Hálózatok megbízhatósági és teljesítményvizsgálata

A tantárgy angol neve: Reliability and Performance Analysis of Networks

Adatlap utolsó módosítása: 2012. május 30.

Tantárgy lejárati dátuma: 2013. június 30.

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
Villamosmérnöki és Informatikai Kar

Mérnök informatikus szak

Villamosmérnöki szak
Szabadon választható tantárgy
Tantárgykód Szemeszter Követelmények Kredit Tantárgyfélév
VIHIAV01   4/0/0/v 4  
3. A tantárgyfelelős személy és tanszék Dr. Horváth Gábor,
4. A tantárgy előadója dr. Horváth Gábor, dr. Zsóka Zoltán
5. A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít Valószínűségszámítás, Tömegkiszolgálás, Számítógép hálózatok, Távközlő hálózatok
7. A tantárgy célkitűzése

A tárgy célja, hogy megismertesse a hallgatókkal az infokommunikációs hálózatok QoS és megbízhatósági vizsgálatának céljait, módszereit, modelljeit és ezek kapcsolódási pontjait.. Jelentős hangsúlyt kapnak a valós hálózatok méretei miatt felmerülő elemzési, számítási problémák és ezek lehetséges megoldásai. A szükséges elméleti háttér elsajátítása mellett a módszerek gyakorlati alkalmazására is sor kerül példákon és számítógépes vizsgálatokkal támogatott esettanulmányokon keresztül.

 

A hallgatók a tárgy meghallgatásával az infokmumunikációs hálózatok két alapvető elemzési irányába nyernek betekintést. Megismerik a forgalom átvitelének minőségét egy-egy csomópontban kiszámító modellek felépítését, kiegészítéseit a prioritások kezelése és a hálózati kiterjesztés irányába.

Másrészről birtokba veszik a megbízhatósági elemzés alapeszköztárát és ennek alkalmazási lehetőségeit kommunikációs hálózatok elemzésében.
8. A tantárgy részletes tematikája

Bevezetés, hálózati architektúrák, modellek, QoS és megbízhatósági követelmények, védelmi megoldások.

 

A tárgy tematikájához kapcsolódó valószínűségszámítási, sztochasztikai és sorbanálláselméleti ismeretek átismétlése gyakorlati aspektusból, infokommunikációs hálózatok világából merített példákkal.

 

Vonalkapcsolt hálózatok teljesítményvizsgálata és méretezése: Erlang, Engset formulák származtatása, alkalmazhatósági tartománya, hatékony kiszámítási módja.

 

Csomagkapcsolt hálózatok teljesítményvizsgálata: Hálózatok modellezése pufferhálzatokkal, kimeneti/bemeneti puffer modellek. Egyszerű, egyosztályos, QoS támogatás nélküli hálózati eszközök modellezése: várakozási idők, csomagvesztés, átvitel számítása, egyszerű kapacitásméretezés.

 

Többosztályos, QoS támogatással rendelkező hálózati eszközök modellezése, megszakításos és megszakítás nélküli prioritásos, valamint WFQ kiszolgálási elvek modellezési lehetőségei.

 

A forgalom börsztösségének és összefüggőségének hatása a teljesítményjellemzőkre.

 

Hálózatok teljesítményelemzése sorbanállási hálózatokkal. Az egyosztályos eset vizsgálata, közelítések többosztályos és börsztös forgalom figyelembevételével.

 

A processor sharing modell alkalmazása infokommunikációs hálózatok teljesítményvizsgálatában: Hosszú idejű, TCP letöltések sebességének meghatározása ha ugyanaz a link a szűk keresztmetszet. WEB szerverek válaszidejének meghatározása.

 

Megbízhatósági alapfogalmak formális bevezetése. Komponensek megbízhatóságának jellemzői: hibamentes működés valószínűsége, meghibásodási intenzitás, időparaméterek. Kapcsolat a jellemzők között.

 

Redundanciamentes rendszerek megbízhatósága. Nem javított redundáns alapstruktúrák és modellezésük. Aktív és passzív tartalékolás.

 

Javított rendszerek modellezése. Független részekből álló rendszerek megbízhatósági modellezése. Hálózat-megbízhatósági modellek: út- és vágat-meghatározás, teljes valószínűség tétel, eseménytér módszer, kapcsolatmátrix.

 

Markovi modellek alkalmazása a megbízhatósági modellezésben. Független részekből álló rendszerek és markovi modellezés.

 

Hálózatok megbízhatóságának, teljesítőképességének modellezése. Li-Silvester megközelítés. Statisztikai mintavételezés,rétegezett mintavételezés.

 

Teljesítményindex számítása a bevezetett modellek segítségével. Hálózatok rétegezett modelljére alapozott teljesítőképességi analízis. Esettanulmányok.
9. A tantárgy oktatásának módja (előadás, gyakorlat, laboratórium) Heti négy óra előadás
10. Követelmények

A félév során 1 félévközi zárthelyi dolgozat kerül megírásra.

A tárgy vizsgával zárul. Az aláírás megszerzésének feltétele a félévközi zárthelyi dolgozat eredményes (legalább elégséges) teljesítése.

11. Pótlási lehetőségek

A félévközi zárthelyire pótlási lehetőséget biztosítunk az utolsó héten.

Pót-pót zárthelyi a pótlási héten írható.

12. Konzultációs lehetőségek A félévközi zárthelyi és a vizsgák előtt a hallgatókkal egyeztetett időpontokban.
13. Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom

Gallager: Data Networks, Prentice Hall, 1992

Bolch, Greiner, de Meer, Trivedi: Queueing Networks and Markov Chains, Wiley-Interscience, 1998

R. Billinton, R.N. Allan: Reliability Evaluation of Engeneering Systems, Plenum Press, 1992.

Farkas György: Készülékek megbízhatósága, Universitas Győr 2005.
14. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka
Kontakt óra42
Félévközi készülés órákra14
Felkészülés zárthelyire21
Házi feladat elkészítése0
Kijelölt írásos tananyag elsajátítása10
Vizsgafelkészülés33
Összesen120
15. A tantárgy tematikáját kidolgozta

dr. Horváth Gábor, adjunktus

dr. Zsóka Zoltán, adjunktus