Module also offered within study programmes:
General information:
Name:
Quality of Service in communication networks
Course of study:
2019/2020
Code:
ITEI-2-104-s
Faculty of:
Computer Science, Electronics and Telecommunications
Study level:
Second-cycle studies
Specialty:
-
Field of study:
ICT studies
Semester:
1
Profile of education:
Academic (A)
Lecture language:
Polski i Angielski
Form and type of study:
Full-time studies
Responsible teacher:
dr hab. inż. Natkaniec Marek (natkanie@kt.agh.edu.pl)
Module summary

Moduł pozwala na poznanie zagadnień (definicji, protokołów, algorytmów, mechanizmów) związanych ze świadczeniem usług z odpowiednią jakością w sieciach przewodowych i bezprzewodowych.

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 Potrafi efektywnie współpracować w małym (dwu-, trzyosobowym) zespole, rozwiązującym w ramach ćwiczeń projektowych problemy dotyczące wybranych mechanizmów QoS w sieci teleinformatycznej. TEI2A_K02, TEI2A_K01 Project,
Presentation
M_K002 Potrafi rozważyć i rozwiązać zadany problem związany z zagwarantowaniem w sieci teleinformatycznej QoS w sposób kreatywny. TEI2A_K02 Project,
Presentation
M_K003 Potrafi wygłosić prezentacje dotyczące zagadnień QoS na forum grupy w sposób zrozumiały. TEI2A_K03, TEI2A_K01 Presentation,
Project
Skills: he can
M_U001 Potrafi wykorzystać dostępną literaturę oraz bazy danych celem zdobycia informacji o wybranych technikach QoS, metodach ich badania oraz pozyskania materiałów badawczych. TEI2A_U01 Project,
Test,
Presentation
M_U002 Potrafi zdobyć informacje na temat efektywności działania mechanizmów QoS. TEI2A_U05 Project,
Presentation
M_U003 Potrafi ocenić jakość świadczonych usług w sieciach teleinformatycznych, z uwzględnieniem sieci bezprzewodowych. TEI2A_U05 Project,
Presentation
M_U004 W ramach pracy w zespole potrafi opracować wybrane zagadnienie dotyczące technik QoS w sieciach lokalnych TEI2A_U02, TEI2A_U03 Project,
Presentation
M_U005 Na podstawie realizowanego zadania projektowego potrafi opracować dokumentację uwzględniającą uzyskane wartości metryk QoS oraz omówić te wyniki. TEI2A_U02 Presentation,
Project
Knowledge: he knows and understands
M_W001 Posiada wiedzę w zakresie wymagań aplikacji w tym również niezbędnych do spełnienia metryk QoS dla różnych typów aplikacji. TEI2A_W02 Project,
Test,
Presentation
M_W002 Ma uporządkowaną szczegółową wiedzę w zakresie mechanizmów jakości obsługi stosowanych w sieciach teleinformatycznych z uwzględnieniem sieci bezprzewodowych. TEI2A_W02 Project,
Test,
Presentation
M_W003 Student zna definicje QoS i rozumie działanie narzędzi do analizy QoS (w zakresie generowania danych, operacji na pakietach, analizowania danych). TEI2A_W02 Project,
Test,
Presentation
M_W004 Ma wiedzę o trendach rozwojowych i nowych osiągnięciach w zakresie QoS w sieciach teleinformatycznych. TEI2A_W04 Test
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
45 15 0 0 30 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 Potrafi efektywnie współpracować w małym (dwu-, trzyosobowym) zespole, rozwiązującym w ramach ćwiczeń projektowych problemy dotyczące wybranych mechanizmów QoS w sieci teleinformatycznej. - - - + - - - - - - -
M_K002 Potrafi rozważyć i rozwiązać zadany problem związany z zagwarantowaniem w sieci teleinformatycznej QoS w sposób kreatywny. - - - + - - - - - - -
M_K003 Potrafi wygłosić prezentacje dotyczące zagadnień QoS na forum grupy w sposób zrozumiały. - - - + - - - - - - -
Skills
M_U001 Potrafi wykorzystać dostępną literaturę oraz bazy danych celem zdobycia informacji o wybranych technikach QoS, metodach ich badania oraz pozyskania materiałów badawczych. - - - + - - - - - - -
M_U002 Potrafi zdobyć informacje na temat efektywności działania mechanizmów QoS. - - - + - - - - - - -
M_U003 Potrafi ocenić jakość świadczonych usług w sieciach teleinformatycznych, z uwzględnieniem sieci bezprzewodowych. - - - + - - - - - - -
M_U004 W ramach pracy w zespole potrafi opracować wybrane zagadnienie dotyczące technik QoS w sieciach lokalnych - - - + - - - - - - -
M_U005 Na podstawie realizowanego zadania projektowego potrafi opracować dokumentację uwzględniającą uzyskane wartości metryk QoS oraz omówić te wyniki. - - - + - - - - - - -
Knowledge
M_W001 Posiada wiedzę w zakresie wymagań aplikacji w tym również niezbędnych do spełnienia metryk QoS dla różnych typów aplikacji. + - - - - - - - - - -
M_W002 Ma uporządkowaną szczegółową wiedzę w zakresie mechanizmów jakości obsługi stosowanych w sieciach teleinformatycznych z uwzględnieniem sieci bezprzewodowych. + - - - - - - - - - -
M_W003 Student zna definicje QoS i rozumie działanie narzędzi do analizy QoS (w zakresie generowania danych, operacji na pakietach, analizowania danych). + - - - - - - - - - -
M_W004 Ma wiedzę o trendach rozwojowych i nowych osiągnięciach w zakresie QoS w sieciach teleinformatycznych. + - - - - - - - - - -
Student workload (ECTS credits balance)
Student activity form Student workload
Summary student workload 102 h
Module ECTS credits 4 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 45 h
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 35 h
Realization of independently performed tasks 15 h
Examination or Final test 2 h
Contact hours 5 h
Module content
Lectures (15h):

