Λύσεις — Μάθημα 5.2 · Τοπικά Δίκτυα Μέρος Ι (Έλεγχος Γνώσεων, σελ. 279) – ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΚΑΙ ΠΕΡΙΦΕΡΕΙΑΚΩΝ

Λύσεις — Μάθημα 5.2 · Τοπικά Δίκτυα Μέρος Ι (Έλεγχος Γνώσεων, σελ. 279)

Απαντήσεις στις ερωτήσεις του βιβλίου για τα τοπικά δίκτυα (τοπολογίες, οργάνωση, μέσα).

Χαρακτηριστικά κατηγοριοποίησης

Ερώτηση: Ποια τα χαρακτηριστικά βάσει των οποίων κατηγοριοποιούνται τα τοπικά δίκτυα;

Απάντηση:

• Ο τρόπος με τον οποίο συνδέονται μεταξύ τους οι υπολογιστές, δηλαδή η τοπολογία (αστέρα, κοινού διαδρόμου, δακτυλίου).
• Η ύπαρξη ή όχι κεντρικών εξυπηρετητών: δίκτυα εξυπηρετητή/πελάτη (client/server) και ομότιμα δίκτυα (peer-to-peer).

Σύνοψη: (ενδεικτική) Η τοπολογία (αστέρα, κοινού διαδρόμου, δακτυλίου) και η ύπαρξη ή όχι κεντρικών εξυπηρετητών (client/server ή peer-to-peer).

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Κριτήριο: τα δύο χαρακτηριστικά κατηγοριοποίησης του βιβλίου.

Τοπολογίες & σύγκριση

Ερώτηση: 2. Ποιες οι διάφορες τοπολογίες τοπικών δικτύων; 3. Να συγκρίνεις τις διάφορες τοπολογίες τοπικών δικτύων.

Απάντηση:

• Αστέρα (star): κάθε σταθμός συνδέεται απευθείας με κεντρικό σταθμό (εξυπηρετητή), μέσω του οποίου γίνεται κάθε επικοινωνία. Μειονέκτημα: βλάβη στον κεντρικό σταθμό = κατάρρευση του δικτύου. Πλεονέκτημα: εύκολη διάγνωση βλαβών και εύκολη παράκαμψη/επιδιόρθωση των σταθμών με βλάβη.
• Κοινού διαδρόμου (bus): όλοι οι σταθμοί σε ένα κοινό καλώδιο, χωρίς κεντρικό σταθμό· το μήνυμα το παίρνει ο σταθμός με τη διεύθυνση προορισμού. Πλεονέκτημα: βλάβη οποιουδήποτε υπολογιστή δεν επηρεάζει τη λειτουργία του δικτύου.
• Δακτυλίου (ring): κάθε σταθμός συνδέεται με τον επόμενο σε κλειστό καλωδιακό δρόμο· το μήνυμα ταξιδεύει πάντα προς μία κατεύθυνση. Μειονέκτημα: βλάβη οποιουδήποτε υπολογιστή μπορεί να διακόψει τη λειτουργία όλου του δικτύου.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Αστέρα (κεντρικός σταθμός· εύκολη διάγνωση βλαβών, αλλά βλάβη του κέντρου ρίχνει το δίκτυο), κοινού διαδρόμου (βλάβη σταθμού δεν επηρεάζει), δακτυλίου (βλάβη σταθμού μπορεί να ρίξει όλο το δίκτυο).

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Κριτήριο: οι 3 τοπολογίες + συμπεριφορά σε βλάβη.

Ομότιμα vs πελάτη/εξυπηρετητή

Ερώτηση: 4. Τι είναι τα ομότιμα δίκτυα και τι τα δίκτυα εξυπηρετητή/πελάτη; 5. Να συγκρίνεις τα ομότιμα και τα εξυπηρετητή/πελάτη δίκτυα.

Απάντηση:

• Εξυπηρετητή/πελάτη (client/server): ένας ή περισσότεροι ειδικευμένοι εξυπηρετητές παρέχουν κεντρικές υπηρεσίες, και οι πελάτες (κόμβοι ή σταθμοί εργασίας) χρησιμοποιούν τις υπηρεσίες αυτές.
• Ομότιμα (peer-to-peer): δεν υπάρχουν κεντρικοί εξυπηρετητές· κάθε σταθμός εργασίας παρέχει υπηρεσίες στους άλλους, αρκεί να διαθέτει τους αντίστοιχους πόρους.
• Σύγκριση: στο client/server οι υπηρεσίες δίνονται κεντρικά από τους εξυπηρετητές, ενώ στο ομότιμο από κάθε κόμβο. Π.χ. στο client/server ο χρήστης εκτυπώνει μόνο μέσω του εξυπηρετητή εκτυπώσεων, ενώ στο ομότιμο μέσω οποιουδήποτε υπολογιστή του δικτύου έχει εκτυπωτή.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Client/server: ειδικευμένοι εξυπηρετητές δίνουν κεντρικές υπηρεσίες στους πελάτες. Peer-to-peer: χωρίς κεντρικό εξυπηρετητή, κάθε κόμβος δίνει υπηρεσίες (π.χ. εκτύπωση από οποιονδήποτε υπολογιστή με εκτυπωτή).

