Δίκτυα Επικοινωνιών Ι (K16)
Σταυρακάκης Ιωάννης, Βάιος Νάσος
Εισαγωγή στις βασικές αρχές σχεδιασμού και στις τεχνολογίες των δικτύων επικοινωνιών.
Μέσω του παραδείγματος του Διαδικτύου (Internet), εξετάζονται οι βασικές λειτουργίες των δικτύων μεταγωγής πακέτων και τα πρωτόκολλα που τις υλοποιούν στα επίπεδα των εφαρμογών, της μεταφοράς, του δικτύου και της ζεύξης.
Λιγότερα
Εισαγωγή στις βασικές αρχές σχεδιασμού και στις τεχνολογίες των δικτύων επικοινωνιών.
Μέσω του παραδείγματος του Διαδικτύου (Internet), εξετάζονται οι βασικές λειτουργίες των δικτύων μεταγωγής πακέτων και τα πρωτόκολλα που τις υλοποιούν στα επίπεδα των εφαρμογών, της μεταφοράς, του δικτύου και της ζεύξης.
Εισαγωγή στις βασικές αρχές σχεδιασμού και στις τεχνολογίες των δικτύων επικοινωνιών.
Μέσω του παραδείγματος του Διαδικτύου (Internet), εξετάζονται οι βασικές λειτουργίες των δικτύων μεταγωγής πακέτων και τα πρωτόκολλα που τις υλοποιούν στα επίπεδα των εφαρμογών, της μεταφοράς, του δικτύου και της ζεύξης.
Περίγραμμα
Περιεχόμενο μαθήματος
Βασικές έννοιες και σχεδιαστικές αρχές των δικτύων επικοινωνιών. Δομή του Διαδικτύου, ιστορία του Διαδικτύου. Επίπεδο εφαρμογής (HTTP, FTP, e-mail, DNS, P2P). Λειτουργίες του επιπέδου μεταφοράς (TCP, UDP, αξιόπιστη μεταφορά δεδομένων στο TCP, έλεγχος ροής, έλεγχος συμφόρησης). Επίπεδο δικτύου (δρομολογητές, διευθυνσιοδότηση, το πρωτόκολλο IP, πρωτόκολλα δρομολόγησης). Επίπεδο ζεύξης (τεχνικές ανίχνευσης λαθών, πρωτόκολλα πολλαπλής πρόσβασης, τοπικά δίκτυα (Ethernet, VLANs), εικονικές ζεύξεις (MPLS)).
Μαθησιακοί στόχοι
Τα Δίκτυα Επικοινωνιών είναι ένα από τα πιo ενδιαφέροντα και σημαντικά τεχνολογικά πεδία των καιρών μας. Το Διαδίκτυο διασυνδέει δισεκατομμύρια υπολογιστών, παρέχοντας μια παγκόσμια επικοινωνιακή, υπολογιστική και αποθηκευτική υποδομή. Μια εντυπωσιακή αύξηση νέων εφαρμογών βρίσκεται προ των πυλών με την ολοκλήρωση του Διαδικτύου με τις τεχνολογίες των κινητών/ασύρματων επικοινωνιών. Πολλά έχουν αλλάξει στην ζωή μας με την ανάπτυξη των δικτύων από την εμβρυική τους κατάσταση την δεκαετία του '60 μέχρι τις μέρες μας. Αυτό όμως είναι μόνο η αρχή - μια νέα γενιά δημιουργικών μηχανικών και επιστημόνων πληροφορικής και επικοινωνιών θα οδηγήσει το μελλοντικό Διαδίκτυο σε σφαίρες που ίσως δεν τις έχουμε φανταστεί ακόμη. Το μάθημα αυτό φιλοδοξεί να δώσει μια καλή εισαγωγή στο υπόβαθρο που χρειάζεται κανείς για να ταξιδέψει και να εξερευνήσει την ενδιαφέρουσα αυτή γνωστική περιοχή.
