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

    Belépés
    címtáras azonosítással
    vissza a tantárgylistához   nyomtatható verzió    

    Hálózat- és forgalommenedzsment

    A tantárgy angol neve: Network and Traffic Management

    Adatlap utolsó módosítása: 2025. szeptember 8.

    Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
    Villamosmérnöki és Informatikai Kar

    BSc

    Specializáció ágazati főtárgy

    Tantárgykód Szemeszter Követelmények Kredit Tantárgyfélév
    VIHIAC11 5 2/2/0/v 5  
    3. A tantárgyfelelős személy és tanszék Dr. Pekár Adrián,
    4. A tantárgy előadója Dr. Pekár Adrián, egyetemi docens, Hálózati Rendszerek és Szolgáltatások Tanszék
    5. A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít Kommunikációs hálózatok
    6. Előtanulmányi rend
    Kötelező:
    Szakirany("AMIN22-INTHÁL/HIT", _) VAGY

    Szakirany("AMIN22-INTHÁL/HVT", _) VAGY

    Szakirany("AMIN22-INTHÁL/TMIT", _) VAGY
    Szakirany("VIABI2022-INFC", _)

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

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

    Ajánlott:

    Rendszermodellezés

    Információs rendszerek üzemeltetése

    7. A tantárgy célkitűzése A tárgy célja, hogy elmélyítse a korábbi félévben megkezdett Kommunikációs hálózatok terén szerzet ismereteket egy átfogó kép nyújtása által a hallgatóknak a korszerű hálózatok és szolgáltatásaik meréséről és menedzsmentjéről, különös hangsúlyt fektetve a gyakorlatiasságra a műszaki megvalósításon, illetve az előállított információk visszacsatolásán és alkalmazásán keresztül. Bemutatásra kerülnek a hálózatok és szolgáltatásaik mérésének és monitorozásának alapelvei, az azokkal kapcsolatos protokollok és szabványok, a teljesítmény metrikai mutatók, illetve a tradicionális és virtualizált infrastruktúrák menedzsmentje. Továbbá olyan korszerű technológiák is bemutatásra kerülnek, mint a vezérlési és adatsík programozhatósága és azok szerepe a hálózatok és szolgáltatásaik optimalizálásában. 

    A Hálózat- és forgalommenedzsment tantárgy egy olyan alaptudás kiépítését eredményezi, amely a további kapcsolódó hálózati és az informatikai tantárgyak elsajátítását segíti, beleértve a rendszer- és hálózat-teljesítmény optimalizálást, az internetbiztonságot és felhő-alapú technológiákat. 

    A tantárgyat sikeresen teljesítő hallgató:

