Hálózatok alapjai és üzemeltetése

Hálózatok alapjai és üzemeltetése

Tárgykód	VIHIBA01
Általános infók
Szak	üzemmérnök
Kredit	6
Ajánlott félév	2
Tanszék	HIT
Követelmények
Labor	14 db
KisZH	5 db + beugrók és kiugrók + ellenőrző mérések
NagyZH	nincs
Házi feladat	nincs
Vizsga	írásbeli + opcionális szóbeli
Elérhetőségek
Tantárgyi adatlap
Tárgyhonlap

Minden hallgató számára megadja a hálózatos és üzemeltetési alapokat, és megalapozza a részletesebb, mélyebb hálózatos ismereteket oktató specializációtárgyakat. Célja, hogy a hallgatók a működést és a beállítások hatásait a gyakorlatban is lássák, illetve a kurzus végére egyszerűbb beállítási, hibakeresési feladatokat önállóan is el tudjanak végezni. A megismert eszközökre támaszkodva kisebb hálózatok egyes alapszintű üzemeltetői feladatainak ellátására is képesek lesznek.

Követelmények

Előtanulmányi rend

• A tárgy felvételéhez a Hardver alapok aláírása, és A programozás alapjai előzetes vagy egyidejű felvétele szükséges.

A szorgalmi időszakban

• A laboratóriumi gyakorlatok (vezetett és önálló feladatmegoldó összesen) minimum 70%-án kötelező a részvétel. A 14 laboratóriumi gyakorlat esetén legalább 10-en, ha a szorgalmi időszakban hétközi munkaszüneti nap, vagy oktatási szünet miatt laboratóriumi gyakorlat elmarad, akkor 13 laboratóriumi gyakorlat esetén legalább 10-en, 12 laboratóriumi gyakorlat esetén 9-en kötelező részt venni.
• Vezetett laborok vagy nem ellenőrző laborok elején és végén beugró és kiugró van, ami nem kötelező, viszont plusz pontot ér a félévi jegyben.
• Az 5 önálló feladatmegoldó laborból minimum 3 sikeresen teljesítendő. Az önálló feladatmegoldó laborokon írt 5 kisZH-ból (részteljesítmény értékelés) legalább 3 sikeresen teljesítendő, tehát 3 kisZH-nak és 3 önálló labornak kell meglennie.

• Pótlási lehetőségek:
  • Se az önálló laborok, se az önálló laboros kisZH-k, se a vezett laborok nem pótolhatóak.

A vizsgáról

• Az vizsga kritériuma az aláírás, amely minden esetben mindenből 40%-os szint elérése.
• A vizsga első része egy gyakorlati Packet Tracer-es feladat. (20p)
• Ezt követi egy elméleti rész, ahol a 10db beugrószerű kérdés várható. (10p)
• Majd végül némi szünet után egy nem kötelező szóbeli rész (40p), aminek az elején egy egyszerű beugrókérdés lesz.
• A szóbeli témái az oldal alján megtalálhatóak.

A 3 legjobb kisZH pontjai + gyakorlati rész + elméleti rész pontszámát el lehet fogadni jegyként szóbeli vizsga nélkül.

Tematika

Előadások

A hetek sorszámai szemeszterenként változhatnak.

