Module also offered within study programmes:
General information:
Name:
Computer networks
Course of study:
2019/2020
Code:
IETP-1-505-n
Faculty of:
Computer Science, Electronics and Telecommunications
Study level:
First-cycle studies
Specialty:
-
Field of study:
Electronics and Telecommunications
Semester:
5
Profile of education:
Academic (A)
Lecture language:
Polish
Form and type of study:
Part-time studies
Course homepage:
 
Responsible teacher:
dr inż. Kościelnik Dariusz (koscieln@agh.edu.pl)
Module summary

Przedstawia topologie i protokoły transmisyjne najważniejszych rodzajów lokalnych i miejskich sieci komputerowych.

Description of learning outcomes for module
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Connections with FLO Method of learning outcomes verification (form of completion)
Social competence: is able to
M_K001 Student potrafi współpracować w grupie, rozumie potrzebę doskonalenia swoich umiejętności ETP1A_K04, ETP1A_K01 Case study
Skills: he can
M_U001 Potrafi zaplanować i skonfigurować lokalną sieć komputerową, zestawić tworzące ją urządzenia sieciowe oraz dobrać i wprowadzić odpowiednią adresację. ETP1A_U14 Examination,
Test,
Case study
M_U002 Potrafi konfigurować urządzenia sieciowe pracujące w warstwach od pierwszej do czwartej. Potrafi przeprowadzić diagnostykę poprawnego działania tych urządzeń, rozpoznać przyczyny ewentualnych błędów i je usunąć. ETP1A_U14 Test,
Case study
M_U003 Potrafi zabezpieczyć sieć przed wybranymi zagrożeniami. ETP1A_U14 Examination,
Test,
Case study
M_U004 Potrafi przewidywać wpływ zmiany konfiguracji urządzeń sieciowych i struktury połączeń na wydajność i niezawodność pracy systemu oraz optymalizować go zgodnie z wymaganiami użytkowników. ETP1A_U14, ETP1A_U11 Examination,
Test,
Case study
M_U005 Potrafi dotrzeć do dokumentacji technicznej potrzebnej do konfigurowania i diagnostyki urządzeń sieciowych. ETP1A_U02 Case study
M_U006 Student stosuje zasady bezpieczeństwa i higieny pracy ETP1A_U16 Case study
Knowledge: he knows and understands
M_W001 Zna zasady pracy rywalizacyjnych i deterministycznych protokołów dostępowych sieci komputerowych. Rozumie ograniczenia tych protokołów. ETP1A_W12, ETP1A_W11, ETP1A_W17, ETP1A_W16 Examination,
Test
M_W002 Zna strukturę i funkcje warstw modelu OSI/ISO i potrafi lokalizować w nim poszczególne procesy. Zna stos TCP/IP i rozumie zadania spełnianie przez jego komponenty. ETP1A_W12, ETP1A_W11, ETP1A_W17, ETP1A_W16 Examination,
Test,
Case study
M_W003 Zna standard IEEE 802.3 - Ethernet i jego poszczególne odmiany oraz szybkie wersje: FastEthernet i GigabitEthernet. Dobrze rozumie funcie i miejsca stosowania najważniejszych rodzajów urządzeń sieciowych. ETP1A_W12, ETP1A_W11, ETP1A_W16 Examination,
Test
M_W004 Zna wykorzystywane systemy adresowania węzłów sieci. Rozumie mechanizmy wyznaczania tras oraz wpływ stanu sieci na ich pracę. ETP1A_W12, ETP1A_W11, ETP1A_W16 Examination,
Test,
Case study
M_W005 Ma uporządkowaną wiedzę o sposobach szacowania: - przepustowości sieci komputerowych, - prawdopodobieństw wystąpienia kolizji, - opóźnień transferu danych. ETP1A_W12, ETP1A_W11, ETP1A_W17, ETP1A_W16 Examination,
Test,
Case study
Number of hours for each form of classes:
Sum (hours)
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
30 16 0 14 0 0 0 0 0 0 0 0
FLO matrix in relation to forms of classes
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Form of classes
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
Social competence
M_K001 Student potrafi współpracować w grupie, rozumie potrzebę doskonalenia swoich umiejętności - - + - - - - - - - -
Skills
M_U001 Potrafi zaplanować i skonfigurować lokalną sieć komputerową, zestawić tworzące ją urządzenia sieciowe oraz dobrać i wprowadzić odpowiednią adresację. + - + - - - - - - - -
M_U002 Potrafi konfigurować urządzenia sieciowe pracujące w warstwach od pierwszej do czwartej. Potrafi przeprowadzić diagnostykę poprawnego działania tych urządzeń, rozpoznać przyczyny ewentualnych błędów i je usunąć. - - + - - - - - - - -
M_U003 Potrafi zabezpieczyć sieć przed wybranymi zagrożeniami. + - + - - - - - - - -
M_U004 Potrafi przewidywać wpływ zmiany konfiguracji urządzeń sieciowych i struktury połączeń na wydajność i niezawodność pracy systemu oraz optymalizować go zgodnie z wymaganiami użytkowników. - - + - - - - - - - -
M_U005 Potrafi dotrzeć do dokumentacji technicznej potrzebnej do konfigurowania i diagnostyki urządzeń sieciowych. - - + - - - - - - - -
M_U006 Student stosuje zasady bezpieczeństwa i higieny pracy - - + - - - - - - - -
Knowledge
M_W001 Zna zasady pracy rywalizacyjnych i deterministycznych protokołów dostępowych sieci komputerowych. Rozumie ograniczenia tych protokołów. + - + - - - - - - - -
M_W002 Zna strukturę i funkcje warstw modelu OSI/ISO i potrafi lokalizować w nim poszczególne procesy. Zna stos TCP/IP i rozumie zadania spełnianie przez jego komponenty. + - + - - - - - - - -
M_W003 Zna standard IEEE 802.3 - Ethernet i jego poszczególne odmiany oraz szybkie wersje: FastEthernet i GigabitEthernet. Dobrze rozumie funcie i miejsca stosowania najważniejszych rodzajów urządzeń sieciowych. + - + - - - - - - - -
M_W004 Zna wykorzystywane systemy adresowania węzłów sieci. Rozumie mechanizmy wyznaczania tras oraz wpływ stanu sieci na ich pracę. + - + - - - - - - - -
M_W005 Ma uporządkowaną wiedzę o sposobach szacowania: - przepustowości sieci komputerowych, - prawdopodobieństw wystąpienia kolizji, - opóźnień transferu danych. + - + - - - - - - - -
Student workload (ECTS credits balance)
Student activity form Student workload
Summary student workload 130 h
Module ECTS credits 5 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 30 h
Preparation for classes 50 h
Realization of independently performed tasks 50 h
Module content
Lectures (16h):
  1. Wprowadzenie do sieci komputerowych