    •    (K3) Képes kommunikálni, érvelni és kreatívan gondolkodni a hálózatok kezeléséről.
    (K3) Átlátja és érti az összes szükséges összetevőt a hálózatok és szolgáltatásaik mérése és menedzselése egyre fontosabb területének teljes megértéséhez – kezdve az architektúra különböző rétegeiben betöltött szerepétől a különféle alkalmazásokig.
    •    (K3) Ismeri a gépi tanuláson alapuló forgalomosztályozás teljes spektrumát, a csomagrögzítéstől, az adatfolyam-feldolgozáson és modell tanítási folyamaton keresztül az adatelemzésig.
    •    (K3) Átlátja és érti az adatok feldolgozásának fő megvalósításait, azok előnyeit és hátrányait, illetve a velük kapcsolatos gyakran felmerülő problémákat, segítve a rendszertervezési és implementálási döntések meghozatalát.
    •    (K2) Átfogó alapismeretei vannak a mérés és menedzsment különféle aspektusairól, beleértve a topológiát, az útvonal és útválasztási irányelveket, a teljesítményt, a hibákat, a forgalmat és az alkalmazásokat.
    •    (K3) Ismeri és használni tudja azokat az eszközöket, amelyek a hálózatok üzemeltetéséhez és menedzseléséhez szükségesek.
    •    (K2) Átlátja és érti a tradicionális és virtualizált infrastruktúrák menedzsmentje közti különbségeket.
    (K2) Érti a különbségeket a vezérlési és az adatsík programozhatósága tekintetében.
    8. A tantárgy részletes tematikája 1.    A hálózatok és forgalmuk mérésének és a kapcsolódó feladatokban használt alapvető fogalmak és kifejezések áttekintése. Hálózatmérési infrastruktúrák ismertetése, TCP/IP stack ismeretek frissítése.
    2.    Az internetes mérés pragmatikájának áttekintése. Hol és hogyan lehet méréseket végezni, hogyan mérjük az időt és miért fontos azt mérni, milyen meglévő adatforrások léteznek és hogyan történik a mérés a különböző szinteken? IP csomagok rögzítésének és elemzésének alapelvei, gyakran használt alkalmazások és eszközök áttekintése. 
    3.    A hálózaton átmenő forgalom felügyeletére használt egységes szabványok ismertetése (SNMP, sFlow, Netflow és IPFIX protokollok). A gyakorlatban használt technikák és módszerek áttekintése.  
    4.    Mély csomagvizsgálat (Deep Packet Inspection) működésének alapelvei, valamint a hálózati forgalom vizsgálatában és kezelésében betöltött szerepének ismertetése. DPI alkalmazásának módjai az alapigazság (ground-truth) fejlesztésében.
    5.    Népszerű és a mindennapokban használt alkalmazások (web, P2P, DNS, játékok) mérési módszereinek ismertetése és alkalmazhatósága. Az ezzel kapcsolatos gyakorlati problémák áttekintése. 
    6.    A csatlakozási, teljesítménybeli, biztonsági és egyéb hálózati problémák feltárás és kijavítás módszereinek ismertetése. Gyakran felmerülő kapcsolódó problémák ismertetése.  
    7.    Számítógépes hálózatokra és infrastruktúrákra irányult kibertámadások anatómiája. Kapcsolódó fogalmak és kifejezések áttekintése. Tipikus egyszerűbb támadások észlelésére és kivédésére irányuló módszerek bemutatása. 
    8.    Bevezetés a programozható adatsíkok területébe, az SDN, NFV es a P4 paradigmák szerepének ismertetése a hálózat és szolgáltatásmenedzsmentben.
    9.    Nehézsúlyú (heavy-hitter) adatfolyam-detektálási módszerek áttekintése, kapcsolódó fogalmak ismertetése, gyakorlati alkalmazásban felmerülő problémák és a technika állasának bemutatása. 
    10.    Felügyelt gépi tanulás alkalmazásának ismertetése a hálózat-osztályozásban és menedzsmentben. Kapcsolódó technikák és módszertanok áttekintése.
    11.    Felügyelt nélküli gépi tanulás alkalmazásának módszereinek ismertetése a támadások detektálására.
    12.    Mesterséges intelligencia szerepének ismertetése a prediktív karbantartásban. Bevezetés a hálózati telemetriába, alapkifejezések és fogalmak ismertetése. Gyakorlati alkalmazások áttekintése. 
    13.    Aktuális témák a hálózati infrastruktúra üzemeltetésében és menedzsmentjében.
    14.    Aktuális témák a hálózati forgalom méréseben, visszacsatolásában és menedzsmentjében.

