Δίκτυα Δημόσιας Χρήσης και Διασύνδεση Δικτύων — Ιούλιος 2025¶
Μεταγραφή από τη φωτογραφία IMG_20250702_114736.jpg της τυπωμένης εξέτασης.
IMG_20250702_114736.jpg¶
ΔΙΚΤΥΑ ΔΗΜΟΣΙΑΣ ΧΡΗΣΗΣ ΚΑΙ ΔΙΑΣΥΝΔΕΣΗ ΔΙΚΤΥΩΝ
Τρίτη 1 Ιουλίου 2025 Διάρκεια: 2 ώρες ΚΑΘΗΓΗΤΕΣ: [ονόματα παραλείπονται]
Ζήτημα 1º (30%)
α. [15%] Πως ταξινομούνται οι αλγόριθμοι δρομολόγησης ανάλογα με το πως αλλάζουν οι αποφάσεις δρομολόγησης; Αναφέρετε τα βασικά στοιχεία για κάθε μία κατηγορία.
β. [15%] Περιγράψτε τη διαδικασία με την οποία υπολογίζονται τα μονοπάτια σε έναν αλγόριθμο shortest path.
Ζήτημα 2º (40%)
α. [20%] Δώστε μία σχηματική αναπαράσταση της κεφαλίδας ενός IP datagram.
β. [20%] Περιγράψτε τη διαδικασία τμηματοποίησης και επανασυνδεσης στο πρωτόκολλο IP, κάνοντας αναφορά και στα πεδία της IP κεφαλίδας που χρησιμοποιούνται στη συγκεκριμένη διαδικασία.
Ζήτημα 3º (30%)
α. [15%] Αναφέρετε τις βασικές δυνατότητες που προσφέρει η τεχνολογία LTE-Advanced στα κινητά δίκτυα επικοινωνιών.
β. [15%] Τι γνωρίζεται για τις τεχνολογίες Carrier Aggregation και Network Densification που χρησιμοποιούν τα δίκτυα LTE-Advanced;
ΚΑΛΗ ΕΠΙΤΥΧΙΑ
Λύσεις (⚪ AI, μη επαληθευμένο)
Κατάσταση: ⚪ AI, μη επαληθευμένο Πηγή: λύσεις AI (deepseek-flash), ανεξάρτητη επανάληψη και αντιπαραβολή· καμία δεν έχει ελεγχθεί από άνθρωπο
Προσοχή
Λύση από AI — ελέγξτε την· δεν έχει επαληθευτεί από άνθρωπο. Η ένδειξη «δύο λύσεις συμφωνούν» δεν σημαίνει ότι η απάντηση είναι σωστή.
AI λύσεις — 2025-07¶
Οι λύσεις γράφτηκαν από μοντέλα AI και δεν έχουν ελεγχθεί από άνθρωπο. Η αρίθμηση ακολουθεί το αρχείο θεμάτων.
Θέμα 1º (30%)¶
Αξιοπιστία: μία λύση AI, δεν έχει αντιπαραβληθεί με δεύτερη · εμπιστοσύνη λύτη: υψηλή
α. Ανάλογα με το πώς αλλάζουν οι αποφάσεις δρομολόγησης, οι αλγόριθμοι δρομολόγησης διακρίνονται κυρίως σε:
-
Στατικούς / μη προσαρμοζόμενους (static / non-adaptive).
Οι διαδρομές καθορίζονται εκ των προτέρων, συνήθως χειροκίνητα από τον διαχειριστή, και δεν μεταβάλλονται αυτόματα όταν αλλάζει η τοπολογία ή η κίνηση. Βασικά στοιχεία: απλότητα, μηδενικό ή μικρό overhead πρωτοκόλλου, προβλέψιμη συμπεριφορά, αλλά κακή προσαρμογή σε βλάβες/υπερφόρτωση. Χρησιμοποιούνται σε μικρά ή σταθερά δίκτυα και συχνά με default routes. -
Δυναμικούς / προσαρμοζόμενους (dynamic / adaptive).
Οι αποφάσεις δρομολόγησης υπολογίζονται ξανά βάσει πληροφορίας για την τοπολογία και/ή την κατάσταση του δικτύου (π.χ. κόστος, καθυστέρηση, διαθεσιμότητα ζεύξεων). Βασικά στοιχεία: περιοδικές ή event-triggered ενημερώσεις, μετρικές δρομολόγησης, σύγκλιση, δυνατότητα αντίδρασης σε βλάβες/συμφόρηση, αλλά και μεγαλύτερο overhead, κίνδυνος ταλαντώσεων/βρόχων και ανάγκη μηχανισμών σταθεροποίησης. Υποκατηγορίες μπορεί να είναι κεντρικοποιημένοι/κατανεμημένοι, isolated/global κ.λπ.
β. Σε έναν αλγόριθμο shortest path, κάθε κόμβος/δρομολογητής διατηρεί εκτίμηση του ελάχιστου κόστους προς τους προορισμούς και, όταν χρειάζεται, υπολογίζει το καλύτερο μονοπάτι. Στην τυπική περίπτωση Dijkstra (link-state): αρχικοποιούνται οι αποστάσεις (0 για την πηγή, άπειρο για τους άλλους), επιλέγεται επαναληπτικά ο κόμβος με τη μικρότερη προσωρινή απόσταση, σημαίνεται ως οριστικοποιημένος και χαλαρώνονται οι γειτονικές ζεύξεις, δηλαδή ελέγχεται αν μέσω αυτού του κόμβου προκύπτει μικρότερο κόστος. Η διαδικασία επαναλαμβάνεται μέχρι να οριστικοποιηθούν όλοι οι κόμβοι. Παράλληλα κρατείται για κάθε προορισμό ο προηγούμενος κόμβος (predecessor), ώστε στο τέλος να ανακατασκευαστεί το μονοπάτι από τον προορισμό προς την πηγή και να εγκατασταθεί στον πίνακα δρομολόγησης. Σε κατανεμημένους αλγορίθμους τύπου distance-vector, η ίδια αρχή υλοποιείται με ανταλλαγή διανυσμάτων αποστάσεων και επαναληπτική εφαρμογή της εξίσωσης Bellman-Ford.