    Klasyfikowanie sieci.
    Struktura złożonych sieci komputerowych.
    Segmentacja i składanie wiadomości.
    Typowa struktura pakietu transmisyjnego.
    Multipleksacja statystyczna pakietów.
    Transmisja w trybie komutacji pakietów.
    Transmisja w trybie komutacji kanałów.
    Wielodostęp rywalizacyjny i bezkolizyjny
    Topologie sieci komputerowych.

  2. Sieci o odstępnie swobodnym

    Struktura sieci Aloha
    Metoda dostępu do kanału transmisyjnego.
    Przyczyny powstawania kolizji.
    Analityczny model stacji i sieci.
    Krzywa natężenia ruchu wyjściowego
    Punkty stabilności charakterystyki przejściowej.
    Szczelinowa wersja sieci z dostępem swobodnym.

  3. Dostęp z wykrywaniem stanu zajętości kanału: CSMA i CSMA/CD:

    Wielodostęp z wykrywaniem zajętości kanału – CSMA
    Mechanizm powstawania kolizji.
    Algorytmy przejmowania kontroli nad zwalnianym kanałem.
    Wielodostęp z wykrywaniem kolizji – CSMA/CD
    Sposoby wykrywania kolizji.
    Algorytm postępowania stacji po wykryciu kolizji.
    Wymagana minimalna długość ramki transmisyjnej.
    Zalety wykrywania kolizji.

  4. Standard IEEE 802.3 – Ethernet

    Parametry podstawowej wersji standardu.
    Struktura ramki transmisyjnej.
    Mechanizm binarnego ekspotencjalnego odkładania.
    Szybkie sieci Ethernet o topologii gwiazdy:
    - FastEthernet
    - GigabitEthernet

  5. 4. Warstwowy model odniesienia

    Standaryzacja dekompozycji procesu komunikacyjnego.
    Model kopertowy systemu transmisyjnego.
    Stacje i punkty dostępu do usług.
    Przetwarzanie jednostek danych: podział i wiązanie, multipleksacja i rozdzielanie.
    Funkcje warstw modelu OSI/ISO
    Ewolucja modelu warstwowego.

