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

    Belépés
    címtáras azonosítással
    vissza a tantárgylistához   nyomtatható verzió    

    Hálózatok alapjai és üzemeltetése

    A tantárgy angol neve: Computer Networks: Fundamentals and Engineering

    Adatlap utolsó módosítása: 2022. január 31.

    Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
    Villamosmérnöki és Informatikai Kar

    Üzemmérnök-informatikus szak, BProf képzés

    Közös tárgy

    Tantárgykód Szemeszter Követelmények Kredit Tantárgyfélév
    VIHIBA01 2 3/0/2/v 6  
    3. A tantárgyfelelős személy és tanszék Dr. Mészáros András Gergely,
    4. A tantárgy előadója Dr. Mészáros András Gergely adjunktus, Hálózati Rendszerek és Szolgáltatások Tanszék
    5. A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít Digitális technikai alapismeretek
    Készség szintű programozási alapkompetenciák
    6. Előtanulmányi rend
    Kötelező:
    Training.Code=("5N-A9") ÉS
    (TárgyEredmény("BMEVIEEBA01", "FELVETEL", _) > 0
    VAGY TárgyEredmény( "BMEVIEEBA01" , "aláírás" , _ ) = -1 )
    ÉS TárgyEredmény( "BMEVIIIBA01" , "aláírás" , _ ) = -1
    ÉS NEM
    (TárgyEredmény("BMEVIHIAV39", "jegy", _) >= 2
    VAGY
    TárgyEredmény("BMEVIHIAV39", "felvétel", AktualisFelev()) > 0 )

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

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

    7. A tantárgy célkitűzése A tárgy a számítógép hálózatok felépítésének bemutatása mellett, az elemek és protokollok működését ismerteti. Ezáltal megadja minden hallgató számára a hálózatos és üzemeltetési alapokat, és megalapozza a részletesebb, mélyebb hálózati ismereteket oktató specializáció tárgyakat.
    Cél, hogy a hallgatók a működést és a beállítások hatásait a gyakorlatban is lássák, illetve a kurzus végére egyszerűbb beállítási, hibakeresési feladatokat önállóan is el tudjanak végezni. A megismert eszközökre támaszkodva kisebb hálózatok egyes alapszintű üzemeltetői feladatainak ellátására is képesek lesznek.
    A tárgy keretében oktatott ismeretek megcélzott tudásszintjei a következők:
    • Ismeret szint (a témakör fogalmainak felidézése, felsorolása, felületes bemutatása - K1): számítógép-hálózatok alapfogalmai, a hálózatot felépítő elemek, hálózatok legfontosabb protokolljai
    • Megértés szint (magyarázatok, összefüggések ismerete, esetek felismerése, besorolása - K2): hálózatok működése, hálózati rétegek alapfunkcióinak célja
    • Alkalmazás szint (problémamegoldás ismeretek alkalmazásával, példák, feladatok önálló megoldása - K3)t: hálózati eszközök használata egyszerű feladatokban, alapvető konfigurációs, üzemeltetési feladatok kisebb hálózatokban, egyszerű hibafelismerési és hibakeresési feladatok

    8. A tantárgy részletes tematikája

    A tantárgy tematikája kéthetes blokkokban megadva, hogy a tematikusan összetartozó 3x2 óra előadás és 2x2 óra labor összefüggései világosan meghatározottak legyenek.

    Hét

    Előadás

    Labor

    1-2

    Hálózati alapfogalmak, csomagkapcsolt/vonalkapcsolt átvitel, QoS, megbízhatóság. A rétegezés célja, rétegmodellek, protokollok.

    Vezetett laboratóriumi gyakorlat.

    Hálózati beállítások megtekintése (ipconfig, network settings). Hálózati forgalom monitorozása (ping, tracert). Windows Workgroup beállítása, Remote Desktop alkalmazása.

    Az Internet felépítése, LAN, MAN, WAN, kliens-szerver architektúra, P2P architektúra. Hálózatok építőelemei, SOHO építőelemek.

    Vezetett laboratóriumi gyakorlat.

    Távoli terminál (SSH, telnet) használata. Fájlmegosztás Linux és Windows rendszereken (SMB). Levelezőprogram beállításai (IMAP/POP3). Webszerver indítása és elérése. SMTP és HTTP forgalom monitorzása (wireshark). DNS lekérdezések.

    Alkalmazási réteg. HTTP, SMTP-POP, DNS, SMB alapjai.

    3-4

    A transzport réteg. Feladatok. Protokollok. Portok értelmezése.

    Önálló feladatmegoldó laboratóriumi gyakorlat.

