Τετράδιο μαθητή

Επεξηγήσεις - Συμβουλές - Επισημάνσεις

Απόκρυψη

  • 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

Απόκρυψη

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

Απόκρυψη

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
2 10.0.0.12.3
3 172.16.257.3
4 10.146.0.1
5 194.219.227.3
6 127.270.0.1

Enable JavaScript

Άσκηση

Απόκρυψη

Ερώτηση 1

Το IGMP χρησιμοποιείται κυρίως για την αναφορά σφαλμάτων, τη μετάδοση ερωτημάτων και την αναμετάδοση (relaying) διαγνωστικών μηνυμάτων.

Ερώτηση 2

Το επικοινωνιακό υποδίκτυο επιτρέπει σε δυο ακραίους υπολογιστές να επικοινωνήσουν μεταξύ τους.

Ερώτηση 3

Η εύρεση της κατάλληλης διαδρομής και η παράδοση του πακέτου δεδομένων στον τελικό κόμβο είναι έργο του IGMP.

Ερώτηση 4

Σε έναν υπολογιστή με TCP/IP η υλοποίηση και υποστήριξη του ICMP είναι υποχρεωτική.

Ερώτηση 5

Οι διευθύνσεις IPv4 είναι 64 bit.

Ερώτηση 6

Στη δεκαδική σημειογραφία με τελείες, η μέγιστη τιμή κάθε ενός από τους τέσσερις αριθμούς μπορεί να είναι 255.

Ερώτηση 7

Ένας υπολογιστής μπορεί, υπό συνθήκες, να έχει περισσότερες από μια διευθύνσεις IPv4.

Ερώτηση 8

Οι διευθύνσεις IPv4 γράφονται στο δεκαεξαδικό σύστημα αρίθμησης.

Ερώτηση 9

Διευθύνσεις (IPv4) μπορούν να έχουν οι δικτυακές διεπαφές (interfaces).

Ερώτηση 10

Σε ένα δίκτυο υπολογιστών, για να μπορέσει η πληροφορία να φτάσει στον υπολογιστή προορισμού, θα πρέπει οι υπολογιστές να προσδιορίζονται με μοναδικό τρόπο (μοναδικές διευθύνσεις).

Άσκηση

Απόκρυψη

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

Το πεδίο Μήκος επικεφαλίδας (Internet Header Length - IHL) μήκους 4 bit, εκφράζει το μήκος της επικεφαλίδας σε λέξεις των bit. Το ελάχιστο μήκος είναι λέξεις ή byte.

Το πεδίο Συνολικό μήκος (Total length) έχει μήκος 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 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 .

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 bit, η οποία δείχνει τη σχετική απόσταση του τμήματος από την αρχή του αρχικού πακέτου σε Bytes.

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

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

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

Enable JavaScript

Άσκηση

Απόκρυψη

Ερώτηση

Για να αποφευχθούν τα συχνά ερωτήματα ARP:

Answers

οι απαντήσεις σε προηγούμενα ερωτήματα αποθηκεύονται σε αρχείο.

ο υπολογιστής συμβουλεύεται τον γειτονικό του υπολογιστή.

οι απαντήσεις σε προηγούμενα ερωτήματα αποθηκεύονται σε προσωρινή μνήμη (cache).

ο πίνακας αντιστοιχιών (IPv4 - MAC) φορτώνεται κατά την εκκίνηση του Η/Υ.

Ανατροφοδότηση

Ερώτηση

Τι συμβαίνει στην περίπτωση που δεν βρεθεί καταχώρηση στον πίνακα ARP και ούτε απαντηθεί το ερώτημα ARP, γιατί ίσως απλώς ο υπολογιστής με τη συγκεκριμένη IP να είναι κλειστός ή να μην υπάρχει;

Answers

Ο υπολογιστής συμβουλεύεται τον γειτονικό του υπολογιστή.

Ο υπολογιστής εμφανίζει διαγνωστικό μήνυμα ότι δεν μπορεί να “βρει” τον υπολογιστή προορισμού.

Ο υπολογιστής προωθεί το ερώτημα στο ηλεκτρονικό ταχυδρομείο του διαχειριστή.

Ο υπολογιστής ενημερώνει τον χρήστη να προσπαθήσει αργότερα.

Ανατροφοδότηση

Ερώτηση

Τα πρωτόκολλα ARP/RARP διαφέρουν από τα BOOTP, DHCP όσον αφορά στο επίπεδο (σύμφωνα με τα μοντέλα δικτύωσης) το οποίο λειτουργούν, στο ότι:

Answers

Το ARP/RARP λειτουργεί στο φυσικό επίπεδο ενώ τα BOOTP/DHCP στο επίπεδο σύνδεσης δεδομένων.