Mészáros András

• 1. hét
  • 1. előadás: bevezetés; alapfogalmak, áramkörkapcsolás, csomagkapcsolás, késleltetés, packet loss, jitter, QoS
  • 2. előadás: az internet felépítése, protokollrétegek; hálózati alkalmazások, ezek QoS-e; transzportszolgáltatások
• 2. hét
  • 3. előadás: alkalmazási réteg: web, HTTP (nem perzisztens és perzisztens, requests, response, változatok, cookies, cache), fájlátvitel (FTP, SFTP, SMB), email (MTP, SMTP, POP, IMAP), DNS (root szerverek, TLD-k, RR-ek)
• 3. hét
  • 4. előadás: socketek (TCP és UDP a szerver és kliens szempontjából), transport layer, network layer, (de)multiplexálás (UDP és TCP), UDP (ellenőrzőösszeg számítása)
  • 5. előadás: TCP: jellemzői, szegmensszerkezete, timeout, ACK, forgalomszabályozás, kapcsolatkezelés (felépítés és lezárás)
• 4. hét
  • 6. előadás: TCP-torlódáskezelés: congestion window, slow start, AIMD, MSS, fairness; UDP-fairness; SACK; QUIC
• 5. hét
  • 7. előadás: portok besorolása, a hálózati réteg funkciói; IPv4: datagram, darabolás, IP-cím(zés), osztályalapú címzés, subnet (mask), netid, szórási cím, speciális címtartományok; IPv6: előnyei, datagram, címformátum, hálózati jellemzők
  • 8. előadás: alhálózatok tervezése: egyenletes felosztás, VLSM (SN-A, SN-B, SN-C, RAB, RBC, RAC) IPv4-nél és IPv6-nál
    • A 14. dián a LAN4 sorában a 172.16.16.0 helyesen 172.16.4.0.
• 6. hét
  • szünet
• 7. hét
  • 9. előadás: CIDR, DHCP, NAT, LSN, tunneling, switching fabric
• 8. hét
  • 10. előadás: routing: routing table, longest prefix matching, default route, hurok, ICMP, static routing: algoritmusok, csoportosítás; dynamic routing: globálisismeret-alapú (link state, Dijkstra-algoritmus, oszcilláció), elosztottismeret-alapú (distance vector, Bellman–Ford-algoritmus)
    • Hiba a 16. dián: a legfelső táblázat első sorában a 192.168.2.0/24 helyesen 192.168.2.0/23.
• 9. hét
  • 11. előadás: routing protokollok: hierarchikus routing, AS, IGP (RIP, OSPF: hierarchikus működés), EGP (BGP, hijacking), broadcasting (flooding, feszítőfa), multicasting (IGMP, feszítőfa, PIM)
  • 12. előadás: link layer: frame, LLC, MAC (ARP), (V)LAN (switch, redundancia, STP, access, trunk), Ethernet
• 10. hét
  • szünet
• 11. hét
  • 13. előadás: többszörös hozzáférés (ütközés); csatornaosztásos, adásjog-átvételi (taking turns) és random access (CSMA) protokollok; Wifi: ütközéselkerülés (RTS, CTS); fizikai réteg: réz- és optikai kábelek

Gódor Győző

• 11. hét
  • 14. előadás: IPv4-mobilitás: ((mobile node, HA, FA, home address, CoA, agent discovery, registration, binding, encapsulation, tunneling)), háromszögelési probléma, útvonaloptimalizálás, ((binding cache)); ((IPv6-mobilitás: binding cache / list / update / acknowledgement / request)); cellás rendszerek: csatorna, zaj, felhasználói mobilitás (location management: location update, paging; handover management), elemei (MS, BS, cella, kapcsolóközpont, átjárók), cellán belüli és cellák közötti handover, cellák típusai (makro-, mikro-, piko-; hatszögletű, omni-, szektorantennák, hierarchikus és esernyő-), frekvenciaújrafelhasználás
• 12. hét
  • 15. előadás: uplink és downlink, frekvenciasávok, 4G LTE+SAE=EPS, QoS, RAN, EPC, femtocellák és roadside unitok, IMS (SS7, CSCF), VoLTE, ViLTE, VoWiFi, 5G

Zsóka Zoltán

• 13. hét:
  • 16. előadás: hálózati eszközök és funkciók fejlődése, hálózati síkok, gyártóspecifikus szoftverek; SDN: adatsík (southbound API: OpenFlow, SNMP), vezérlési sík (northbound API); IoT: fog computing, IPv6(Lo), MQTT, BLE, ZigBee, LoRaWAN
  • 17. előadás: cloud: szolgáltatásmodellek (IaaS, PaaS, SaaS, NaaS, DaaS), virtualizáció; adatközponti hálózatok (routerek, switch-ek: EoR, ToR, virtuális), topológia (spine-leaf, fat tree); NFV: ETSI
• 14. hét:
  • 18. előadás: hálózatmenedzsment: configuration, performance, accounting, fault, security, user management; SNMP; MDP: YANG, NETCONF, RESTCONF; hibakeresés: módszerek (brute force, elméleti, szisztematikus (bottom-up, középutas, top-down)), eszközök (ipconfig, ping), okok (ARP, route)

