Δίκτυα Επικοινωνιών ΙΙ
Λάζαρος Μεράκος
Το μάθημα αυτό απευθύνεται σε όσους έχουν ήδη ολοκληρώσει ένα πρώτο μάθημα στις βασικές τεχνολογίες των δικτύων επικοινωνιών και του Διαδικτύου. Στοχεύει στη κάλυψη, σε προπτυχιακό επίπεδο, των εξής σημαντικών θεματικών ενοτήτων:
- Ανάλυση της καθυστέρησης αναμονής σε δίκτυα μεταγωγής πακέτων (συστήματα αναμονής Μ/Μ/1 και παραλλαγές, Μ/G/1, συστήματα με προτεραιότητες, δίκτυα ουρών)
- Ασύρματα/Κινητά Δίκτυα (ασύρματα τοπικά δίκτυα, υποστήριξη κινητικότητας στο Διαδίκτυο, κινητά δίκτυα 3ης γενιάς)
- Δικτύωση και Εφαρμογές Πολυμέσων
- Ασφάλεια Δικτύων
Το μάθημα αυτό απευθύνεται σε όσους έχουν ήδη ολοκληρώσει ένα πρώτο μάθημα στις βασικές τεχνολογίες των δικτύων επικοινωνιών και του Διαδικτύου. Στοχεύει στη κάλυψη, σε προπτυχιακό επίπεδο, των εξής σημαντικών θεματικών ενοτήτων:
- Ανάλυση της καθυστέρησης αναμονής σε δίκτυα μεταγωγής πακέτων (συστήματα αναμονής Μ/Μ/1 και παραλλαγές, Μ/G/1, συστήματα με προτεραιότητες, δίκτυα ουρών)
- Ασύρματα/Κινητά Δίκτυα (ασύρματα τοπικά δίκτυα, υποστήριξη κινητικότητας στο Διαδίκτυο, κινητά δίκτυα 3ης γενιάς)
- Δικτύωση και Εφαρμογές Πολυμέσων
- Ασφάλεια Δικτύων
Το μάθημα αυτό απευθύνεται σε όσους έχουν ήδη ολοκληρώσει ένα πρώτο μάθημα στις βασικές τεχνολογίες των δικτύων επικοινωνιών και του Διαδικτύου. Στοχεύει στη κάλυψη, σε προπτυχιακό επίπεδο, των εξής σημαντικών θεματικών ενοτήτων:
- Ανάλυση της καθυστέρησης αναμονής σε δίκτυα μεταγωγής πακέτων (συστήματα αναμονής Μ/Μ/1 και παραλλαγές, Μ/G/1, συστήματα με προτεραιότητες, δίκτυα ουρών)
- Ασύρματα/Κινητά Δίκτυα (ασύρματα τοπικά δίκτυα, υποστήριξη κινητικότητας στο Διαδίκτυο, κινητά δίκτυα 3ης γενιάς)
- Δικτύωση και Εφαρμογές Πολυμέσων
- Ασφάλεια Δικτύων
Περίγραμμα
Περιεχόμενο μαθήματος
Συστήματα Αναμονής (Μ/Μ/1 και παραλλαγές, Μ/G/1, συστήματα με προτεραιότητες, δίκτυα ουρών), Ασύρματα/Κινητά Δίκτυα (ασύρματα τοπικά δίκτυα, υποστήριξη κινητικότητας στο Διαδίκτυο, κινητά δίκτυα νέας γενιάς), Δικτύωση και Εφαρμογές Πολυμέσων, Ασφάλεια Δικτύων.
Μαθησιακοί στόχοι
Με την ολοκλήρωση του μαθήματος θα έχετε επιτύχει τα εξής:
- Θα έχετε αποκτήσει βαθύτερη κατανόηση της καθυστέρησης αναμονής σε δίκτυα μεταγωγής πακέτων. Θα γνωρίζετε α) ποιοί παράγοντες επηρεάζουν την καθυστέρηση αναμονής των πακέτων στους δρομολογητές του Διαδικτύου, β) πώς να κάνετε χρήση απλών μοντέλων συστημάτων αναμονής για ποσοτικοποίηση του μεγέθους της ουράς αναμονής και της καθυστέρησης, γ) πώς διαφοροποιείται η καθυστέρηση πακέτων ανάλογα με την προτεραιότητα της ροής που ανήκουν, δ) γιατί η ανάλυση δικτύων διασυνδεδεμένων ουρών είναι δύσκολη και ε) χρήσιμες προσεγγίσεις για την ανάλυση της καθυστέρησης και την διαστασιολόγηση δικτύων.