    Alkalmazásrétegbeli eszközök és protokollok használata és vizsgálata. (kisZH1)

    UDP, TCP, QUIC protokollok jellemzői. TCP mechanizmusok: flow control, congestion control.

    Vezetett laboratóriumi gyakorlat.

    TCP és UDP forgalom vizsgálata. TCP és UDP socket programozása és használata.

    UDP socket, TCP socket. Megvalósításuk és használatuk alkalmazásokban.

    5-6

    Hálózati réteg. Feladatok, IPv4 és IPv6 protokollok. Címek és maszkok. Címek fajtái, osztályozásuk.

    Önálló feladatmegoldó laboratóriumi gyakorlat.

    Transzportrétegbeli eszközök és protokollok használata és vizsgálata. (kisZH2)

    Alhálózatok tervezése, címek kiosztása. Jellemző címzési hibák és felismerésük.

    Vezetett laboratóriumi gyakorlat.

    IP címzés a gyakorlatban. Címek beállítása hosztokon (Windows, Linux) és hálózati berendezéseken (szimulált környezetben). DHCP alkalmazása.

    A NAT funkció. Címzés DHCP segítségével. ICMP alapú eszközök.

     

    Hét

    Előadás

    Labor

    7-8

    Az útválasztási funkció. Alapértelmezett átjáró. Statikus útválasztás. Hálózati rétegbeli eszközök működése.

    Vezetett laboratóriumi gyakorlat.

    A routing tábla vizsgálata. Statikus routing. OSPF alkalmazása (szimulált környezetben). Hibakeresés.

    Dinamikus útválasztási protokollok alapjai (OSPF, BGP). Tipikus problémák és felismerésük.

    Önálló feladatmegoldó laboratóriumi gyakorlat.

    Hálózati eszközök és protokollok használata és vizsgálata. (kisZH3)

    Adatkapcsolati réteg. Kapcsolási funkció. Berendezések működésének alapjai. Az Ethernet protokoll. ARP funkció. LAN-ok, VLAN-ok.

    9-10

    Alapvétő közeg-hozzáférési megoldások. A fizikai réteg elemei. Vezetékes és vezeték nélküli hálózati elemek, erőforrások.

    Vezetett laboratóriumi gyakorlat.

    Az adatkapcsolati réteg forgalmának megfigyelése. VLAN-ok alkalmazása (szimulált környezetben). WLAN beállítások.

    Összetett hálózati esettanulmány. Csatlakoztatás nyilvános hálózatokhoz.

    Önálló feladatmegoldó laboratóriumi gyakorlat.

    Adatkapcsolati eszközök és protokollok használata és vizsgálata. (kisZH4)

    WAN hálózatok. Tipikus vezetékes és vezeték nélküli szolgáltatások használata.

    11-12

    Virtualizált hálózati funkciók és szolgáltatásláncok. 5G architektúra. Szoftveralapú, programozható hálózatok.

    Vezetett laboratóriumi gyakorlat.

    SOHO router beállításai, kapcsolódás az Internethez. Hálózat programozása virtualizált berendezések használata esetén.

    Adatközpontokban alkalmazott hálózati megoldások. Felhőszolgáltatások.

    Önálló feladatmegoldó laboratóriumi gyakorlat.

    Hálózatok programozása (kisZH5)

    Hibafelismerés, hibabehatárolás- stratégiák. A hibadetekció lépései, szabadon elérhető alapeszközök.

    13-14

    A hálózatmenedzsment és felhasználó-menedzsment eszközei. Menedzsment-támogató protokollok és eszközök. SNMP, YANG, NetConf. Hálózati házirend kialakítása.

    Vezetett laboratóriumi gyakorlat.

    Lehetőség ismétlésre, elmaradt feladatok bepótlására, és esetleges előadás-elmaradás korrigálására.

    Esettanulmányok: Hibafelderítés és elhárítás, menedzsment rendszerek használata, Házirend összeállítása.

    Vezetett laboratóriumi gyakorlat.

    Lehetőség ismétlésre, elmaradt feladatok bepótlására, és esetleges előadás-elmaradás korrigálására.

    Tartalék/összefoglaló, konzultációs előadás

     

    9. A tantárgy oktatásának módja (előadás, gyakorlat, laboratórium) A tematika 14 előadás és 12 labor tananyagát tartalmazza.
    Az előadásokon az aktuális témát csak olyan szinten fejtük ki, mely biztosítja, hogy a hallgatók a hálózati elemek és mechanizmusok fő célját megértsék, a működés részletei közül csak a legfontosabbakat tárgyaljuk. Az üzemeltetési feladatokkal kapcsolatban hasonló célok mentén haladunk, az alapelveket és a legszükségesebb lépéseket ismertetjük meg. A laborgyakorlatokon ennek megfelelően, kisebb hálózatok mechanizmusainak működését figyelik meg a hallgatók, és kipróbálnak egyes ott alkalmazható alapvető beállításokat.