    A gyakorlatok/laborok részletes tematikája

    1.    Aktív és passzív mérési eszközök gyakorlati alkalmazása.
    2.    IP csomagok gyakorlati kezelése tshark, tcpdump, capinfos, és editcap eszközökkel.
    3.    SNMP, NetFlow és IPFIX konfigurálása, azok gyakorlati alkalmazása.
    4.    Protokoll-osztályozás IP csomagfejléc és payload alapján nDPI könyvtár segítségével.
    5.    Wireshark gyakorlati használata alkalmazás szintű csomagelemzéshez.
    6.    Hálózati hibafeltárás és elhárítás a gyakorlatban.
    7.    Kollaborált, botnet és DoS-támadások analitikája laboratóriumi környezetben.
    8.    SDN, NFV és P4 gyakorlati alkalmazása.
    9.    Heavy-hitter adatfolyamok gépi tanulás-vezérelt detektálása.
    10.    Idősor elemzésének megvalósítása stream processing paradigmával, adatfeldolgozás Elasticsearch keresőmotorral, illetve információ vizualizálás Kibana interfésszel.
    11.    Alkalmazás-osztályozás felügyelt gépi tanulással 1 (keretrendszer áttekintése, különböző publikusan elérhető, osztályozásra alkalmas adathalmazok feltáró elemzése grafikus felhasználói felülettel, saját adathalmaz készítése, az adathalmazok előkészítése és címkézése). 
    12.    Alkalmazás-osztályozás felügyelt gépi tanulással 2 (lineáris regresszió, döntési fa és KNN egyszerűsített alkalmazása).
    13.    Anomália-detektálás felügyelet nélküli gépi tanulással 1 (különböző publikusan elérhető, anomália-detektálásra alkalmas adathalmazok feltáró elemzése, saját adathalmaz készítése, az adathalmazok előkészítése).
    14.    Anomália-detektálás felügyelet nélküli gépi tanulással 2 (klaszteranalízis és K-Means klaszterezés egyszerűsített alkalmazása).
    9. A tantárgy oktatásának módja (előadás, gyakorlat, laboratórium) A tematika 14 előadás és 12 labor tananyagát tartalmazza.
    •    Az előadások során az elméleti részek bemutatása és a gyakorlatokhoz szükséges anyagok magas szintű áttekintése történik. Az témákat csak olyan szinten fejtük ki, mely biztosítja, hogy a hallgatók a hálózat és szolgáltatásirányítás elemeinek és mechanizmusainak fő célját megértsék, hangsúlyt fektetve a gyakorlatiasságra a műszaki megvalósításon, illetve az előállított információk visszacsatolásán és alkalmazásán keresztül.
    •    A laborok nagyobb hányada (7 alkalom) vezetett labor, ezek során a hallgatók a labort megalapozó előadásokon meghallgatott ismeretekből felkészülve oktatói segítséggel ismerkednek meg hálózat és szolgáltatásmenedzsment alapeszközeivel. Az így megszerzett ismeretekre és készségekre alapozva a laborok kisebbik hányadán (5 alkalommal) önállóan oldanak meg egyszerűbb és összetettebb feladatokat.
    •    A félév időbeosztásától függően megtartott további 2 vezetett labor célja részismétlés és részintegrálás. Ennek ütemezése attól függ, hogy a hétközi munkaszünet vagy oktatási szünet miatt elmaradó előadás és/vagy egyes tanulókörök laborja ellenére fenntartható legyen, hogy az oktatott témakörökben az előadás mindig megelőzi az előadás anyagára épülő labort.
    •    Vezetett laboratóriumi foglalkozások intenzíven építenek a tematikusan kapcsolódó előadásokon elhangzottakra, ezért a laboratóriumi foglalkozásokra a hallgatóknak ezen előadások anyagából fel kell készülniük. A foglalkozások beugróval kezdődnek.
    •    Az önálló feladatmegoldó laboratóriumi gyakorlatokra az előre meghatározott feladatok alapján a hallgatóknak az adott tematikus blokk előadásainak és vezetett laboratóriumainak anyagából kell felkészülniük. Az önálló feladatmegoldáshoz kapcsolódó ismereteket és a feladatmegoldás eredményét részteljesítmény értékelés (kisZH) keretében ellenőrizzük.
    10. Követelmények A szorgalmi időszak sikeres teljesítésének feltételei:
    •    A gyakorlatokon 5 kisZH megírására kerül sor, egyenként maximum 10 pontos értékeléssel, összesen legfeljebb 50 pontért.
    •    A sikeres szorgalmi időszakhoz legalább 3 kisZH-t sikeresen kell teljesíteni.
    •    Egy kisZH akkor sikeres, ha az azon megszerezhető pontok legalább 40%-át (4 pont) eléri a hallgató.
    •    A laboratóriumi gyakorlatok legalább 70%-án kötelező a részvétel
    •    A gyakorlatok száma a szorgalmi időszakban előforduló ünnepnapok és oktatási szünetek miatt változhat:
    o    14 gyakorlat esetén legalább 11 alkalmon,
    o    13 gyakorlat esetén legalább 10 alkalmon,
    o    12 gyakorlat esetén legalább 9 alkalmon.