- Θα έχετε κατανοήσει γιατί τα χαρακτηριστικά των ασύρματων ζεύξεων και η κινητικότητα των χρηστών δυσκολεύουν την παροχή ποιότητας υπηρεσίας στο σημερινό Διαδίκτυο. Θα γνωρίζετε τη βασική αρχιτεκτονική και τα πρωτόκολλα των ασύρματων τοπικών δικτύων (ΙΕΕΕ 802.11). Θα έχετε καλή κατανόηση των αρχών σχεδιασμού της πρόσβασης στο Διαδίκτυο μέσω κυψελωτών συστημάτων, της διαχείρισης της κινητικότητας των χρηστών, της δρομολόγησης σε κινητούς χρήστες και του κινητού IP.
- Θα έχετε αποκτήσει βαθύτερη κατανόηση των σχεδιαστικών επιλογών εφαρμογών πολυμέσων και των υποστηρικτικών μηχανισμών δικτύωσης που μπορούν να εκμεταλλευτούν με τον καλύτερο δυνατό τρόπο ένα δίκτυο «βέλτιστης προσπάθειας», όπως το Διαδίκτυο. Θα γνωρίζετε τις βασικές προσεγγίσεις επέκτασης της αρχιτεκτονικής του Διαδικτύου για την αντιμετώπιση των απαιτήσεων ποιότητας υπηρεσίας των εφαρμογών πολυμέσων.
- Θα γνωρίζετε τις τεχνικές που επιτρέπουν την κρυπτογράφηση/αποκρυπτογράφηση επικοινωνιών, την πιστοποίηση της αυθεντικότητας των επικοινωνούντων μερών και την ακεραιότητα του μηνύματος, καθώς και τρόπους προστασίας από κακόβουλες επιθέσεις.
Προτεινόμενα συγγράμματα
J. Kurose και Κ. Ross: Computer Networking, Pearson/Addison-Wesley
Βιβλιογραφία
Βιβλία
- Δίκτυα Υπολογιστών, A.Tanenbaum and D.Wetherall, Εκδόσεις Κλειδάριθμος.
- Δίκτυα Υπολογιστών, L.Peterson and B.Davie, Εκδόσεις Κλειδάριθμος.
- An Introduction to Queueing Systems, S. Bose, Springer
- Queueing Systems, L. Kleinrock, Wiley
- Ουρές Αναμονής, 2η έκδ./2008, Δ. Φακίνος, Εκδόσεις ΣΥΜΜΕΤΡΙΑ
Ανοικτά Διαδικτυακά Mαθήματα
- Computer Networks, D. Wetherall, University of Washington
- Data Communication Networks, Bertsekas & Modiano,MIT
- Ουρές Αναμονής, Α. Οικονόμου, Τμήμα Μαθηματικών, Πανεπιστήμιο Αθηνών
- Μοντελοποίηση και Ανάλυση Στοχαστικών Συστημάτων, Β. Κούτρας, Τμήμα Μηχανικών Οικονομίας και Διοίκησης, Πανεπιστήμιο Αιγαίου
Ενδιαφέροντα Άρθρα
- ΙΕΕΕ 802.11 Tutorial, M. Ergen, University of California Berkeley
- Technical Tutorial on the IEEE 802.11 Protocol, P. Brenner, BreezeCOM
- ΙΕΕΕ 802.11: Wireless LANs, B. Crow et al, IEEE Comm. Mag., 1997.
- IEEE Standard (2012): Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications
- DiffServ -- The Scalable End-to-End QoS Model , CISCO white paper
- SIP tutorial
Διδάσκοντες
Μέθοδοι διδασκαλίας
- Διαφάνειες
- Σημειώσεις
- Βιντεοδιαλέξεις
- Διαδραστικές ασκήσεις
Ομάδα στόχος
- Οι φοιτητές/απόφοιτοι τμημάτων Πληροφορικής, Τηλεπικοινωνιών, Ηλεκτρολόγων Μηχανικών, Μηχανικών ΗΥ, Μηχανικών Δικτύων.
