Budapest University of Technology and Economics, Faculty of Electrical Engineering and Informatics

    Belépés
    címtáras azonosítással
    vissza a tantárgylistához   nyomtatható verzió    

    Számítógép-hálózatok

    A tantárgy angol neve: Computer Networks

    Adatlap utolsó módosítása: 2008. május 20.

    Tantárgy lejárati dátuma: 2010. szeptember 22.

    Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
    Villamosmérnöki és Informatikai Kar     		Villamosmérnöki szak

    Szabadon választható tantárgy
    Tantárgykód Szemeszter Követelmények Kredit Tantárgyfélév
    VIIIAV79 7,9 4/0/0/v 4 1/1
    3. A tantárgyfelelős személy és tanszék Dr. Harangozó József,
    A tantárgy tanszéki weboldala www.iit.bme.hu
    4. A tantárgy előadója
    Dr. Harangozó József

     

    		docens

     

    		Irányítástechnika és Informatika

     

    5. A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít Digitális technika, informatika, infokommunikáció.
    6. Előtanulmányi rend
    Kötelező:
    NEM
    ( KépzésLétezik( ahol a KépzésKód = "5N-08")
    VAGY
    KépzésLétezik( ahol a KépzésKód = "5N-A8")
    VAGY
    KépzésLétezik( ahol a KépzésKód = "5N-M8"))

    A fenti forma a Neptun sajátja, ezen technikai okokból nem változtattunk.

    A kötelező előtanulmányi rend az adott szak honlapján és képzési programjában található.

    7. A tantárgy célkitűzése

    Az informatika területén az egyik legfontosabb ismeretanyag a számítógépes hálózatok felépítéséhez, működéséhez, valamint a számítógépek közötti kommunikáció, adatforgalom folyamataihoz kapcsolódik. A tárgy oktatása ezen szakterület anyagának az alapos, részletes, felhasználói és fejlesztői oldalról történő megismertetésére szolgál.

    A tantárgy oktatási célkitűzése kettős: egyrészt kiegészíti és elmélyíti a korábbi Informatika 2 és Infokommunikáció c. tantárgyakban elsajátított számítógép-hálózati ismereteket, másrészt az eddig nem tárgyalt, de a számítógép-hálózatok belső működése szempontjából alapvetően fontos új eljárásokat, megoldásokat, protokollokat ismerteti. Elméleti és gyakorlati ismereteket nyújt a számítógép-hálózatok  belső működésének, a nyújtott szolgáltatásoknak a megismertetésére, segítségül szolgál a megfelelő hálózat kiválasztásához, alkalmazásához, rendszertechnikai tervezéséhez, üzemeltetéséhez.
    8. A tantárgy részletes tematikája

    Számítógép-hálózatok és az Internet  

    Az Internet, mint speciális számítógép-hálózat. A hálózat elemei: kliens és szerver programok, elérési hálózat, fizikai közegek. A hálózat működése: vonalkapcsolás és csomagkapcsolás, csomagok áthaladása csomagkapcsolt hálózatokon. Internet szolgáltatók és Internet gerinchálózat. Késleltetés, veszteség és átbocsátóképesség csomagkapcsolt hálózatokban. Protokoll rétegek és ezek szolgálati modelljei. Rétegezett architektúra. Támadások a hálózatok ellen. A számítógép-hálózatok és az Internet története.

    Adatkapcsolati réteg és helyi hálózatok

    Adatkapcsolati szint: bevezetés és szolgálatok. Állomás-modellek hibajavításhoz és forgalomszabályozáshoz. Szakaszos és folytonos ARQ, n-nel történő visszalépés és szelektív ismétlés protokoll. Szakaszos és folytonos forgalomszabályozás, csúszóablakos protokoll. Adatkapcsolat menedzsment. Többszörös hozzáférést biztosító protokollok. Ütközésmentes protokollok. Korlátozott versengéses protokollok. Adatkapcsolati címzés. MAC címzés. Ethernet MAC protokollja, műszaki megoldások. Logikai kapcsolatvezérlés: LLC. Nagysebességű LAN-ok. Adatkapcsolati protokollok: BSC, HDLC, PPP.

    Hálózati réteg

    A hálózati réteg tervezési kérdései: tárol-és-továbbít típusú csomagkapcsolás. A szállítási rétegnek nyújtott szolgáltatások. Összeköttetés nélküli és összeköttetés alapú szolgálat megvalósítása. Útválasztó algoritmusok. Optimális útvonal meghatározása Dijkstra és Ford-Fulkerson algoritmussal. Távolságvektor alapú útválasztás és a végtelenig számolás problémája. Kapcsolatállapot alapú útválasztás lépései. Hierarchikus útválasztás. Adatszóró és többesküldéses útválasztás. Hálózati torlódások megelőzésére és kiküszöbölésére szolgáló algoritmusok datagram és virtuális áramköri hálózatokban. Szolgálatminőségi követelmények. Előírt szolgálatminőséget biztosító eljárások. Integrált szolgáltatások. Differenciált szolgáltatások. Címkekapcsolás és MPLS.

    Hálózatok összekapcsolásának tervezési kérdései. LAN-ok összekapcsolása: ismétlők, hidak, transzparens és feszítőfás hidak, távoli hidak, LAN-kapcsolók. Virtuális LAN-ok. Összekapcsolt datagram és virtuális áramköri hálózatok: útválasztók, átjárók. Alagútszerű átvitel. Csomagok darabolása és összerakása. Útválasztás összekapcsolt hálózatokban. Forgalomszűrés: tűzfalak.