Το ARP/RARP λειτουργεί σε ανώτερο επίπεδο από τα BOOTP/DHCP.

Το ARP/RARP λειτουργεί ως ενδιάμεσο του επιπέδου πρόσβασης δικτύου/ διαδικτύου του TCP/IP (2ο/3ο OSI), ενώ τα BOOTP/DHCP καλύπτουν και το επίπεδο Εφαρμογής.

Δεν διαφέρουν στο επίπεδο, απλά είναι νεώτερες εκδόσεις των ίδιων πρωτοκόλλων.

Ανατροφοδότηση

Ερώτηση

Το DHCP καθορίζει τρεις τύπους εκχώρησης διευθύνσεων από τους οποίους ο πιο συνηθισμένος είναι:

Answers

μη αυτόματη ρύθμιση (manual configuration).

αυτόματη ρύθμιση (automatic configuration).

δυναμική ρύθμιση (dynamic configuration).

καμιά από τις παραπάνω.

Ανατροφοδότηση

Ερώτηση

Το DHCP δίνει τη δυνατότητα στους απλούς χρήστες:

Answers

να συντηρήσουν αποτελεσματικά το δίκτυο.

να συνδεθούν εύκολα στο δίκτυο.

να διαχειριστούν κεντρικά τις ρυθμίσεις δικτύου.

να υποστηρίξουν εύκολα άλλους χρήστες.

Ανατροφοδότηση

Ερώτηση

Ποιο είναι το πλεονέκτημα χρήσης του DHCP έναντι του RARP;

Answers

Η δυνατότητα περισσότερων ρυθμίσεων εκτός από τη διεύθυνση IPv4.

Η λειτουργία του στο επίπεδο εφαρμογής.

Η απλότητά του σε σχέση με το RARP.

Όλα τα παραπάνω.

Ανατροφοδότηση

Ερώτηση

Δυο σημαντικά πλεονεκτήματα από τη χρήση του πρωτοκόλλου IPv6 είναι:

Answers

ο ευκολομνημόνευτος τρόπος γραφής των διευθύνσεων και η χρήση δεκαεξαδικού συστήματος.

το μεγάλο μέγεθος του χώρου των διαθέσιμων διευθύνσεων και η βελτιστοποίηση της διαδικασίας της δρομολόγησης.

η δυνατότητα ενθυλάκωσης σε πλαίσια Ethernet και η αποτροπή της διάσπασης των αυτοδύναμων πακέτων.

κανένα από τα παραπάνω.

Ανατροφοδότηση

Ερώτηση

Η δρομολόγηση περιλαμβάνει δυο βασικές, διακριτές δραστηριότητες:

Answers

τον προσδιορισμό της καλύτερης διαδρομής και προώθηση των πακέτων στον προορισμό.

την επανασύνθεση των διασπασμένων πακέτων και προώθηση στον προορισμό.

την εύρεση της διεύθυνσης MAC προορισμού και τη δημιουργία πλαισίων.

τη δημιουργία αυτοδύναμων πακέτων και ενθυλάκωσή τους σε πλαίσια.

Ανατροφοδότηση

Άσκηση

Απόκρυψη

Ερώτηση 1

Κάθε διεύθυνση IP αποτελείται από δυο τμήματα: το αναγνωριστικό του δικτύου και το αναγνωριστικό του υπολογιστή.

Ερώτηση 2

Η κλάση/τάξη D περιλαμβάνει διευθύνσεις αποκλειστικής διανομής (unicast).

Ερώτηση 3

Η κλάση/τάξη A είναι δεσμευμένη και δεν χρησιμοποιείται για τη διευθυνσιοδότηση υπολογιστών στο Διαδίκτυο.

Ερώτηση 4

Ένα δίκτυο κλάσης/τάξης C είναι μεγαλύτερο από ένα δίκτυο κλάσης/τάξης Β.

Ερώτηση 5

Ένα δίκτυο κλάσης/τάξης C μπορεί να έχει μέχρι 254 υπολογιστές.

Ερώτηση 6

Δύο (2) δίκτυα κλάσης/τάξης C είναι αθροιστικά μεγαλύτερα από ένα δίκτυο κλάσης/τάξης Β.

Ερώτηση 7

Η μάσκα δικτύου στο αριστερό της μέρος έχει άσσους και στο δεξί της μηδενικά, χωρίς να αναμιγνύονται άσσοι και μηδενικά.

Ερώτηση 8

Η μάσκα δικτύου είναι 32bit.

Ερώτηση 9

Η προκαθορισμένη μάσκα δικτύου κλάσης/τάξης Α είναι 255.255.255.0

Ερώτηση 10

Τα πεδία διεύθυνση IP προέλευσης (source IP) και διεύθυνση IP προορισμού (destination IP) σε ένα αυτοδύναμο πακέτο IPv4 έχουν μήκος 32 bit.