- Ενδιαφερόμενοι για τις θεματικές περιοχές Δικτύων Επικοινωνιών, Δικτύων Υπολογιστών, Τεχνολογιών Διαδικτύου, Εφαρμογών Διαδικτύου, Πολυμέσων, Ασφάλειας Δικτύων, Συστημάτων Αναμονής.
Προαπαιτούμενα
Γνώση βασικών αρχών και τεχνολογιών των δικτύων μεταγωγής πακέτων και του Διαδικτύου στα επίπεδα ζεύξης, δικτύου και μεταφοράς. Βασικές γνώσεις θεωρίας πιθανοτήτων.
Προαπαιτούμενα μαθήματα:
- Κ16, Δίκτυα Επικοινωνιών Ι, http://eclass.uoa.gr/courses/D20/ ή αντίστοιχο
- Κ13, Πιθανότητες και Στατιστική ή αντίστοιχο
Συστήματα Αναμονής (Μ/Μ/1 και παραλλαγές, Μ/G/1, συστήματα με προτεραιότητες, δίκτυα ουρών), Ασύρματα/Κινητά Δίκτυα (ασύρματα τοπικά δίκτυα, υποστήριξη κινητικότητας στο Διαδίκτυο, κινητά δίκτυα νέας γενιάς), Δικτύωση και Εφαρμογές Πολυμέσων, Ασφάλεια Δικτύων.
Με την ολοκλήρωση του μαθήματος θα έχετε επιτύχει τα εξής:
- Θα έχετε αποκτήσει βαθύτερη κατανόηση της καθυστέρησης αναμονής σε δίκτυα μεταγωγής πακέτων. Θα γνωρίζετε α) ποιοί παράγοντες επηρεάζουν την καθυστέρηση αναμονής των πακέτων στους δρομολογητές του Διαδικτύου, β) πώς να κάνετε χρήση απλών μοντέλων συστημάτων αναμονής για ποσοτικοποίηση του μεγέθους της ουράς αναμονής και της καθυστέρησης, γ) πώς διαφοροποιείται η καθυστέρηση πακέτων ανάλογα με την προτεραιότητα της ροής που ανήκουν, δ) γιατί η ανάλυση δικτύων διασυνδεδεμένων ουρών είναι δύσκολη και ε) χρήσιμες προσεγγίσεις για την ανάλυση της καθυστέρησης και την διαστασιολόγηση δικτύων.
- Θα έχετε κατανοήσει γιατί τα χαρακτηριστικά των ασύρματων ζεύξεων και η κινητικότητα των χρηστών δυσκολεύουν την παροχή ποιότητας υπηρεσίας στο σημερινό Διαδίκτυο. Θα γνωρίζετε τη βασική αρχιτεκτονική και τα πρωτόκολλα των ασύρματων τοπικών δικτύων (ΙΕΕΕ 802.11). Θα έχετε καλή κατανόηση των αρχών σχεδιασμού της πρόσβασης στο Διαδίκτυο μέσω κυψελωτών συστημάτων, της διαχείρισης της κινητικότητας των χρηστών, της δρομολόγησης σε κινητούς χρήστες και του κινητού IP.
- Θα έχετε αποκτήσει βαθύτερη κατανόηση των σχεδιαστικών επιλογών εφαρμογών πολυμέσων και των υποστηρικτικών μηχανισμών δικτύωσης που μπορούν να εκμεταλλευτούν με τον καλύτερο δυνατό τρόπο ένα δίκτυο «βέλτιστης προσπάθειας», όπως το Διαδίκτυο. Θα γνωρίζετε τις βασικές προσεγγίσεις επέκτασης της αρχιτεκτονικής του Διαδικτύου για την αντιμετώπιση των απαιτήσεων ποιότητας υπηρεσίας των εφαρμογών πολυμέσων.
- Θα γνωρίζετε τις τεχνικές που επιτρέπουν την κρυπτογράφηση/αποκρυπτογράφηση επικοινωνιών, την πιστοποίηση της αυθεντικότητας των επικοινωνούντων μερών και την ακεραιότητα του μηνύματος, καθώς και τρόπους προστασίας από κακόβουλες επιθέσεις.
J. Kurose και Κ. Ross: Computer Networking, Pearson/Addison-Wesley
Βιβλία
- Δίκτυα Υπολογιστών, A.Tanenbaum and D.Wetherall, Εκδόσεις Κλειδάριθμος.
