυσικών μέσων, έχει εγκαταλειφθεί η χρήση ομοαξονικών καλωδίων υπέρ της ευρείας χρήσης καλωδίων συνεστραμμένων ζευγών (αθωράκιστων ή/και θωρακισμένων) και οπτικών ινών (πολύτροπων και μονότροπων) με ταχύτητες 10/100/1000Mbps για οικιακούς χρήστες και υψηλότερες για εταιρικούς χρήστες και απαιτητικές εφαρμογές.
  • Οι διευθύνσεις MAC (στο Ethernet/WLAN) έχουν μήκος 48 bit με το πρώτο μέρος (24bit) να αποτελεί την μοναδική Ταυτότητα του Οργανισμού (OUI) και το δεύτερο μέρος να έχει ρόλο αύξοντα αριθμού σειράς παραγωγής.
  • Τα ασύρματα τοπικά δίκτυα (WLAN) χρησιμοποιούν ραδιοκύματα στις ζώνες των 2,4GHz και 5GHz και με μια ποικιλία προτύπων της οικογένειας IEEE802.11 a/b/g/n υποστηρίζουν ονομαστικές ταχύτητες από 1/2/5,5/11Mbps έως 600Mbps. Η συνήθης τοπολογία είναι κυψελοειδής, η οποία περιλαμβάνει ασύρματο σταθμό βάσης (Σημείο πρόσβασης - AP) και ασύρματους σταθμούς χρηστών, κυρίως φορητούς.

Εννοιολογικός Χάρτης

Στον παρακάτω εννοιολογικό χάρτη παρουσιάζονται οι έννοιες των Επιπέδων Φυσικού και Σύνδεσης Δεδομένων του OSI του Επιπέδου Πρόσβασης Δικτύου του TCP, η τεχνολογία Ethernet των Τοπικών Δικτύων και της Ασύρματης Δικτύωσης.

Άσκηση

Το δεύτερο επίπεδο του μοντέλου OSI είναι το  που έχει σκοπό να κάνει αξιόπιστη τη φυσική γραμμή σύνδεσης μεταξύ δύο σταθμών. Λαμβάνει πακέτα από επίπεδο δικτύου (του μοντέλου OSI) και φτιάχνει . Ορίζει πού αρχίζει και πού τελειώνει κάθε πλαίσιο, προσθέτοντας μπροστά την κατάλληλη και στο τέλος την .

Το χαμηλότερο επίπεδο του μοντέλου OSI είναι το . Είναι υπεύθυνο για τη μετάδοση των μέσα από το τηλεπικοινωνιακό κανάλι, το οποίο μπορεί να είναι ένα μέσο ή μία ζεύξη. Καθορίζει τα (τάσεις, χρόνοι μετάδοσης) και (καλώδια, συνδετήρες) χαρακτηριστικά της σύνδεσης του σταθμού με το μέσο μετάδοσης.

Το σύνολο των κανόνων που καθορίζουν τον τρόπο με τον οποίο τα δεδομένα εισάγονται στο καλώδιο, ονομάζεται .

Με βάση το έργο της επιτροπής 802, το δεύτερο επίπεδο του μοντέλου OSI χωρίστηκε σε δύο υποεπίπεδα: στο υποεπίπεδο (MAC) και στο υποεπίπεδο (LLC).

Κάθε κόμβος σε ένα δίκτυο Ethernet έχει μια φυσική διεύθυνση ή (Hardware Address), ώστε να αναγνωρίζεται μοναδικά σε όλο το δίκτυο. Αναφέρεται και ως (MAC Address, Media Access Control). Είναι ένας δυαδικός αριθμός των bit ή έξι οκτάδων και γράφεται στο αριθμητικό σύστημα ως έξι διψήφιοι δεκαεξαδικοί αριθμοί χωρισμένοι με παύλες (στα windows) ή με άνω-κάτω τελείες (στο unix/linux).

Enable JavaScript

Άσκηση

Αντιστοιχίστε τους αριθμούς του σχήματος στις ετικέτες που φαίνονται συγκεντρωτικά στον παρακάτω πίνακα.

Περιγραφή πεδίου Αριθμός Σχήματος
Τύπος/Μήκος δεδομένων
Έναρξη του πλαισίου (SFD - Start Frame Delimiter)
Διεύθυνση Προέλευσης (Source MAC Address)
Προοίμιο (preamble)
Διεύθυνση Προορισμού (Destination MAC Address)
Ακολουθία ελέγχου πλαισίου (FCS - Frame Check Sequence)
Δεδομένα

Enable JavaScript

Θέματα ανάπτυξης

Τι είναι η Μέθοδος Προσπέλασης στο 2ο επίπεδο του OSI/ISO και ποιος είναι ο αντικειμενικός της στόχος;

Αναφέρετε τρεις μεθόδους προσπέλασης, οι οποίες χρησιμοποιούνται ή χρησιμοποιήθηκαν από διάφορες τεχνολογίες δικτύων.