    A laborok nagyobb hányada (7 alkalom) vezetett labor, ezek során a hallgatók a labort megalapozó előadásokon meghallgatott ismeretekből felkészülve oktatói segítséggel ismerkednek meg hálózatüzemeltetési alapeszközökkel, és oldanak meg egyszerűbb és összetettebb hálózatos feladatokat.
    Az így megszerzett ismeretekre és készségekre alapozottan a laborok kisebbik hányadán (5 alkalommal) önállóan oldanak meg egyszerűbb és összetettebb hálózatos 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.

    Az ismeretbővítő, ismeretet gyakorlatban alkalmazó, készségfejlesztő, gyakorló 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 és kiugróval végződnek, melyekért jutalompont kapható.

    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 időszakban:
    A félév végi aláírás feltételei:
    A laboratóriumi gyakorlatok (vezetett és önálló feladatmegoldó összesen) minimum 70%-án kötelező a részvétel.
    A 14 laboratóriumi gyakorlat esetén legalább 10-en, ha a szorgalmi időszakban hétközi munkaszüneti nap, vagy oktatási szünet miatt laboratóriumi gyakorlat elmarad, akkor 13 laboratóriumi gyakorlat esetén legalább 10-en, 12 laboratóriumi gyakorlat esetén 9-en kötelező részt venni.

    Az 5 önálló feladatmegoldó laborból minimum 3 sikeresen teljesítendő.
    Az önálló feladatmegoldó laborokon írt 5 kisZH-ból (részteljesítmény értékelés) legalább 3 sikeresen teljesítendő.
    A sikeres teljesítés kritériuma minden esetben a legalább 40%-os szint elérése.
    A vizsgaidőszakban: kötelező írásbeli és azt követően opcionális szóbeli vizsga.

    Az osztályzat megállapításának módja:
    A félévközi munka alapján, valamint az írásbeli ás szóbeli vizsgákból összesen 100 pont szerezhető.
    Pontozás:
    • félévközi munka alapján max. 30 pont: három legsikeresebb kisZH egyenként max. 10 pont (ezen felül a beugrókból-kiugrókból összesen max. 7 jutalompont kapható)
    • írásbeli vizsgán max. 30 pont (teszt max. 10 pont, gyakorlati feladat max. 20 pont)
    • szóbeli vizsgán max. 40 pont
    A sikeres vizsgához a félévközi munka, irásbeli és szóbeli vizsga összpontszámának (a félévközi bónuszok nélkül) a 40-et el kell érnie. (Szóbeli vizsgát nem kötelező tenni, a hallgató az írásbeli vizsgán szerzet és a félévközi munka alapján kapott pontszámok összege alapján meghatározott osztályzatot elfogadhatja.)
    A z osztályzat meghatározása:
    • 85- jeles (5)
    • 70-84 jó (4)
    • 55-69 közepes (3)
    • 40-54 elégséges (2)
    • 40 pont alatt elégtelen (1)


    11. Pótlási lehetőségek A laboratóriumi foglalkozásokon minimálisan megkövetelt részvétel pótlással nem teljesíthető.
    Az önálló feladatmegoldó laborok nem pótolhatók.
    A kisZH-k nem pótolhatók és nem javíthatók.

    12. Konzultációs lehetőségek Igény szerint szervezett konzultációs időpontok a vizsgákhoz kapcsolódóan.
    13. Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom Tankönyv:
    James F. Kurose - Keith W. Ross: Számítógép-hálózatok működése, Panem, 2008 (ISBN 978-963-5454-98-3)

    Elektronikus jegyzetek:
    Előadások óraanyagai
    A vezetett és az önálló feladatmegoldó laboratóriumi gyakorlatok óraanyagai (összefoglalók, feladatok, megoldások)

    További felhasználható irodalmak:
    Dr. Lencse Gábor: Számítógép hálózatok, Universitas, Győr, 2008 (ISBN 978-903-9819-15-3)
    Andrew S. Tannenbaum: Számítógéphálózatok, Panem, 2004 (ISBN 978-963-5453-84-1)

    14. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka
    Kontakt óra70
    Készülés előadásokra
    		12
    Készülés gyakorlatra
    		 -
    Készülés laborra
    		24
    Felkészülés zárthelyire24
    Házi feladat elkészítése -
    Kijelölt írásos tananyag elsajátítása -
    Vizsgafelkészülés50
    Összesen180
    15. A tantárgy tematikáját kidolgozta Dr. Zsóka Zoltán docens, Hálózati Rendszerek és Szolgáltatások Tanszék