Ερώτηση 11

Η μάσκα 255.255.255.0 με γραφή CIDR σημειώνεται ως /24.

Ερώτηση 12

Η μάσκα 255.0.0.0 με γραφή CIDR σημειώνεται ως /16.

Άσκηση

Απόκρυψη

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;

Άσκηση

Απόκρυψη

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

Η εκτίμηση της βέλτιστης διαδρομής προς τον προορισμό γίνεται από που χρησιμοποιούνται από τα πρωτόκολλα δρομολόγησης. Με τη βοήθεια αυτών συντάσσονται οι 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 δρομολόγηση.

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

Τα 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

Απόκρυψη

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.

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

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

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

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

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

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

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.

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).

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

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;

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;

20. Πότε η δρομολόγηση χαρακτηρίζεται άμεση και πότε έμμεση;

Άσκηση

Απόκρυψη

Μετατρέψτε τους παρακάτω δυαδικούς αριθμούς σε δεκαδικούς.

128 64 32 16 8 4 2 1 Δεκαδικός
1 0 1 0 1 0 0 0
1 1 0 0 0 0 0 0
1 1 1 1 0 0 0 0
0 1 1 0 0 1 1 1
1 1 1 0 0 1 0 1
1 0 0 1 0 1 1 0
1 0 1 0 1 0 1 0
0 0 1 1 0 1 1 0
0 1 1 1 0 1 1 1
1 0 1 0 1 1 0 0

Enable JavaScript

Άσκηση

Απόκρυψη

Μετατρέψτε τους παρακάτω δεκαδικούς αριθμούς σε δυαδικούς.

128 64 32 16 8 4 2 1 Δεκαδικός
168
208
172
10
240
15
54
115
254
78

Enable JavaScript

Άσκηση

Απόκρυψη

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

Διεύθυνση IPv4 Κλάση/τάξη
10.146.0.1
192.168.1.254
172.16.12.57
8.8.8.8
234.53.17.22
147.102.222.0
212.54.67.81
122.122.11.53
54.55.56.57
194.219.227.3

Enable JavaScript

Άσκηση

Απόκρυψη

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

Διεύθυνση ΙΡv4 Προκαθορισμένη μάσκα Διεύθυνση δικτύου
192.168.1.17
10.146.0.1
192.168.1.254
172.16.12.57
8.8.8.8
147.102.222.0
212.54.67.81
122.122.11.53
54.55.56.57
194.219.227.3

Enable JavaScript

Άσκηση

Απόκρυψη

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
2 172.27.54.12
3 10.146.0.110
4 8.8.8.8
5 192.168.88.1

Enable JavaScript

Άσκηση

Απόκρυψη

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

Η περιοχή διευθύνσεων που ανήκουν στο ίδιο δίκτυο με αυτόν είναι από έως .

Η διεύθυνση υποδικτύου είναι και η διεύθυνση εκπομπής είναι .

Στο ίδιο δίκτυο ανήκουν οι υπολογιστές με διευθύνσεις από έως .

Enable JavaScript

Άσκηση

Απόκρυψη

Το δίκτυο 192.168.64.0/22 (μάσκα δικτύου 255.255.252.0) μπορεί να έχει υπολογιστές.

Enable JavaScript

Άσκηση

Απόκρυψη

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
Προκαθορισμένη μάσκα
Υπολογισθείσα μάσκα
Ψηφία που δόθηκαν στη μάσκα
Συνολικός αριθμός υποδικτύων
Συνολικός αριθμός διευθύνσεων ΙΡ ανά υποδίκτυο
Συνολικός αριθμός διευθύνσεων ΙΡ ανά υποδίκτυο για υπολογιστές

Enable JavaScript

Άσκηση

Απόκρυψη

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
Προκαθορισμένη μάσκα
Υπολογισθείσα μάσκα
Ψηφία που δόθηκαν στη μάσκα
Συνολικός αριθμός υποδικτύων
Συνολικός αριθμός διευθύνσεων ΙΡ ανά υποδίκτυο
Συνολικός αριθμός διευθύνσεων ΙΡ ανά υποδίκτυο για υπολογιστές