    Az Internet Protocol (IPv4): címzés és csomagtovábbítás. Alhálózatok, CIDR, VLSM, NAT. Az Internet vezérlő protokolljai: ICMP, ARP, RARP, BOOT, DHCP. Belső és külső átjáró protokollok: OSPF és BGP. Az IPv6.

    Szállítási réteg

    Szállítási szolgálatok. A szállítási és a hálózati réteg közötti viszony. Szállítási protokollok. A megbízható adatszállítás elvi alapjai. Megbízható adatszállítási protokoll felépítése. Csővezetékes megbízható adatszállítási protokoll. N-nel történő visszalépés. Szelektív ismétlés. A szállítási összeköttetés menedzselése: címzés, kapcsolat létesítése, adatszállítás és kapcsolatbontás megbízhatatlan hálózaton keresztül, forgalomszabályozás és pufferelés, nyalábolás. Összeomlás utáni helyreállítás. Internet szállítási protokolljai: az UDP és gyakorlati alkalmazásai (RPC, RTP, RTCP), valamint a TCP. A TCP szolgálati modellje, adatkezelése, összeköttetés-kezelése, ablakkezelése, torlódáskezelése, időzítéskezelése. Teljesítőképesség tervezése: problémák, teljesítmény mérés, teljesítmény növelési módszerek, új gigabites hálózati protokollok.

    Viszony és megjelenítési réteg

    A viszony szint szolgáltatásai: duplex adatcsere kezelése, dialóguskezelés, szinkronizáció, tevékenységkezelés. A megjelenítési szint szolgáltatásai: adatreprezentáció megváltoztatása adat-kompatibilitás, adat-kompresszió, adat-titkosítás végett.

    Alkalmazási réteg

    Alkalmazási szolgáltatás modellje. Kliens oldali és szerver oldali alkalmazási funkcionális elemek és protokollok. A DNS körzetnév kezelő rendszer: névtér, erőforrás nyilvántartás, névszerverek, rekurzív és iteratív lekérdezés. Elektronikus levelező rendszerek: levél előállítása, továbbítása, kézbesítése (RFC 822, MIME, SMTP, POP3, IMAP). A Világháló (web) felépítése: a ügyfél oldala, a kiszolgáló oldala, URL, HTTP, sütik. Statikus dokumentumok előállítása: HTML, űrlapok, XML, XSL, XHTM. Dinamikus dokumentumok előállítása: CGI, PHP, JSP, ASP, JavaScript, kisalkalmazások, ActivX-vezérlők. A web teljesítménynövelésének eszközei: gyorsítótár, kiszolgálók többszörözése, tartalomközvetítő hálózatok.

    Hálózati biztonság

    A hálózati biztonság területei. A titkosítási folyamat modellje. Támadási lehetőségek. Helyettesítő és keverő típusú rejtjelezés. Szimmetrikus kulcsú titkosítás. Nyilvános kulcsú titkosítás. Digitális aláírás. Digitális pecsét. Biztonságos IP protokollok: IPSec, AH, ESP. Virtuális magánhálózatok (VPN). Biztonságos DNS: DNSsec. Biztonságos e-levelezés: PGP, PEM, S/MIME. Biztonságos web-szolgáltatás: SSL, S/HTTP.

    Hálózat menedzselése

    A hálózatfelügyelet szükségessége, tevékenységi területei. A hálózatfelügyeleti infrastruktúra. Az Internet-szabványos hálózatfelügyelet. A hálózatfelügyeleti adatok szerkezete: SMI. Hálózatfelügyeleti adatbázis: MIB. Objektum leíró jelölésrendszer: ASN.1. Hálózatfelügyeleti protokoll: SNMPv3.

    9. A tantárgy oktatásának módja (előadás, gyakorlat, laboratórium)

    Előadás és egyéni tanulás a megjelölt szakirodalom és segédanyagok alapján.

    10. Követelmények

    A szorgalmi időszakban egy zárthelyi eredményes, elégséges szintű teljesítése. Ez a félév végén kapható aláírás feltétele is.

    A vizsgaidőszakban szóbeli vizsga. A vizsgára bocsátás feltétele az aláírás megléte.

    Minden más, itt nem szabályozott kérdésben a BME Tanulmányi- és Vizsgaszabályzat, valamint annak kiegészítései irányadóak.
    11. Pótlási lehetőségek

    A szorgalmi időszakban egy pót-ZH.

    A pótlási héten egy pót-pót-ZH.

    12. Konzultációs lehetőségek

    Igény szerint.

    13. Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom

    Tanenbaum, A.: Computer Networks. 4th Edition.

                                                   Prentice-Hall International, Inc., 2003

                                       Számítógép-hálózatok. 2. kiadás.

                                                   Panem Kiadó, Budapest, 2004.

                Kurose, J.F.– Ross, K.W.: Computer Networking – A Top-Down Approach.

    4th Edition. Pearson Education, Inc. 2008.

    Számítógép-hálózatok szolgáltatás alapú szemléletben.

                                                   Panem Kiadó, Budapest, 2008.

    Elektronikus jegyzetek.
    14. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka
    Kontakt óra56
    Félévközi készülés órákra10
    Felkészülés zárthelyire14
    Házi feladat elkészítése0
    Kijelölt írásos tananyag elsajátítása0
    Vizsgafelkészülés40
    Összesen120
    15. A tantárgy tematikáját kidolgozta
    Név:

     

    		Beosztás:

     

    		Tanszék:

     

    Dr. Harangozó József

     

    		docens

     

    		IIT