- Δίκτυα Υπολογιστών, L.Peterson and B.Davie, Εκδόσεις Κλειδάριθμος.
- An Introduction to Queueing Systems, S. Bose, Springer
- Queueing Systems, L. Kleinrock, Wiley
- Ουρές Αναμονής, 2η έκδ./2008, Δ. Φακίνος, Εκδόσεις ΣΥΜΜΕΤΡΙΑ
Ανοικτά Διαδικτυακά Mαθήματα
- Computer Networks, D. Wetherall, University of Washington
- Data Communication Networks, Bertsekas & Modiano,MIT
- Ουρές Αναμονής, Α. Οικονόμου, Τμήμα Μαθηματικών, Πανεπιστήμιο Αθηνών
- Μοντελοποίηση και Ανάλυση Στοχαστικών Συστημάτων, Β. Κούτρας, Τμήμα Μηχανικών Οικονομίας και Διοίκησης, Πανεπιστήμιο Αιγαίου
Ενδιαφέροντα Άρθρα
- ΙΕΕΕ 802.11 Tutorial, M. Ergen, University of California Berkeley
- Technical Tutorial on the IEEE 802.11 Protocol, P. Brenner, BreezeCOM
- ΙΕΕΕ 802.11: Wireless LANs, B. Crow et al, IEEE Comm. Mag., 1997.
- IEEE Standard (2012): Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications
- DiffServ -- The Scalable End-to-End QoS Model , CISCO white paper
- SIP tutorial
- Διαφάνειες
- Σημειώσεις
- Βιντεοδιαλέξεις
- Διαδραστικές ασκήσεις
- Οι φοιτητές/απόφοιτοι τμημάτων Πληροφορικής, Τηλεπικοινωνιών, Ηλεκτρολόγων Μηχανικών, Μηχανικών ΗΥ, Μηχανικών Δικτύων.
- Ενδιαφερόμενοι για τις θεματικές περιοχές Δικτύων Επικοινωνιών, Δικτύων Υπολογιστών, Τεχνολογιών Διαδικτύου, Εφαρμογών Διαδικτύου, Πολυμέσων, Ασφάλειας Δικτύων, Συστημάτων Αναμονής.
Γνώση βασικών αρχών και τεχνολογιών των δικτύων μεταγωγής πακέτων και του Διαδικτύου στα επίπεδα ζεύξης, δικτύου και μεταφοράς. Βασικές γνώσεις θεωρίας πιθανοτήτων.
Προαπαιτούμενα μαθήματα:
- Κ16, Δίκτυα Επικοινωνιών Ι, http://eclass.uoa.gr/courses/D20/ ή αντίστοιχο
- Κ13, Πιθανότητες και Στατιστική ή αντίστοιχο
To κεφάλαιο αυτό αποτελεί επισκόπηση των βασικών αρχιτεκτονικών επιλογών των τεχνολογιών της δικτύωσης υπολογιστών και του Διαδικτύου.
Στόχος κεφαλαίου: να δούμε το δάσος («αίσθηση» και ορολογία)
Προσέγγιση: χρήση του Διαδικτύου (Internet) ως παραδείγματος.
Σύνοψη κεφαλαίου:
- τι είναι το Διαδίκτυο;
- τι είναι ένα πρωτόκολλο;
- η περιφέρεια του δικτύου: τερματικά, δίκτυο πρόσβασης, φυσικά μέσα
- ο πυρήνας του δικτύου: μεταγωγή πακέτου/κυκλώματος (packet/circuit switching), δομή Διαδικτύου
- απόδοση: απώλειες, καθυστέρηση, ρυθμαπόδοση (throughput)
- ασφάλεια
- επίπεδα (layers) πρωτοκόλλων, μοντέλα υπηρεσιών
- ιστορία
Σύνοψη κεφαλαίου
- Συνιστώσες της καθυστέρησης σε δίκτυα μεταγωγής πακέτων.
- Μοντέλο συστήματος αναμονής για την ανάλυση της καθυστέρησης αναμονής.
- Ανάλυση και βασικά αποτελέσματα από την θεωρία ουρών:
- θεώρημα του Little,
- σύστημα M/M/1,
- συστήματα M/M/m, M/M/∞, και M/M/m/m,
- σύστημα M/G/1 και παραλλαγές του με προτεραιότητα εξυπηρέτησης.