Enable JavaScript

Άσκηση

Απόκρυψη

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
Προκαθορισμένη μάσκα
Υπολογισθείσα μάσκα
Ψηφία που δόθηκαν στη μάσκα
Συνολικός αριθμός υποδικτύων
Συνολικός αριθμός διευθύνσεων ΙΡ ανά υποδίκτυο
Συνολικός αριθμός διευθύνσεων ΙΡ ανά υποδίκτυο για υπολογιστές
1ο Υποδίκτυο (#0)
Διεύθυνση υποδικτύου
Διεύθυνση εκπομπής
Περιοχή διευθύνσεων υπολογιστών από έως
2ο Υποδίκτυο (#1)
Διεύθυνση υποδικτύου
Διεύθυνση εκπομπής
Περιοχή διευθύνσεων υπολογιστών από έως
3ο Υποδίκτυο (#2)
Διεύθυνση υποδικτύου
Διεύθυνση εκπομπής
Περιοχή διευθύνσεων υπολογιστών από έως

Enable JavaScript

Άσκηση

Απόκρυψη

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
Προκαθορισμένη μάσκα
Υπολογισθείσα μάσκα
Ψηφία που δόθηκαν στη μάσκα
Συνολικός αριθμός υποδικτύων
Συνολικός αριθμός διευθύνσεων ΙΡ ανά υποδίκτυο
Συνολικός αριθμός IP διευθύνσεων για Η/Υ ανά υποδίκτυο
1ο Υποδίκτυο (#0)
Διεύθυνση υποδικτύου
Διεύθυνση εκπομπής
Περιοχή διευθύνσεων υπολογιστών από έως
2ο Υποδίκτυο (#1)
Διεύθυνση υποδικτύου
Διεύθυνση εκπομπής
Περιοχή διευθύνσεων υπολογιστών από έως
3ο Υποδίκτυο (#2)
Διεύθυνση υποδικτύου
Διεύθυνση εκπομπής
Περιοχή διευθύνσεων υπολογιστών από έως

Enable JavaScript

Άσκηση

Απόκρυψη

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
1
2
3
4
5
6
7

Enable JavaScript

Άσκηση

Απόκρυψη

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
Συνολικό μήκος (bytes) 1500 42
Μήκος δεδομένων
1480 22
Αναγνώριση 0x2b41 0x2b41 0x2b41 0x2b41
DF (σημαία) 0 0 0 0
MF (σημαία) 1 1 1
Σχετική θέση τμήματος (οκτάδες byte) 0

Το συνολικό αρχικό μέγεθος του αυτοδύναμου πακέτου (επικεφαλίδα + δεδομένα) είναι Bytes.

Enable JavaScript

Άσκηση

Απόκρυψη

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)


Συνολικό μήκος (bytes)
Μήκος δεδομένων
Αναγνώριση
DF (σημαία)
MF (σημαία)
Σχετ. θέση τμήματος (οκτάδες byte)

Enable JavaScript

Άσκηση

Απόκρυψη

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.

  1. Σε ποια κλάση δικτύου ανήκουν οι διευθύνσεις των παραπάνω υπολογιστών;
  2. Οι υπολογιστές αυτοί ανήκουν στο ίδιο υποδίκτυο (έχουν την ίδια διεύθυνση υποδικτύου);
  3. Τι είδους δρομολόγηση θα γίνει στην περίπτωση αυτή (άμεση/έμμεση); Να αιτιολογήσετε την απάντησή σας.
  4. 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;
  5. Ποιοι υπολογιστές (διευθύνσεις IP) ανήκουν στο ίδιο υποδίκτυο με τους προαναφερόμενους υπολογιστές; (192.168.72.12 και 192.168.72.152)

Άσκηση

Απόκρυψη

Ερώτηση 1

Με μάσκα 255.255.255.128 οι υπολογιστές 192.168.1.121 και 192.168.1.221 ανήκουν στο ίδιο υποδίκτυο.

Ερώτηση 2

Το δίκτυο 172.16.12.0/22 μπορεί να έχει το πολύ 510 υπολογιστές.

Ερώτηση 3

Το δίκτυο 192.168.1.0/24 μπορεί να έχει μέχρι 254 υπολογιστές.

Ερώτηση 4

Στο δίκτυο 192.168.1.0/25 η 192.168.1.127 είναι διεύθυνση εκπομπής.

Ερώτηση 5

Ένα πακέτο IP με το μέγιστο δυνατό μέγεθος απαιτείται να τεμαχιστεί (fragment), όταν ως δίκτυο 2ου επιπέδου χρησιμοποιείται Ethernet (MTU:1500bytes).

Ερώτηση 6

Εάν χαθεί ένα αυτοδύναμο πακέτο (απώλεια), τότε το πρωτόκολλο IP το ξαναστέλνει.

Ερώτηση 7

Ένα δίκτυο κλάσης C μπορεί να έχει μέχρι 65534 υπολογιστές.

Ερώτηση 8

Ένα δίκτυο κλάσης Α είναι μεγαλύτερο από ένα δίκτυο κλάσης C.

Άσκηση

Απόκρυψη

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;

Απόκρυψη

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