BME VIK - Hálózatok tervezése és üzemeltetése

3. A tantárgyfelelős személy és tanszék Dr. Farkas Károly,

A tantárgy tanszéki weboldala www.hit.bme.hu

4. A tantárgy előadója Dr. Farkas Károly (docens, HIT)
Dr. Zsóka Zoltán (docens, HIT)
Dr. Cinkler Tibor (egyetemi tanár, TMIT)
Dr. Maliosz Markosz (docens, TMIT)

5. A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít Algoritmuselmélet, Adatbázisok, Infokommunikációs hálózatok

7. A tantárgy célkitűzése A tárgy alapvető célja, hogy betekintést nyújtson a hallgatóknak az infokommunikációs hálózatok
tervezésének és üzemeltetésének módszertanába. A tárgy különös hangsúlyt fektet a kapcsolódó
gyakorlati ismeretekre az elemi tervezési és üzemeltetetési/konfigurálási módszerek
gyakoroltatásán és kész megoldások analízisén keresztül.
A tárgy keretében áttekintésre kerülnek az IP alapú hálózatok felépítésének és működésének
elméleti alapjai az adatkapcsolt kommunikációtól kezdve az útvonalválasztáson át a hálózati
szolgáltatásokig. Részletesen tárgyalásra kerül a szabványos megközelítésekre alapozott feladat-
orientált hálózatmodellezés, valamint a hatékony tervezési és analízis módszerek kiválasztása és
alkalmazása. A hálózat-nyilvántartás, konfigurálás és üzemeltetés témaköre az automatikus
orkesztrációt támogató modern, DevOps szemléletű módszerek tárgyalásán keresztül kerül
feldolgozásra.

8. A tantárgy részletes tematikája

1. Hálózatok felépítése, működése 1.
Hálózati alapfogalmak áttekintése.
Hálózati szintek, architektúrák: hozzáférés – metro – gerinc, centralizált – elosztott.
IP alapú hálózatok felépítése: AS, transit – peering.
Adatsík, menedzsment sík, vezérlő sík.
2. Hálózatok felépítése, működése 2.
Címzés: IPv4, IPv6.
Útvonalválasztás, útvonalválasztó protokollok: OSPF, BGP.
Hálózati szolgáltatások: ARP, DHCP, ICMP, NAT.
Korszerű hálózati technikák: virtualizáció, automatizáció, SDN, NFV, 5G+.
3. Hálózatok tervezési szempontjai
Tervezési alapok áttekintése.
Tervezési követelmények, alkalmazások követelményei: CDN, Cache, 5G szempontok, Cloud-
Native, Edge-Cloud, Data Center.
SRLG, fokszám korlát, távolsági korlátok, fizikai jelromlás alapú útvonalválasztás.
4. Hálózati forgalom és szolgáltatásminőség
Hálózati forgalom kezelése: forgalommátrix, tranzit forgalmak, háttér forgalmak.
Szolgáltatásminőség szempontjai, mérése: QoS/QoE (sávszélesség, throughput, késleltetés,
késleltetésingadozás).
Hálózat szeletelés (network slicing) és megvalósításának módjai.
5. Hálózatok megbízhatósága
Rendelkezésre állás (availability).
Hálózatok védelme, hibavédelem és helyreállítás (dual/multi-homing, dual/multi-connectivity).
Hálózatok szinkronizálása.
6. Hálózat modellezés
Gráf, útvonal, fa, hálózat, hálózati folyamok.
7. Hálózati algoritmusok
ILP (Integer Linear Programming - egészértékű lineáris programozás),
SiAn (Simulated Annealing - szimulált lehűtés),
SiAl (Simulated Allocation - szimulált allokáció),
GA (Genetic Algorithm - genetikus algoritmus).
8. Zöld hálózatok
Hálózatok energiafogyasztása.
Energiafogyasztás optimalizálása: megújuló energia használata, "energia-aratás", konszolidáció,
szelektív kikapcsolás.
9. Hálózatmenedzsment és üzemeltetés alapok
Hálózatmenedzsment és üzemeltetés alapismeretek.
Hálózati infrastruktúrák életciklus menedzsmentje.
Hagyományos menedzsment megközelítések áttekintése: FCAPS, TMN/TOM/eTOM, ITIL.
10. Hálózat monitorozás 1.
Hálózat monitorozás alapismeretek.
Népszerű monitorozó eszközök áttekintése: ping, traceroute, SNMP, syslog.
Hibaelhárítás, hibakövetés.
11. Hálózat monitorozás 2.
NetFlow alapok.
SPAN alapok, lokális/távoli SPAN, ERSPAN.
12. Hálózat programozás
Hálózat programozás alapismeretek, CLI, API.
API használat, REST API, Postman.
Adat formátumok: XML, JSON.
Adatmodellek és protokollok: YANG, NETCONF, RESTCONF.
13. Orkesztrációs eszközök
Orkesztrációs alapismeretek.
Ügynök alapú eszközök áttekintése: Puppet, Chef, SaltStack.
Ügynök nélküli eszközök áttekintése: Ansible, Puppet Bolt, SaltStack Salt SSH.

A gyakorlatok/laborok részletes tematikája
1. Egyszerű hálózat összeállítása, konfigurálása
2. Alkalmazások, mint AR/VR, IIoT és egyéb vertikumok
3. PON tervezése és optimalizálása
4. Felhőalkalmazások optimalizálása
5. Országos optikai gerinchálózat optimalizálása
6. Hálózati hibaelhárítás
7. Hálózat programozás REST API használatával

9. A tantárgy oktatásának módja (előadás, gyakorlat, laboratórium) Előadás, kiscsoportos egyéni ill. vezetett gyakorlat.

10. Követelmények Szorgalmi időszakban 3 kiszárthelyiből 2 eredményes megírása.
Vizsgaidőszakban Írásbeli vizsga (elméleti kérdések, egyszerű feladatok).

11. Pótlási lehetőségek A kiszárthelyi eredmények nem javíthatók (TVSZ 16. par. 1. bek.).

12. Konzultációs lehetőségek A kiszárthelyiket megelőzően igény esetén előzetesen egyeztetett időpontban konzultációt
biztosítunk.

13. Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom • A felkészülést az erre a célra elkészített kibővített elektronikus óraanyag és mintapéldák
segítik, valamint az alább megadott irodalmak
• Jeff Doyle, Jennifer DeHaven Carroll: Routing TCP/IP, Volume 1-2, Cisco Press
• CCNP and CCIE Enterprise Core, ENCOR 350-401, Official Cert Guide, Cisco Press

14. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka

Kontakt óra	42
Félévközi készülés órákra	28
Felkészülés zárthelyire	9
Házi feladat elkészítése	0
Kijelölt írásos tananyag elsajátítása	26
Vizsgafelkészülés	45
Összesen	150

15. A tantárgy tematikáját kidolgozta Dr. Cinkler Tibor, egyetemi tanár, TMIT
Dr. Farkas Károly, docens, HIT