Β5. Εισαγωγή στα δίκτυα Η/Υ και την επικοινωνία δεδομένων
Στέλιος Σαββαίδης, Καθηγητής, Τμήμα Ηλεκτρονικών Μηχανικών Τ.Ε., Σχολή Τεχνολογικών Εφαρμογών, ΤΕΙ Πειραιά

Άγγελος Χαριτόπουλος, Συνεργάτης Εργαστηρίου, ΕΔΙΠ, Τμήμα Ηλεκτρονικών Μηχανικών Τ.Ε., Σχολή Τεχνολογικών Εφαρμογών, ΤΕΙ Πειραιά
Β' εξάμηνο

Σκοπός του μαθήματος

Τα δίκτυα τηλεπικοινωνιών-υπολογιστών αποτελούν τη βασική τεχνολογία υποδομής για την υποστήριξη εφαρμογών τηλε-εκπαίδευσης. Το μάθημα αυτό αποτελεί μια εισαγωγή στο γνωστικό αντικείμενο των δικτύων υπολογιστών και των επικοινωνιών δεδομένων. Απευθύνεται σε χρήστες ή διαχειριστές αυτών των δικτύων, οι οποίοι καλούνται να υποστηρίξουν διαδικασίες τηλε-εκπαίδευσης χρησιμοποιώντας τις τεχνολογίες των δικτύων υπολογιστών ως μέσο επικοινωνίας. Στο πλαίσιο αυτό παρουσιάζονται οι βασικές έννοιες των δικτύων, η αρχιτεκτονική, τα πρωτόκολλα καθώς και οι υπηρεσίες που χαρακτηρίζουν τη λειτουργία τους.

Η εισαγωγή στα δίκτυα υπολογιστών έχει ως ειδικότερους στόχους:

Περιεχόμενα του μαθήματος

Τα περιεχόμενα του μαθήματος αναλύονται σε ενότητες κατά προσέγγιση εβδομαδιαίας διδασκαλίας.

 

Ενότητα 1: Εισαγωγή στις βασικές έννοιες των δικτύων

Η έννοια του δικτυακού καταμερισμού εργασίας και η εξειδίκευσή του στην περίπτωση του διαδικτύου. Εξοπλισμός και συσκευές δικτύου. Κατηγοριοποίηση των δικτύων με κριτήριο: α) το φυσικό μέσο σύνδεσης β) τη φυσική τοπολογία και γ) την περιοχή κάλυψης. Εύρος ζώνης και ταχύτητα μετάδοσης.

 

Ενότητα 2: Εισαγωγή στις βασικές έννοιες των δικτύων

Πρωτόκολλα επικοινωνίας και αρχιτεκτονική πρωτοκόλλων. OSI αρχιτεκτονική πρωτοκόλλων. Εισαγωγή στις επιμέρους επίπεδα του OSI μοντέλου: α) Φυσικό στρώμα, β) Στρώμα ζεύξης, γ) Στρώμα δικτύου, δ) Στρώμα μεταφοράς, ε) Στρώμα συνόδου, στ) Στρώμα παρουσίασης, ζ) Στρώμα εφαρμογής.

 

Ενότητα 3: Μέσα και τεχνικές μετάδοσης (φυσικό στρώμα)

Εισαγωγή στις έννοιες των αναλογικών/ψηφιακών δεδομένων και της αναλογικής/ ψηφιακής μετάδοσης. Χαρακτηριστικά και επιδόσεις των βασικών μέσων μετάδοσης: α) χάλκινα καλώδια, β) ομοαξονικά καλώδια, γ) οπτικές ίνες, δ) ασύρματα κανάλια.

 

Ενότητα 4: Μέσα και τεχνικές μετάδοσης (φυσικό στρώμα)

Φυσικά μέσα και τεχνικές μετάδοσης Ethernet: 10/100/1000 Kbps Ethernet Καλωδίωση. Κατασκευή και μέτρηση Ethernet καλωδίων.

 

Ενότητα 5: Αρχές λειτουργίας του στρώματος ζεύξης/Το υπόδειγμα του Ethernet

Εισαγωγή στις βασικές αρχές λειτουργίας του στρώματος ζεύξης: α) συγκρότηση πλαισίων δεδομένων, β) εντοπισμός και διόρθωση λαθών, γ) έλεγχος πρόσβασης στο μέσο.  Το υπόδειγμα του MAC στρώματος στα τοπικά δίκτυα ΗΥ.

 

Ενότητα 6: Λειτουργία και διαχείριση Switch

Αρχές λειτουργίας των Switch. Οι έννοιες του collision και του broadcast domain. Διαχείριση Switch.

 

Ενότητα 7: Αρχές λειτουργίας του στρώματος δικτύου και πρωτόκολλα δρομολόγησης

Εισαγωγή στις βασικές αρχές λειτουργίας του στρώματος δικτύου. Πρωτόκολλο IP. Πρωτόκολλα δρομολόγησης.

 

Ενότητα 8: Λειτουργία και διαχείριση Router

Εισαγωγή στις βασικές αρχές λειτουργίας και διαχείρισης Router. Υποστήριξη υπηρεσιών NAT και DHCP.

 

Ενότητα 9: Στρώμα μεταφοράς: Αρχές λειτουργίας/Το υπόδειγμα του πρωτοκόλλου TCP.

Εισαγωγή στις βασικές αρχές λειτουργίας του στρώματος δικτύου. Εισαγωγή στις  έννοιες της θύρας, της ασφαλούς μεταφοράς και του ελέγχου συμφόρησης. Το υπόδειγμα του πρωτοκόλλου TCP.

 

Ενότητα 10: Στρώμα εφαρμογής και υπηρεσίες

Εισαγωγή στις αρχές λειτουργίας του στρώματος εφαρμογής. Web και http. Μεταφορά αρχείων (FTP). Ηλεκτρονικό ταχυδρομείο.

 

Ενότητα 11: Εγκατάσταση και διαχείριση Server

Επίδειξη εγκατάστασης και βασικών ρυθμίσεων Web, FTP και Mail Server.

 

Ενότητες 12 και 13: Παρουσίαση σχεδίου εκπαιδευτικής παρέμβασης με διδακτικό αντικείμενοι τα δίκτυα ΗΥ (παρουσίαση υλικού από εργασίες τύπου Β – βλ. παράγραφο).

Εργαστηριακή επίδειξη και εξοικείωση με τεχνικές εργασίες που αφορούν τις θεματικές  ενότητες: α) κατασκευή και μέτρηση Ethernet καλωδίωσης, β) τοπικά δίκτυα και μεταγωγή-διαχείριση Switch, γ) WAN δίκτυα και δρομολόγηση-διαχείριση Router, δ) εγκατάσταση και λειτουργία Server. 

 

Διδακτικά συγγράμματα

Αντί διδακτικών συγγραμμάτων προτείνεται βιβλιογραφία η οποία καλύπτει τα θέματα ενδιαφέροντος του μαθήματος. Ενδεικτικά αναφέρεται η εξής βιβλιογραφία:

 

-        Comer, D. E. 2007. Δίκτυα και διαδίκτυα υπολογιστών, Κλειδάριθμος, Αθήνα.

-        Kurose, J. F. & Ross, K. W. 2003. Δικτύωση υπολογιστών, Γκιούρδας, Αθήνα.

-        Stallings, W. 2011. Επικοινωνίες υπολογιστών και δεδομένων, Τζιόλας, Αθήνα.

-        Tanenbaum, A. S.  (επιμ.). 2003. Δίκτυα Υπολογιστών, Κλειδάριθμος, Αθήνα.