Detail předmětu

Modern Communication Techniques

FEKT-MPA-PKTAk. rok: 2024/2025

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. Úvod do problematiky návrhu komunikačních protokolů. 

Jazyk výuky

angličtina

Počet kreditů

5

Garant předmětu

doc. Ing. Jan Jeřábek, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav telekomunikací (UTKO)

Vstupní znalosti

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.

 

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

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

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.

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. 

Studijní opory

Materiály ke studiu jsou k dispozici v e-learningu předmětu. 

Základní literatura

Kurose, J., Ross, K.: Computer Networking: A Top-Down Approach (8th Edition), Pearson USA, ISBN 978-9356061316, 2022. (EN)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program MPA-CAN magisterský navazující 1 ročník, letní semestr, povinný
  • Program MPAD-CAN magisterský navazující 1 ročník, letní semestr, povinný

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).
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).
10. Protokolová sada IPv6 (multicast, směrování, ukázky).
11. Autonomní systémy, protokol BGP, peering.
12. Úvod do návrhu komunikačních protokolů.
13. Opakování látky předmětu, vzájemné propojení a návaznosti témat předmětu. 

 

Laboratorní cvičení

39 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Jan Jeřábek, Ph.D.

Osnova

1. Úvod do cvičení, základní síťové nástroje ve Windows.
2. Wireshark: úvod do programu Wireshark, ICMP protokol a další základní nástroje.
3. Wireshark: protokol DNS.
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. Představení zadání projektu, práce na vypracování.
10. Test, vypracování samostatného projektu
11. Vypracování samostatného projektu
12. Dokončení samostatného projektu
13. Obhajoba samostatného projektu