  6. Warstwa fizyczna sieci standardu IEEE 802.3 – Ethernet

    Kod transmisyjny magistralowych wersji sieci 802.3
    Standard okablowania 10Base5
    Tworzenie sieci wielosegmentowych – system z retransmiterami.
    Standard okablowania 10Base2
    Tworzenie sieci z magistralą główną.
    Standard okablowania 10BaseT – system z hubami.
    Okablowanie strukturalne.
    Warstwa fizyczna szybkich sieci Ethernet:
    - System o topologii gwiazdy.
    - Przełącznik (switch) sieci Ethernet.
    - FastEthernet – ramka transmisyjna, kod transmisyjny, autonegocjacja.
    - GigabitEthernet – standard okablowania, kod transmisyjny.

  7. Urządzenia sieci komputerowych pracujące w warstwie łącza danych

    Protokół transmisyjny HDLC
    Podwarstwa LLC warstwy łącza danych.
    Podwarstwa MAC warstwy łącza danych.
    Rodzaje przełączników.
    Funkcje i zasady pracy przełączników (switchy).
    Algorytmy drzewa rozpinającego STP.

  8. Warstwa sieci i protokół IP

    Funkcje warstwy sieciowej.
    Stos TCP/IP.
    Protokół IPv4 i IPv6
    Urządzenia pracujące w warstwie sieci.
    Metody doboru trasy:
    - Trasowanie statyczne
    - Trasowanie dynamiczne
    Podstawowe usługi protokołu IP:
    - Adresowanie i dynamiczne przydzielanie adresów – DHCP.
    - System nazw domenowych – DNS.

  9. Sieci z deterministycznymi metodami dostępu do kanału transmisyjnego

    Sieci tokenowe
    Transmisja danych w sieci pierścieniowej.
    Metody usuwania danych z pierścienia.
    Sieć pierścieniowa z przekazywaniem tokena.
    Mechanizm przechwytywania tokena.
    Metody uwalniania tokena.
    Minimalna długość bitowa pierścienia.
    Procedury utrzymaniowe sieci Token Ring.
    Proces elekcji lidera.
    Technika przekazywania natychmiastowych powiadomień.
    Standard 802.4 – Token Ring.

  10. Sieci komputerowe rozróżniające dwa rodzae transmitowanych danych – FDDI

    Struktura podwójnego pierścienia.
    Zapewnianie odporności systemu na uszkodzenia medium transmisyjnego.
    Dane synchroniczne i dane asynchroniczne.
    Negocjowanie parametrów pracy sieci.
    Proces przyjmowania nieopóźnionego.
    Proces przyjmowania opóźnionego.
    System priorytetyzacji danych asynchronicznych.
    Algorytm pracy stacji sieci FDDI.
    Kodowanie kanałowe.
    Synchronizowanie kolejnych węzłów pierścienia.
    Struktura ramki transmisyjnej.

  11. Pierścieniowa sieć multimedialna – FDDI II

    Struktura ramki HRC.
    Tworzenie kanału szerokopasmowego – WBC.
    Dane pakietowe i dane izochroniczne.
    Procedura zestawiania i likwidowania połączenia w trybie komutacji kanałów.

  12. Magistralowa sieć multimedialna – DQDB

    Struktura podwójnej magistrali.
    Mechanizmy niezawodnościowe.
    Szczelina transmisyjna sieci DQDB.
    Transmisja w trybie pre-arbitrate.
    Technika tworzenia i dopisywanie stacji do rozproszonej kolejki.
    Przyczyny niesprawiedliwości obsługi stacji.
    Mechanizm równoważenia pasma – BWB.
    Wprowadzanie węzłów kasujących.
    Transmisja w trybie queue-abritrate.

Laboratory classes (14h):

Laboratorium:

1. Topologie sieci. Podstawowe urządzenia sieci LAN. Adresacja w sieciach opartych na protokole IP.
2. Konfiguracja interfejsów routera. Statyczna konfiguracja tablic routingu.
3. Konfiguracja routingu dynamicznego.
4. Konfigurowanie interfejsów switcha.
5. Konfigurowanie sieci VLAN.
6. Konfiguracja protokołu drzewa rozpinającego STP.
7. Wykorzystanie analizatora sieci Ethernet do monitorowania pracy systemu.
8. Konfiguracja serwera DHCP.
9. Tworzenie sieci lokalnej o strukturze hierarchicznej.
10. Tworzenie struktury sieci lokalnej z dostępem do sieci globalnej.

