Detail předmětu

Počítačové a komunikační sítě

FEKT-MPKSAk. rok: 2014/2015

Studenti se seznámí se strukturou a architekturou sítí, referenčními modely, aplikacemi (HTTP, FTP, SMTP, DNS), protokolovou sestavou TCP/IP (TCP, UDP, IP, směrování, řízení toku, IP adresy, NAT), přenosovými médii, lokálními počítačovými sítěmi, přístupovými metodami, sítí Ethernet (princip, varianty, přepínače, VLAN, PoE, Spanning Tree), bezdrátovou sítí 802.11, vysokorychlostními technologiemi WAN, Multimediálními aplikacemi (RTP, SIP, služby VoIP, QoS), bezpečností síťového provozu (základy kryptografie, autentizace, integrita, certifikáty, SSL) a managementem (SNMP).

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

5

Garant předmětu

prof. Dr. Ing. Zdeněk Kolka

Zajišťuje ústav

Ústav radioelektroniky (UREL)

Výsledky učení předmětu

Absolvent předmětu je schopen (1) porozumět základním teoretickým principům fungování počítačových sítí, (2) popsat funkci jednotlivých komponent a protokolů, (3) využívat síťovou komunikaci v jím navržených zařízeních, (4) navrhnout a konfigurovat lokální sítě.

Prerekvizity

Jsou požadovány základní znalosti matematiky (teorie pravděpodobnosti) a teorie informace (Shannonův teorém, chyby při přenosu, kódy).

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT. Metody vyučování zahrnují přednášky, cvičení na počítači a laboratoře. Předmět využívá e-learning (Moodle).

Způsob a kritéria hodnocení

Počítačová cvičení (25 bodů), laboratorní cvičení (15 bodů), závěrečná zkouška (60 bodů).

Osnovy výuky

Přednášky:
1. Základní pojmy, kategorizace, struktura a modely sítí (RM OSI, TCP/IP).
2. Základní aplikační služby, HTTP, FTP, SMTP, DNS.
3. Transportní vrstva, komunikační protokoly, implementace UDP a TCP.
4. Síťová vrstva, matematická teorie směrování, protokol IP.
5. Linková a fyzická vrstva, základní mechanismy přenosu dat, kódování, protokoly.
6. Přenosová média, srovnání, základní charakteristiky.
7. Lokální sítě I. Topologie, přístup ke sdílenému médiu. Norma IEEE 802.
8. Lokální sítě II, rozbor variant sítě Ethernet jako dominující technologie (100Mbs - 100Gbs). Rozbočovače, přepínače, VLAN, řízení toku, QoS v LAN, STP.
9. Bezdrátové sítě 802.11.
10. Vysokorychlostní technologie, fotonické sítě.
11. Multimediální služby, RTP, VoIP, QoS v sítích IP.
12. Bezpečnost, šifrovací metody, integrita, certifikace, SSL.
13. Síťový management, SNMP.

Počítačová cvičení:
1. Komunikace protokolem UDP, sledování provozu.
2. Bezpečnost, firewall - konfigurace, NAT, virtualizace.
3. Směrování a adresace v sítích IP.
4. Implementace síťového rozhraní ve vestavěných systémech, OpenWrt.
5. Systém doménových jmen DNS.
6. IPv6.

Laboratorní cvičení:
1. Strukturovaná kabeláž, fyzická vrstva.
2. Vlastnosti rozbočovačů a přepínačů, prioritní mechanismy.
3. Konfigurace VLAN, bezpečnost na linkové vrstvě.
4. Přístupový bod 802.11, konfigurace, zabezpečení.
5. VoIP, konfigurace telefonu a ústředny, subjektivní testy.
6. Protokol TCP/IP, makroskopické chování (reakce na chyby a zpoždění).

Učební cíle

Cílem předmětu je seznámit studenty se strukturou, architekturou a mechanismy fungování počítačových a komunikačních sítí a naučit je praktickým postupů při jejich návrhu a konfiguraci.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

Základní literatura

KOLKA, Z.: Počítačové a komunikační sítě. Brno: VUT v Brně, skripta, 2012. (CS)
KUROSE, J. F., ROSS, K.W.,Computer Networking, 6th edition. USA:Pearson, 2012 (EN)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program EEKR-M1 magisterský navazující

    obor M1-BEI , 1 ročník, letní semestr, volitelný mimooborový
    obor M1-EST , 1 ročník, letní semestr, povinný
    obor M1-EEN , 1 ročník, letní semestr, volitelný mimooborový
    obor M1-MEL , 1 ročník, letní semestr, volitelný mimooborový

  • Program EEKR-M magisterský navazující

    obor M-EEN , 2 ročník, letní semestr, volitelný mimooborový
    obor M-MEL , 2 ročník, letní semestr, volitelný mimooborový
    obor M-EVM , 2 ročník, letní semestr, volitelný mimooborový
    obor M-BEI , 2 ročník, letní semestr, volitelný mimooborový
    obor M-EST , 1 ročník, letní semestr, povinný

  • Program EEKR-CZV celoživotní vzdělávání (není studentem)

    obor ET-CZV , 1 ročník, letní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

prof. Dr. Ing. Zdeněk Kolka

Osnova

1. Základní pojmy, kategorizace, struktura a modely sítí (RM OSI, TCP/IP).
2. Základní aplikační služby, HTTP, FTP, SMTP, DNS.
3. Transportní vrstva, UDP, TCP.
4. Síťová vrstva, směrování, protokol IP.
5. Linková vrstva, Základní mechanismy přenosu dat, protokoly.
6. Přenosová média, srovnání, základní charakteristiky.
7. Lokální sítě I. Topologie, přístup ke sdílenému médiu. Norma IEEE 802.
8. Lokální sítě II. Rozbor variant sítě Ethernet jako dominující technologie LAN/MAN (10Mbs - 10Gbs). Rozbočovače, přepínače, VLAN, řízení toku, QoS v LAN, STP.
9. Bezdrátové sítě.
10. Vysokorychlostní sítě, přístupové technologie pro koncové uživatele.
11. Multimediální služby, RTP, VoIP, QoS v sítích IP.
12. Bezpečnost. Šifrovací metody, integrita, certifikace, SSL, IPsec.
13. Síťový management, SNMP.

Cvičení na počítači

13 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Eva Klejmová, Ph.D.
Ing. Martin Pospíšil, Ph.D.

Osnova

1. Komunikace protokolem UDP, sledování provozu.
2. Simulace síťového provozu - vlastnosti protokolu TCP/IP.
3. Simulace síťového provozu - směrování.
4. Bezpečnost, firewall - konfigurace, NAT, sledování provozu.
5. Konfigurace sítě v Linuxu.
6. IPv6.

Laboratorní cvičení

13 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Eva Klejmová, Ph.D.
prof. Dr. Ing. Zdeněk Kolka

Osnova

1. Strukturovaná kabeláž.
2. Ethernet: fyzická vrstva.
3. Vlastnosti rozbočovačů a přepínačů
4. Konfigurace VLAN.
5. Přístupový bod 802.11, konfigurace, zabezpečení.
6. VoIP, konfigurace telefonu a ústředny.