Detail předmětu

Pokročilé komunikační techniky

FEKT-MPC-PKTAk. rok: 2022/2023

Předmět se věnuje těmto tématům: prohloubení znalosti základních síťových modelů, zejména TCP/IP. Síťová a transportní vrstva, překlad adres. IPv6. Multicast. Protokoly pro zálohování dostupnosti výchozí brány. Autonomní systémy, BGP protokol, peering, multihoming. Úvod do problematiky návrhu komunikačních protokolů.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

7

Garant předmětu

doc. Ing. Jan Jeřábek, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav telekomunikací (UTKO)

Výsledky učení předmětu

Absolvent předmětu je schopen:
- demonstrovat odlišnosti síťových modelů ISO/OSI a TCP/IP, vysvětlit podstatu těchto modelů,
- analyzovat úlohu síťové vrstvy s protokolem IP,
- identifikovat a interpretovat různé úrovně překladu adres využívané v IP sítích,
- vysvětlit princip protokolů pro zálohování dostupnosti výchozí brány,
- vysvětlit podstatu multicastového přenosu dat,
- vysvětlit veškeré aspekty protokolu IPv6 a související problematiky,
- posoudit vhodnost využití transportních protokolů pro danou aplikaci,
- vysvětlit problematiku existence autonomních systémů,
- aplikovat víceúrovňové směrování s protokolem BGP,
- navrhnout a analyzovat vlastní komunikační protokol. 

Prerekvizity

Student, který si zapíše předmět, by měl být schopen:
- využívat různé číselné soustavy a převody mezi nimi
- vysvětlit a využívat základní jednotky běžné v oblasti informačních a komunikačních technologií (ICT), např. velikost dat, přenosová rychlost,
- využívat základní pojmy z oblasti ICT, např. operační systém, paměť, proces,
- popsat architekturu základních síťových modelů, tj. TCP/IP a ISO/OSI a jednotlivé vrstvy těchto modelů,
- popsat základní aplikační protokoly pro přenos uživatelských dat ze sady TCP/IP,
- vyjmenovat směrovací protokoly využívané na lokální úrovni. Práce v laboratoři je podmíněna platnou kvalifikací „osoby znalé pro samostatnou činnost“, kterou musí studenti získat před zahájením výuky. Informace k této kvalifikaci jsou uvedeny ve Směrnici děkana Seznámení studentů s bezpečnostními předpisy.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování zahrnují přednášky a laboratorní cvičení. Předmět využívá e-learning (Moodle). Student odevzdává jeden samostatný projekt.

Způsob a kritéria hodnocení

Až 30 bodů za cvičení (body student získává za samostatné úkoly, test a samostatný projekt). Podmínkou zápočtu je docházka, obhájení projektu a získání alespoň 15 bodů.
Až 70 bodů za písemnou zkoušku. Pro absolvování předmětu je nutné získat celkově alespoň 50 bodů (součet bodů ze cvičení a zkoušky).

Osnovy výuky

1. Úvod do předmětu, vybraná témata z fungování počítačových sítí založených na TCP/IP.
2. Prohloubení znalosti síťového modelu TCP/IP. Síťová a transportní vrstva s protokoly TCP, UDP, SCTP a QUIC.
3. Úloha síťové vrstvy s IP protokolem.
4. Překlad adres v IP sítích (ARP, DHCP).
5. Překlad adres v IP sítích (NAT, DNS, DNSSEC, DoH, mDNS, LLMNR).
6. Protokoly pro zálohování dostupnosti výchozí brány.
7. Multicastový přenos dat.
8. Protokolová sada IPv6 (vlastnosti, zavádění, datagram, adresace).
9. Protokolová sada IPv6 (působnost ICMPv6, DHCPv6, mobilita).
10. Protokolová sada IPv6 (multicast, směrování, ukázky).
11. Autonomní systémy, protokol BGP, multihoming, peering.
12. Úvod do návrhu komunikačních protokolů.
13. Opakování látky předmětu, vzájemné propojení a návaznosti témat předmětu. 

Učební cíle

Cílem předmětu je poskytnout studentům ucelenou orientaci v oblastech pokročilých komunikačních technik, zejména na úrovní síťové vrstvy a aplikační vrstvy a dále nahlédnout do specifických problematik jako je návrh a specifikace komunikačních protokolů.

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

Laboratorní výuka je povinná, řádné omluvené zmeškané laboratorní cvičení lze po domluvě s vyučujícím nahradit.

Elearning

eLearning: aktuální otevřený kurz

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program MPC-IBE magisterský navazující 1 ročník, letní semestr, povinný
  • Program MPC-TIT magisterský navazující 1 ročník, letní semestr, povinný

  • Program MPC-AUD magisterský navazující

    specializace AUDM-TECH , 1 ročník, letní semestr, povinně volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Jan Jeřábek, Ph.D.

Osnova

1. Úvod do předmětu, vybraná témata z fungování počítačových sítí založených na TCP/IP.
2. Prohloubení znalosti síťového modelu TCP/IP. Síťová a transportní vrstva s protokoly TCP, UDP, SCTP a QUIC.
3. Úloha síťové vrstvy s IP protokolem.
4. Překlad adres v IP sítích (ARP, DHCP).
5. Překlad adres v IP sítích (NAT, DNS, DNSSEC, DoH, mDNS, LLMNR).
6. Protokoly pro zálohování dostupnosti výchozí brány.
7. Multicastový přenos dat.
8. Protokolová sada IPv6 (vlastnosti, zavádění, datagram, adresace).
9. Protokolová sada IPv6 (působnost ICMPv6, DHCPv6, mobilita).
10. Protokolová sada IPv6 (multicast, směrování, ukázky).
11. Autonomní systémy, protokol BGP, multihoming, peering.
12. Úvod do návrhu komunikačních protokolů.
13. Opakování látky předmětu, vzájemné propojení a návaznosti témat předmětu. 

Laboratorní cvičení

39 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Martin Rusz
Ing. Jan Dvořák, Ph.D.

Osnova

1. Úvod do cvičení, Wireshark: úvod do programu Wireshark, ICMP protokol a další základní nástroje
2. Wireshark: protokol DNS
3. Wireshark: protokol DNSsec
4. Wireshark: HTTP a QUIC
5. Seznámení s programem NS3, Eclipse, Simulace topologie point-to-point a bus v NS3
6. Srovnání fragmentace paketů u IPv4 a IPv6 protokolů v NS3
7. Protokol ICMPv6 v NS3
8. Srovnání unicastového a multicastového přenosu v NS3
9. BGP protokol v NS3
10. Test, představení zadání samostatného projektu
11. Vypracování samostatného projektu
12. Dokončení samostatného projektu
13. Obhajoba samostatného projektu

Elearning

eLearning: aktuální otevřený kurz