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Κριτήριο: ύπαρξη ή όχι κεντρικών εξυπηρετητών + παράδειγμα σύγκρισης (εκτύπωση).

Μέσα δικτύωσης & σύγκριση

Ερώτηση: 6. Ποια τα διάφορα μέσα δικτύωσης; 7. Να συγκρίνεις τα διάφορα μέσα δικτύωσης.

Απάντηση:

• Μη θωρακισμένο συνεστραμμένο ζεύγος (UTP): το κοινό χάλκινο ζεύγος των τηλεφωνικών καλωδιώσεων· σχετικά χαμηλές ταχύτητες, μικρές αποστάσεις.
• Θωρακισμένο πολλαπλό συνεστραμμένο ζεύγος (STP): σχετικά χαμηλές ταχύτητες, αλλά πολύ πιο ανεκτικό στο θόρυβο και στα παράσιτα· φθηνό και εύκολο στην εγκατάσταση.
• Ομοαξονικό καλώδιο: μεγάλη ανοχή στο θόρυβο και αντοχή, πολύ υψηλές ταχύτητες· 50Ω (έως 3 km, 16 Mbps) και 75Ω (πάνω από 3 km, 100 Mbps)· περίπου 4 φορές ακριβότερο από τα συνεστραμμένα.
• Οπτικές ίνες: φωτεινές ακτίνες αντί για ρεύμα· εξαιρετικά υψηλές ταχύτητες (2 Gbps) για μερικά χιλιόμετρα, αντοχή και ανοχή στο θόρυβο· αρκετά ακριβότερες και δύσκολες στην εγκατάσταση.
• Ασύρματες ζεύξεις: μικροκύματα, υπέρυθρες ή ακτίνες laser, κυρίως για σύνδεση διαφορετικών κτιρίων του ίδιου τοπικού δικτύου.

Σύνοψη: (ενδεικτική) UTP/STP (φθηνά, χαμηλές ταχύτητες· STP ανεκτικό στο θόρυβο), ομοαξονικό (υψηλές ταχύτητες, ~4 φορές ακριβότερο), οπτικές ίνες (2 Gbps, ακριβές, δύσκολη εγκατάσταση), ασύρματες ζεύξεις.

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Κριτήριο: αναφορά ≥3 μέσων + σχετική ταχύτητα/κόστος.

Είδη εξυπηρετητών

Ερώτηση: Ποια τα διάφορα είδη εξυπηρετητών που γνωρίζεις;

Απάντηση:

• Εξυπηρετητής αρχείων (file server): κεντρική αποθήκευση και διαχείριση των αρχείων.
• Εξυπηρετητής εκτυπώσεων (print server): διαχείριση των εκτυπωτών και των εκτυπώσεων.
• Εξυπηρετητής βάσεων δεδομένων (database server): εκτέλεση εφαρμογών διαχείρισης βάσεων δεδομένων.
• Εξυπηρετητής επικοινωνιών (communication server): διαχείριση των επικοινωνιών (fax, modem, e-mail).

Σύνοψη: (ενδεικτική) Εξυπηρετητής αρχείων, εκτυπώσεων, βάσεων δεδομένων και επικοινωνιών.

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Κριτήριο: τα τέσσερα είδη εξυπηρετητών με την κύρια λειτουργία τους.

Είδη καλωδιώσεων

Ερώτηση: Ποια είδη καλωδιώσεων χρησιμοποιούνται στα τοπικά δίκτυα;

Απάντηση:

• Η καλωδίωση δηλώνει το δρόμο που ακολουθεί το καλώδιο του δικτύου για να ενώσει τους υπολογιστές. Χρησιμοποιούνται δύο τρόποι: η γραμμική και η ακτινωτή καλωδίωση.
• Στη γραμμική το καλώδιο περνά από τον έναν υπολογιστή στον άλλο· στην ακτινωτή κάθε υπολογιστής συνδέεται με δικό του καλώδιο σε έναν συγκεντρωτή (σχήμα 5.2.10).
• Ως μέσα χρησιμοποιούνται συνεστραμμένα ζεύγη καλωδίων (UTP/STP), ομοαξονικά καλώδια και οπτικές ίνες.
• Η θέση των υπολογιστών στο χώρο δεν φανερώνει πάντα την τοπολογία: με ακτινωτή καλωδίωση σε συγκεντρωτή μπορεί να υλοποιείται τοπολογία κοινού διαδρόμου ή δακτυλίου. Κρίνουμε από το πώς επικοινωνούν οι υπολογιστές.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Γραμμική και ακτινωτή καλωδίωση (με συνεστραμμένα ζεύγη, ομοαξονικά καλώδια ή οπτικές ίνες).

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Κριτήριο: γραμμική/ακτινωτή καλωδίωση + ότι η θέση στο χώρο δεν δείχνει την τοπολογία.