Laborok

• 1. hét: cloud.bme.hu, ipconfig
• 2. hét: ping, traceroute, Wireshark
• 3. hét: telnet, SSH, SMTP, HTTP, DNS
• 4. hét: 1. kisZH az 1–3. előadások anyagából; 1. ellenőrző mérés az 1–3. heti laborok anyagából
• 5. hét: TCP- és UDP-forgalom, illetve -socket
• 6. hét: szünet
• 7. hét: 2. kisZH az 4–6. előadások anyagából; 2. ellenőrző mérés az 5. heti labor anyagából
• 8. hét: Packet Tracer: hálózatépítés, alapbeállítások, CLI, IPv4- és IPv6-címtervezés; kimaradt: DHCP, hálózati interfész beállítása Windows-on és Linuxon
• 9. hét: NAT; Packet Tracer: static routing, dynamic routing (OSPF, troubleshooting)
• 10. hét: 3. kisZH a 7–11. előadások anyagából; 3. ellenőrző mérés a 8–9. heti laborok anyagából (megoldás)
• 11. hét: VLAN-ok létrehozása switch-eken: show mac-address-table, arp -a és -d *, show vlan brief, vlan és name, interface, switchport; ARP-adatforgalom megfigyelése Wiresharkkal
• 12. hét: 4. kisZH a 12–13. előadások anyagából; 4. ellenőrző mérés a 11. heti labor anyagából
• 13. hét: virtuális hálózat LAN-topológiával és külső/belső kontrollerrel (mn, dump, dpctl, netstat), forwarding script, IoT-szimuláció
• 14. hét: 5. kisZH a 14–17. előadások anyagából; 5. ellenőrző mérés a 13. heti labor anyagából

Segédanyagok

• VLSM-kalkulátor by GitEgylet
• James F. Kurose & Keith W. Ross: Számítógéphálózatok működése (2008)
  • Nem fedi le teljesen a tananyagot.

Labor

• KisZH-kérdések (Google Forms)

Vizsga

• 2022. tavasz
  • Tananyag-összefoglaló by GitEgylet

Írásbeli

Gyakorlati

• 2022. tavasz
  • 1. vizsga
    •  ? csoport, megoldások videón
      • Ha átírod a nevet és az e-mail címet a Packet Tracerben, újragenerálja a feladatokat!
• 2023. tavasz
  • 2. vizsga
    • A csoport
  • 3. vizsga
    • B csoport

Elméleti

• Kikérdező

• 2022. tavasz
  • Elméleti kérdések by GitEgylet

Szóbeli

• 2022. tavasz
  • Témakörök
• 2023. tavasz
  • Tudnivalók
  • Témakörök

Tippek

• Az ellenőrző laborok teljesíthetők, a kisZH-kra viszont tanulni kell.
• Érdekes és hasznos tárgy, az előadó és a labvezek is jófejek. A laborok is jók, de a virtuális gépek nagyon lassúak.

Üzemmérnök-informatikus BProf
1. félév	Algoritmusok és gráfok  •  A programozás alapjai  •  Bevezető matematika B  •  Digitális kompetenciák  •  Hardver alapok  •  Kalkulus
2. félév	Hálózatok alapjai és üzemeltetése  •  Kísérleti fizika  •  Objektumorientált programozás  •  Operációs rendszerek B  •  Valószínűségszámítás B
3. félév	Adatkezelés  •  Alkalmazott mesterséges intelligencia  •  Eseményvezérelt és vizuális programozás  •  Kódolás és IT biztonság  •  Szoftvertechnológia és -technikák
4. félév	Elektronika alapjai  •  Jelek és jelfeldolgozás  •  Menedzsment és vállalkozásgazdaságtan
5. félév	Mikro- és makroökonómia B  •  Jogi alapismeretek
6. félév	Záróvizsga