Ο στόχος του μαθήματος είναι η κατανόηση των αρχών λειτουργίας και των σχεδιαστικών επιλογών των δικτύων επικοινωνιών, καθώς και η εκμάθηση των βασικών χαρακτηριστικών των επικρατέστερων δικτυακών τεχνολογιών. Το μάθημα, θέτοντας στο επίκεντρο το Διαδίκτυο, καλύπτει θέματα που άπτονται του σχεδιασμού, της υλοποίησης και της λειτουργίας των δικτύων επικοινωνιών δίνοντας έμφαση στις θεμελιώδεις έννοιες και τις βασικές αρχές. Στα πλαίσια του μαθήματος εξετάζεται η δομή του Διαδικτύου, οι λειτουργίες και τα κύρια πρωτόκολλα των επιπέδων εφαρμογής, μεταφοράς, δικτύου και ζεύξης δεδομένων, ενώ γίνεται λεπτομερής πραγμάτευση θεμάτων όπως οι τρόποι μεταγωγής, η αξιόπιστη μεταφορά δεδομένων, ο έλεγχος ροής και ο έλεγχος συμφόρησης, η δρομολόγηση και ο έλεγχος πρόσβασης σε διαμοιραζόμενα μέσα. Η επιτυχής ολοκλήρωση του μαθήματος διασφαλίζει τις απαραίτητες γνώσεις για την μελέτη των σύγχρονων δικτυακών τεχνολογιών και την κατανόηση των ερευνητικών-εξελικτικών τάσεων στο χώρο των δικτύων επικοινωνιών.
Βιβλιογραφία
Προτεινόμενο Βιβλίο:
- Δικτύωση Υπολογιστών, Προσέγγιση από Πάνω προς τα Κάτω, 8η Έκδοση, James F. Kurose, Keith W. Ross, Εκδόσεις Γκιούρδας.
Άλλα Βιβλία
- Δίκτυα Eπικοινωνιών, Jean Walrand, Έκδοση ΕΚΠΑ.
- Δίκτυα Υπολογιστών, A.Tanenbaum and D.Wetherall, Εκδόσεις Κλειδάριθμος.
- Δίκτυα Υπολογιστών, L.Peterson and B.Davie, Εκδόσεις Κλειδάριθμος.
- "Multiple Access Protocols: Performance and Analysis", R. Rom and M. Sidi, Springer-Verlag, NY.
Ανοικτά Διαδικτυακά Mαθήματα
- Computer Networks, D. Wetherall, University of Washington.
- Data Communication Networks, Bertsekas & Modiano,MIT.
Χρήσιμα Άρθρα
- "Host-to-Host Congestion Control for TCP," A. Afanasyev et al, IEEE Communications Surveys and Tutorials, vol. 12, no. 3, pp.304-342.
- CISCO-How NAT works.
- "Interdomain routing links", T. Griffin.
Διδάσκοντες
2020 --
Σταυρακάκης Ιωάννης
Αναλυτικό βιογραφικό: http://cgi.di.uoa.gr/~ioannis/
Βάιος Νάσος
Αναλυτικό βιογραφικό: http://cgi.di.uoa.gr/~avaios/
2018 --
Αλωνιστιώτη Αθανασία
Αναλυτικό βιογραφικό: http://cgi.di.uoa.gr/~nancy/
Βάιος Νάσος
Αναλυτικό βιογραφικό: http://cgi.di.uoa.gr/~avaios/
--2017
Λάζαρος Μεράκος
Αναλυτικό βιογραφικό: http://cnl.di.uoa.gr/merakos/
Προτεινόμενα συγγράμματα
J. Kurose and Κ. Ross: Computer Networking, Pearson/Addison-Wesley. (Μετάφραση στα Ελληνικά: "Δικτύωση Υπολογιστών", J. Kurose και K. Ross, Eκδόσεις: Μ. Γκιούρδας.)
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.
Βασικές έννοιες και σχεδιαστικές αρχές των δικτύων επικοινωνιών. Δομή του Διαδικτύου, ιστορία του Διαδικτύου. Επίπεδο εφαρμογής (HTTP, FTP, e-mail, DNS, P2P). Λειτουργίες του επιπέδου μεταφοράς (TCP, UDP, αξιόπιστη μεταφορά δεδομένων στο TCP, έλεγχος ροής, έλεγχος συμφόρησης). Επίπεδο δικτύου (δρομολογητές, διευθυνσιοδότηση, το πρωτόκολλο IP, πρωτόκολλα δρομολόγησης). Επίπεδο ζεύξης (τεχνικές ανίχνευσης λαθών, πρωτόκολλα πολλαπλής πρόσβασης, τοπικά δίκτυα (Ethernet, VLANs), εικονικές ζεύξεις (MPLS)).