Περιγράψτε την υπηρεσία χωρίς επιβεβαίωση και χωρίς σύνδεση του υποεπιπέδου Ελέγχου Λογικής σύνδεσης (LLC) του 2ου επιπέδου OSI/ISO. Ποιος είναι ο κύριος σκοπός του LLC;

Ποια είναι η μέγιστη απόσταση που καλύπτεται από καλώδια συνεστραμμένων ζευγών στο Ethernet (Fast/Gigabit) με βάση τα πρότυπα; Ένα καλώδιο δύο (2) συνεστραμμένων ζευγών μπορεί να υποστηρίξει και Fast και Gigabit Ethernet;

Πόσα δυαδικά ψηφία έχει μια διεύθυνση MAC στο Ethernet και πώς γράφεται; Από πόσα δομικά μέρη αποτελείται και ποιος είναι αρμόδιος για το πρώτο μισό της;

Τι είναι το X bit (U/L) και τι το M bit (I/G) μιας διεύθυνσης MAC (Ethernet); Σε ποια θέση της διεύθυνσης MAC βρίσκονται;

Περιγράψτε τη δομή ενός πλαισίου Ethernet II. Απαριθμήστε τα επτά πεδία που την απαρτίζουν και εξηγήστε το ρόλο τους.

Ποιο είναι το μήκος/μέγεθος της Ακολουθίας Ελέγχου Πλαισίου και σε τι χρησιμεύει;

Ποιο είναι το ελάχιστο και ποιο το μέγιστο μήκος/μέγεθος δεδομένων που μπορεί να μεταφέρει ένα πλαίσιο Ethernet II; Τι συμβαίνει όταν απαιτείται να μεταφερθούν λιγότερα δεδομένα από το επιτρεπόμενο ελάχιστο μέγεθος;

Πότε ένα τοπικό δίκτυο χαρακτηρίζεται ασύρματο και τι φυσικά μέσα χρησιμοποιεί;

Ποια μέθοδο διαμοιρασμού του καναλιού χρησιμοποιεί ένα ασύρματο δίκτυο 802.11; Μπορείτε να αιτιολογήσετε γιατί χρησιμοποιεί και κρυπτογράφηση;

Άσκηση

Ερώτηση 1

Το τμήμα OUI μιας διεύθυνσης MAC είναι 28 bit.

Ερώτηση 2

Σε ένα πλαίσιο Ethernet πρώτα αποστέλλεται η διεύθυνση προέλευσης και μετά η διεύθυνση προορισμού.

Ερώτηση 3

Το ελάχιστο μήκος (μέγεθος) δεδομένων σε ένα πλαίσιο Ethernet είναι 46 bytes.

Ερώτηση 4

Η διεύθυνση MAC 00-00-00-00-00-00 είναι διεύθυνση εκπομπής.

Ερώτηση 5

Το MTU στο Ethernet είναι 1500bytes.

Ερώτηση 6

Στη διεύθυνση MAC 74:ea:3a:cd:06:40 το M bit ή I/G (Individual/Group) είναι ενεργοποιημένο (έχει τιμή 1).

Ερώτηση 7

Η ακολουθία ελέγχου πλαισίου (FCS - Frame Check Sequence) χρησιμεύει στον παραλήπτη για την ανίχνευση σφαλμάτων εκπομπής.

Ερώτηση 8

Μετά το τέλος της αποστολής ενός πλαισίου ακολουθεί αμέσως η αποστολή του επόμενου.

Ερώτηση 9

Εάν πρόκειται να αποσταλούν δεδομένα λιγότερα από 40 bytes, θα πρέπει να συμπληρωθούν με έξι μηδενικά.

Ερώτηση 10

Στη διεύθυνση MAC ff:ff:ff:ff:ff:ff το X bit ή U/L (Universal/Local) είναι ενεργοποιημένο (έχει τιμή 1).

Ερώτηση 11

Το πρότυπο ΙΕΕΕ802.11g υποστηρίζει υψηλότερες ταχύτητες από το ΙΕΕΕ802.11n.

Ερώτηση 12

Το πρότυπο ΙΕΕΕ802.11n υποστηρίζει λειτουργία στους 2,4GHz και στους 5GHz.