Θέμα 2º (40%)¶
Αξιοπιστία: μία λύση AI, δεν έχει αντιπαραβληθεί με δεύτερη · εμπιστοσύνη λύτη: υψηλή
α. Σχηματική αναπαράσταση της κεφαλίδας IPv4 (ελάχιστο μήκος 20 bytes, χωρίς options):
0 1 2 3
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
+-------+-------+-------------------------------+---------------+
|Version| IHL | Type of Service | Total Length|
+-------+-------+-------------------------------+---------------+
| Identification |Flags| Fragment Offset |
+-------------------------------+-----+-------------------------+
| Time to Live | Protocol | Header Checksum |
+-----------------------+---------------+-----------------------+
| Source IP Address |
+---------------------------------------------------------------+
| Destination IP Address |
+---------------------------------------------------------------+
| Options (variable) + Padding |
+---------------------------------------------------------------+
Πεδία: Version (4 bits), IHL (4 bits), Type of Service (8), Total Length (16), Identification (16), Flags (3: reserved, DF, MF), Fragment Offset (13), TTL (8), Protocol (8), Header Checksum (16), Source Address (32), Destination Address (32), προαιρετικά Options και Padding.
β. Στο IP, όταν ένα datagram είναι μεγαλύτερο από το MTU της εξερχόμενης ζεύξης και δεν επιτρέπεται DF, τεμαχίζεται σε fragments. Το αρχικό datagram χωρίζεται σε τμήματα δεδομένων κατάλληλου μεγέθους, με το κάθε fragment να έχει το δικό του IP header. Χρησιμοποιούνται τα εξής πεδία της κεφαλίδας:
- Identification: ίδιο σε όλα τα fragments του αρχικού datagram, ώστε ο παραλήπτης να τα ομαδοποιεί.
- Flags: το DF απαγορεύει το fragmentation· το MF είναι 1 σε όλα τα fragments εκτός από το τελευταίο.
- Fragment Offset: θέση των δεδομένων του fragment μέσα στο αρχικό payload, σε μονάδες των 8 bytes.
- Total Length: μήκος κάθε fragment (header + δεδομένα).
- Protocol, Source Address, Destination Address: βοηθούν στην αναγνώριση του αρχικού datagram/ροής.
- Header Checksum: υπολογίζεται εκ νέου για κάθε fragment.
Η επανασύνδεση γίνεται συνήθως στον τελικό παραλήπτη. Ο παραλήπτης συλλέγει fragments με ίδιο συνδυασμό source/destination, identification και protocol, τα ταξινομεί με βάση το Fragment Offset και ελέγχει αν υπάρχει το τελευταίο fragment (MF=0). Όταν παραληφθούν όλα τα τμήματα, ανασυντίθεται το αρχικό datagram. Αν λείπει κάποιο fragment μέχρι να λήξει το σχετικό χρονικό όριο, το datagram απορρίπτεται και ενδέχεται να σταλεί ICMP μήνυμα σφάλματος.
Θέμα 3º (30%)¶
Αξιοπιστία: μία λύση AI, δεν έχει αντιπαραβληθεί με δεύτερη · εμπιστοσύνη λύτη: υψηλή
α. Η τεχνολογία LTE-Advanced προσφέρει βασικά: σημαντικά υψηλότερους ρυθμούς μετάδοσης από το αρχικό LTE (θεωρητικά τάξεως Gbps με ευρύ φάσμα και προηγμένο multi-antenna), υψηλότερη φασματική απόδοση, μεγαλύτερη χωρητικότητα δικτύου, βελτιωμένη κάλυψη και απόδοση στα άκρα κυψελών, χαμηλότερη καθυστέρηση, υποστήριξη ετερογενών δικτύων (macro/pico/femto cells), Carrier Aggregation, προηγμένες τεχνικές multi-antenna (π.χ. 8x8 DL, 4x4 UL), Coordinated Multipoint (CoMP), relays, αυτο-οργάνωση δικτύου (SON), συμβατότητα προς τα πίσω με LTE και υποστήριξη κινητικότητας/υπηρεσιών VoIP-IMS.
β.
-
Carrier Aggregation (CA): συνδυάζονται πολλοί φορείς (component carriers), συνεχόμενοι ή μη συνεχόμενοι, σε ίδια ή διαφορετικά ζώνη συχνοτήτων, ώστε να αυξηθεί το συνολικό εύρος ζώνης και άρα ο ρυθμός μετάδοσης. Χρησιμοποιείται πρωτεύων και δευτερεύοντες φορείς, με κοινό ή ξεχωριστό scheduling, και διατηρείται συμβατότητα με παλαιότερα LTE terminals.
-
Network Densification: πύκνωση του δικτύου με ανάπτυξη πολλών μικρών κυψελών (micro, pico, femto, remote radio heads) μέσα σε μακροκυψέλες, δημιουργώντας ετερογενή δίκτυα (HetNets). Στόχος είναι η αύξηση χωρητικότητας και φασματικής απόδοσης μέσω επαναχρησιμοποίησης συχνοτήτων και μείωσης του μεγέθους κυψέλης. Απαιτεί διαχείριση παρεμβολών (π.χ. eICIC, CoMP), καλό backhaul, διαχείριση κινητικότητας και μηχανισμούς SON.