Τα Δίκτυα Επικοινωνιών είναι ένα από τα πιo ενδιαφέροντα και σημαντικά τεχνολογικά πεδία των καιρών μας. Το Διαδίκτυο διασυνδέει δισεκατομμύρια υπολογιστών, παρέχοντας μια παγκόσμια επικοινωνιακή, υπολογιστική και αποθηκευτική υποδομή. Μια εντυπωσιακή αύξηση νέων εφαρμογών βρίσκεται προ των πυλών με την ολοκλήρωση του Διαδικτύου με τις τεχνολογίες των κινητών/ασύρματων επικοινωνιών. Πολλά έχουν αλλάξει στην ζωή μας με την ανάπτυξη των δικτύων από την εμβρυική τους κατάσταση την δεκαετία του '60 μέχρι τις μέρες μας. Αυτό όμως είναι μόνο η αρχή - μια νέα γενιά δημιουργικών μηχανικών και επιστημόνων πληροφορικής και επικοινωνιών θα οδηγήσει το μελλοντικό Διαδίκτυο σε σφαίρες που ίσως δεν τις έχουμε φανταστεί ακόμη. Το μάθημα αυτό φιλοδοξεί να δώσει μια καλή εισαγωγή στο υπόβαθρο που χρειάζεται κανείς για να ταξιδέψει και να εξερευνήσει την ενδιαφέρουσα αυτή γνωστική περιοχή.
Ο στόχος του μαθήματος είναι η κατανόηση των αρχών λειτουργίας και των σχεδιαστικών επιλογών των δικτύων επικοινωνιών, καθώς και η εκμάθηση των βασικών χαρακτηριστικών των επικρατέστερων δικτυακών τεχνολογιών. Το μάθημα, θέτοντας στο επίκεντρο το Διαδίκτυο, καλύπτει θέματα που άπτονται του σχεδιασμού, της υλοποίησης και της λειτουργίας των δικτύων επικοινωνιών δίνοντας έμφαση στις θεμελιώδεις έννοιες και τις βασικές αρχές. Στα πλαίσια του μαθήματος εξετάζεται η δομή του Διαδικτύου, οι λειτουργίες και τα κύρια πρωτόκολλα των επιπέδων εφαρμογής, μεταφοράς, δικτύου και ζεύξης δεδομένων, ενώ γίνεται λεπτομερής πραγμάτευση θεμάτων όπως οι τρόποι μεταγωγής, η αξιόπιστη μεταφορά δεδομένων, ο έλεγχος ροής και ο έλεγχος συμφόρησης, η δρομολόγηση και ο έλεγχος πρόσβασης σε διαμοιραζόμενα μέσα. Η επιτυχής ολοκλήρωση του μαθήματος διασφαλίζει τις απαραίτητες γνώσεις για την μελέτη των σύγχρονων δικτυακών τεχνολογιών και την κατανόηση των ερευνητικών-εξελικτικών τάσεων στο χώρο των δικτύων επικοινωνιών.
Προτεινόμενο Βιβλίο:
- Δικτύωση Υπολογιστών, Προσέγγιση από Πάνω προς τα Κάτω, 8η Έκδοση, James F. Kurose, Keith W. Ross, Εκδόσεις Γκιούρδας.
Άλλα Βιβλία
- Δίκτυα Eπικοινωνιών, Jean Walrand, Έκδοση ΕΚΠΑ.
- Δίκτυα Υπολογιστών, A.Tanenbaum and D.Wetherall, Εκδόσεις Κλειδάριθμος.
- Δίκτυα Υπολογιστών, L.Peterson and B.Davie, Εκδόσεις Κλειδάριθμος.
- "Multiple Access Protocols: Performance and Analysis", R. Rom and M. Sidi, Springer-Verlag, NY.
Ανοικτά Διαδικτυακά Mαθήματα
- Computer Networks, D. Wetherall, University of Washington.
- Data Communication Networks, Bertsekas & Modiano,MIT.
Χρήσιμα Άρθρα
- "Host-to-Host Congestion Control for TCP," A. Afanasyev et al, IEEE Communications Surveys and Tutorials, vol. 12, no. 3, pp.304-342.
- CISCO-How NAT works.
- "Interdomain routing links", T. Griffin.
2020 --
Σταυρακάκης Ιωάννης
Αναλυτικό βιογραφικό: http://cgi.di.uoa.gr/~ioannis/
Βάιος Νάσος
Αναλυτικό βιογραφικό: http://cgi.di.uoa.gr/~avaios/
2018 --
Αλωνιστιώτη Αθανασία
Αναλυτικό βιογραφικό: http://cgi.di.uoa.gr/~nancy/
Βάιος Νάσος
Αναλυτικό βιογραφικό: http://cgi.di.uoa.gr/~avaios/
--2017
Λάζαρος Μεράκος
Αναλυτικό βιογραφικό: http://cnl.di.uoa.gr/merakos/
J. Kurose and Κ. Ross: Computer Networking, Pearson/Addison-Wesley. (Μετάφραση στα Ελληνικά: "Δικτύωση Υπολογιστών", J. Kurose και K. Ross, Eκδόσεις: Μ. Γκιούρδας.)
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.