Άσκηση

Ερώτηση

Ποια από τις παρακάτω ΔΕΝ ΕΙΝΑΙ υπηρεσία που παρέχεται από το υποεπίπεδο Ελέγχου Λογικής Σύνδεσης (LLC) του προτύπου ΙΕΕΕ802.2;

Answers

Υπηρεσία χωρίς επιβεβαίωση και χωρίς σύνδεση (Unacknowledged connectionless service)

Υπηρεσία με επιβεβαίωση λήψης χωρίς σύνδεση (Acknowledged connectionless service)

Υπηρεσία με μεταγωγή κυκλώματος (Circuit switched service)

Υπηρεσία με σύνδεση (Connection oriented service)

Ανατροφοδότηση

Ερώτηση

Η μέθοδος πρόσβασης στο μέσο CSMA/CD χρησιμοποιεί:

Answers

Ακρόαση φέροντος με αποφυγή συγκρούσεων

Ακρόαση φέροντος με ανίχνευση συγκρούσεων

Πέρασμα κουπονιού (token passing) που δίνει δυνατότητα για μεμονωμένη αποστολή δεδομένων

Αίτηση προτεραιότητας (deman priority) την οποία διαχειρίζεται ο συγκεντρωτής (hub)

Ανατροφοδότηση

Ερώτηση

Ένα πλαίσιο Ethernet II έχει MTU δηλαδή μέγιστο μήκος της μονάδας (πακέτου) εκπομπής δεδομένων:

Answers

1500 byte

64 kbyte

3200 byte

Ανατροφοδότηση

Ερώτηση

Πρόκειται να αποσταλεί ένα πλαίσιο Ethernet II μήκους 40 byte. Το πλαίσιο αυτό:

Answers

θα αποσταλεί κανονικά

δεν θα αποσταλεί γιατί είναι πολύ μικρό

θα αποσταλεί, αφού συμπληρωθεί με 6 byte συμπλήρωσης

θα αποσταλεί στέλνοντας ταυτόχρονα ένα μήνυμα προειδοποίησης ότι το πλαίσιο είναι μικρό

Ανατροφοδότηση

Ερώτηση

Μια φυσική διεύθυνση (MAC) Ethernet:

Answers

είναι 32 bit και γράφεται ως τέσσερις δεκαδικοί αριθμοί

είναι 64 bit και γράφεται στο δεκαεξαδικό αριθμητικό σύστημα

είναι 48 bit και γράφεται στο δεκαεξαδικό αριθμητικό σύστημα

είναι 32 bit και γράφεται ως έξι byte

Ανατροφοδότηση

Ερώτηση

Η ακολουθία ελέγχου πλαισίου (FCS) είναι:

Answers

βοηθητικό πλαίσιο που ακολουθεί την εκπομπή ενός κανονικού πλαισίου

πεδίο του πλαισίου Ethernet, ώστε να χρησιμοποιηθεί από τον παραλήπτη για να αναγνωριστεί οποιοδήποτε σφάλμα εκπομπής

πλαίσιο απάντησης στον αποστολέα ότι το πλαίσιο δεν ελήφθει σωστά

πεδίο του πλαισίου Ethernet που αφορά σφάλματα στην επικεφαλίδα του πλαισίου

Ανατροφοδότηση

Ερώτηση

Σε ένα ασύρματο δίκτυο ad-hoc:

Answers

χρησιμοποιείται ασύρματο σημείο πρόσβασης (AP - Access Point) μέσω του οποίου επικοινωνούν οι ασύρματοι σταθμοί

οι ασύρματοι σταθμοί επικοινωνούν άμεσα μεταξύ τους χωρίς τη διαμεσολάβηση σημείου πρόσβασης

χρησιμοποιείται τοπολογία αρτηρίας

γίνεται χρήση του δημόσιου τηλεπικοινωνιακού δικτύου

Ανατροφοδότηση

Ερώτηση

Σε ένα ασύρματο δίκτυο υποδομής (infrastructure):

Answers

χρησιμοποιείται ασύρματο σημείο πρόσβασης (AP - Access Point) μέσω του οποίου επικοινωνούν οι ασύρματοι σταθμοί

οι ασύρματοι σταθμοί επικοινωνούν άμεσα μεταξύ τους χωρίς τη διαμεσολάβηση σημείου πρόσβασης

χρησιμοποιείται τοπολογία αρτηρίας

γίνεται χρήση του δημόσιου τηλεπικοινωνιακού δικτύου

Ανατροφοδότηση


(c) Αμπατζόγλου Ιωάννης, Ηλεκτρονικός Μηχανικός, καθηγητής ηλεκτρονικών ΠΕ1708