    •    Az írásbeli vizsga kötelező.
    •    Az írásbeli vizsgán maximálisan 50 pont szerezhető (elméleti és gyakorlati feladatok).
    •    A sikeres írásbeli vizsga feltétele, hogy a hallgató elérje az írásbeli vizsga pontszámának legalább 40%-át (minimum 20 pont).
    •    A végleges érdemjegy a félévközi munka (max. 50 pont) és az írásbeli vizsga (max. 50 pont) összegéből tevődik össze, tehát összesen maximálisan 100 pont érhető el.
    •    Vizsga sikertelen, ha:
    o    az írásbeli vizsga pontszáma kevesebb mint 20 pont, vagy
    o    az írásbeli vizsga legalább 20 pontos, de a vizsga és a félévközi munka pontjainak összege nem éri el a 40 pontot.
    •    A pontszámok alapján az érdemjegyek:
    o    0–39 pont: elégtelen (1) – sikertelen vizsga
    o    40–54 pont: elégséges (2)
    o    55–69 pont: közepes (3)
    o    70–84 pont: jó (4)
    o    85–100 pont: jeles (5)
    11. Pótlási lehetőségek A gyakorlati foglalkozásokon minimálisan megkövetelt részvétel pótlással nem teljesíthető.

    A kisZH-k nem pótolhatók és nem javíthatók.
    12. Konzultációs lehetőségek A tárgy előadóival és gyakorlatvezetőivel egyeztetett módon.
    13. Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom Előadások anyaga és segédlet a gyakorlatokhoz: VIK Moodle

    Ajánlott szakirodalom:
    •    Crovella, Mark, and Balachander Krishnamurthy. Internet measurement: infrastructure, traffic and applications. John Wiley & Sons, Inc., 2006.
    •    R. Hofstede et al., "Flow Monitoring Explained: From Packet Capture to Data Analysis With NetFlow and IPFIX," in IEEE Communications Surveys & Tutorials, vol. 16, no. 4, pp. 2037-2064, Fourthquarter 2014, doi: 10.1109/COMST.2014.2321898.
    14. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka
    Kontakt óra56
    Félévközi készülés előadásokra14
    Félévközi készülés gyakorlatokra
    		30
    Felkészülés zárthelyire-
    Házi feladat elkészítése-
    Kijelölt írásos tananyag elsajátítása-
    Vizsgafelkészülés50
    Összesen150
    15. A tantárgy tematikáját kidolgozta Dr. Pekár Adrián, egyetemi docens, Hálózati Rendszerek és Szolgáltatások Tanszék
    IMSc tematika és módszer IMSc hallgatóknak a tárgy tematikájához szorosan kötődő, időszerű kutatási feladatok kerülnek kiadásra, melyek sikeres teljesítése esetén IMSc pontok kaphatók. A cél az érdeklődő (elsősorban, de nem kizárólag IMSc-s) hallgatók motivációja a képzésük folytatására az MSc-n túl a PhD képzés keretei között.

    A vizsgákon emelt szintű többletfeladatok nem teljesíthetők IMSc pontokért.
    IMSc pontozás Legfeljebb 25 IMSc pont szerezhető hallgatónként – sikeresen megoldott opcionális feladatok: max. 25 IMSc pont. Az IMSc pontokat az IMSc programban részt nem vevő hallgatók is megszerezhetik a fentiek szerint.