Additional information
Teaching methods and techniques:
  • Lectures: Treści prezentowane na wykładzie są przekazywane w formie prezentacji multimedialnej w połączeniu z klasycznym wykładem tablicowym wzbogaconymi o pokazy odnoszące się do prezentowanych zagadnień.
  • Laboratory classes: W trakcie zajęć laboratoryjnych studenci samodzielnie rozwiązują zadany problem praktyczny, dobierając odpowiednie narzędzia. Prowadzący stymuluje grupę do refleksji nad problemem, tak by otrzymane wyniki miały wysoką wartość merytoryczną.
Warunki i sposób zaliczenia poszczególnych form zajęć, w tym zasady zaliczeń poprawkowych, a także warunki dopuszczenia do egzaminu:

Participation rules in classes:
  • Lectures:
    – Attendance is mandatory: Yes
    – Participation rules in classes: Studenci uczestniczą w zajęciach poznając kolejne treści nauczania zgodnie z syllabusem przedmiotu. Studenci winni na bieżąco zadawać pytania i wyjaśniać wątpliwości. Rejestracja audiowizualna wykładu wymaga zgody prowadzącego.
  • Laboratory classes:
    – Attendance is mandatory: Yes
    – Participation rules in classes: Studenci wykonują ćwiczenia laboratoryjne zgodnie z materiałami udostępnionymi przez prowadzącego. Student jest zobowiązany do przygotowania się w przedmiocie wykonywanego ćwiczenia, co może zostać zweryfikowane kolokwium w formie ustnej lub pisemnej. Zaliczenie zajęć odbywa się na podstawie zaprezentowania rozwiązania postawionego problemu. Zaliczenie modułu jest możliwe po zaliczeniu wszystkich zajęć laboratoryjnych.
Method of calculating the final grade:

Warunkiem przystąpienia do egzaminu jest uzyskanie pozytywnej oceny z zajęć laboratoryjnych.
Ocena końcowa jest oceną z egzaminu:
- podwyższoną o 0,5 stopnia dla osób, które zdadzą egzamin w pierwszym terminie,
- obniżoną o 0,5 stopnia dla osób, które zdadzą egzamin w trzecim terminie,
Ocena 5,0 nie jest podwyższana.
Ocena 3,0 nie jest obniżana.

Sposób i tryb wyrównywania zaległości powstałych wskutek nieobecności studenta na zajęciach:

Prerequisites and additional requirements:

Umiejętność zapisu i konwersji liczb w postaci heksadecymalnej i binarnej, umiejętność konfiguracji adresu IP komputera z dowolnym systemem operacyjnym, znajomość języka angielskiego w stopniu co najmniej podstawowym

Recommended literature and teaching resources:

1 Spurgeon E. C.: Ethernet: The Definitive Guide, O’Reilly and Associates, Inc, 2000
2 Stallings W.: Data and Computer Communications, Macmillan Publishing Company, New York 1988
3 Stevens R. W.: TCP/IP Illustrated, Vol. 1 The Protocols, Addison – Wesley, 1994
4 Doyle J., Carroll J.: CCIE Professional Development Routing TCP/IP, Volume I, Second Edition, Cisco Press, 2005
5 Nowicki, Woźniak – Sieci LAN, MAN, WAN protokoły komunikacyjne
6 Kennedy C., Hamilton K., Cisco LAN Switching, Cisco Press, 1999
7 Standardy IEEE rodziny 802 dostępne na http://standards.ieee.org/getieee802/portfolio.html
8 Dokumenty RFC dostępne na http://www.ietf.org , m. in.: RFC0791 (IP), RFC0826 (ARP), RFC1058 (RIP), RFC2453 (RIPv2), RFC2131 (DHCP), RFC1034 i RFC1035 (DNS), RFC2960 (SCTP), 3550 (RTP), RFC 793 (TCP), RFC 768 (UDP), RFC2460 (IPv6)

Scientific publications of module course instructors related to the topic of the module:

Protokół transmisyjny dla sieci „Rotująca Omega” przystosowany do obsługi aplikacji czasu rzeczywistego, Dariusz KOŚCIELNIK, Jacek STĘPIEŃ, Współczesne problemy systemów czasu rzeczywistego : praca zbiorowa pod red.: Andrzeja Kwietnia i Piotra Gaja, Warszawa, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, 2004.

Additional information:

None