- Δίκτυα ουρών αναμονής (γιατί είναι δύσκολο να αναλυθούν;)
Η επικοινωνία μέσω ασύρματης ζεύξης και η μεταχείριση του κινητού χρήστη που αλλάζει σημείο σύνδεσης με το δίκτυο αποτελούν προκλήσεις για την εξασφάλιση συνεχούς διασύνδεσης και ποιότητας υπηρεσίας στους χρήστες και στις εφαρμογές των ασύρματων / κινητών δικτύων. Θα εξεταστούν τα χαρακτηριστικά των ασύρματων ζεύξεων, η πολλαπλή πρόσβαση με το σύστημα CDMA, τα ασύρματα τοπικά δίκτυα (ΙΕΕΕ 802.11), η κυψελωτή πρόσβαση στο Διαδίκτυο, οι αρχές διαχείρισης της κινητικότητας των χρηστών, η δρομολόγηση σε κινητούς χρήστες και το κινητό IP.
Σύνοψη κεφαλαίου
- Εισαγωγή
- Ασύρματη Επικοινωνία
- Ασύρματες ζεύξεις,
- χαρακτηριστικά
- CDMA
- IEEE 802.11 ασύρματα LANs
- (“Wi-Fi”)
- Κυψελωτή πρόσβαση στο Internet
- αρχιτεκτονική
- πρότυπα (e.g., GSM)
- κινητικότητα
- Αρχές: διευθυνσιοδότηση και δρομολόγηση προς κινητούς χρήστες
- Mobile IP
- Διαχείριση κινητικότητας σε κυψελωτά δίκτυα
- Κινητικότητα και πρωτόκολλα υψηλότερων στρωμάτων
Τα τελευταία χρόνια, η ανάπτυξη και χρήση εφαρμογών μετάδοσης ήχου και βίντεο μέσω Διαδικτύου παρουσιάζει εκρηκτική αύξηση. Πολλές από τις εφαρμογές πολυμέσων είναι εξαιρετικά ευαίσθητες στην δικτυακή καθυστέρηση και τις διακυμάνσεις της. Περιγράφονται οι σχεδιαστικές επιλογές εφαρμογών πολυμέσων που μπορούν να εκμεταλλευτούν με τον καλύτερο δυνατό τρόπο ένα δίκτυο «βέλτιστης προσπάθειας», όπως είναι το Διαδίκτυο. Εξετάζονται τρόποι επέκτασης της αρχιτεκτονικής του Διαδικτύου που να μπορούν να ανταποκριθούν στις απαιτήσεις ποιότητας υπηρεσίας των εφαρμογών πολυμέσων.
Σύνοψη κεφαλαίου
- Εφαρμογές δικτύωσης πολυμέσων
- Ροή αποθηκευμένου βίντεο
- Voice-over-IP
- Πρωτόκολλα εφαρμογών συνομιλίας πραγματικού χρόνου
- Υποστήριξη δικτύου για πολυμέσα
Περιγράφονται τεχνικές που επιτρέπουν την κρυπτογράφηση/αποκρυπτογράφηση επικοινωνιών, την πιστοποίηση της αυθεντικότητας των επικοινωνούντων μερών και την ακεραιότητα του μηνύματος. Εξετάζονται τρόποι προστασίας από κακόβουλες επιθέσεις: Firewalls δικτύων, αντίμετρα στις επιθέσεις, μελέτες περιπτώσεων ασφάλειας στα επίπεδα εφαρμογής, μεταφοράς, δικτύου και ζεύξης.
Στόχοι κεφαλαίου
- Κατανόηση βασικών θεμάτων ασφάλειας δικτύων:
- Κρυπτογραφία και οι εφαρμόγες της πέρα από την κρυπτογράφηση δεδομένων
- Αυθεντικοποίηση
- Ακεραιότητα μηνύματος
- Η ασφάλεια στη πράξη:
- Firewalls και συστήματα εντοπισμού παρεισφρήσεων
- Ασφάλεια σε επίπεδο εφαρμογής, μεταφοράς, δικτύου και ζεύξης
Ανοικτό Ακαδ. Μάθημα
Αρ. Επισκέψεων : 0
Αρ. Προβολών : 0
Ημερολόγιο
Ανακοινώσεις
- - Δεν υπάρχουν ανακοινώσεις -