1. Organizacja zajęć.
2. Wprowadzenie do QoS.
3. Wymagania QoS aplikacji.
4. Mechanizmy QoS z przykładami (queues, shaping, scheduling, signaling).
5. Mechanizmy QoS z przykładami (classification, policing, dropping, marking, admission control, monitoring).
6. Narzędzia programowe do analizy QoS (wireshark, moduł TC, tcpdump, iperf, mgen, ip tables etc.).
7. QoS w sieciach LAN.
8. QoS w sieciach WLAN.

Project classes (30h):

W ramach ćwiczeń projektowych każdy (student/grupa projektowa) przebada wybrane zagadnienie lub mechanizm związany ze świadczeniem usług z odpowiednią jakością w sieciach przewodowych i bezprzewodowych. Zadanie będzie wykonywane przy użyciu emulatora sieciowego mininet-wifi oraz symulatora sieciowego NS-3.
Podstawą zaliczenia jest oddanie dwóch raportów oraz krótka prezentacja uzyskanych wyników na forum grupy.
W raportach należy dokonać oceny wydajności badanych mechanizmów w odniesieniu do wymagań stawianych dla usług świadczonych przez sieć i/lub wymagań typowych aplikacji.
Prace projektowe wykonywane są w oparciu o poniższy harmonogram:
1) Wprowadzenie do narzędzia TC (Traffic Control) systemu operacyjnego Linux w emulatorze mininet-wifi.
2) Wybór tematu projektowego (1).
3) Konsultacje (1)
4) Prezentacja wyników (1)
5) Wprowadzenie do mechanizmów QoS w sieciach WiFi z użyciem symulatora NS-3.
6) Wybór tematu projektowego (2).
7) Konsultacje (2)
8) Prezentacja wyników (2)

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.
  • Project classes: Studenci wykonują zadany projekt samodzielnie, bez większej ingerencji prowadzącego. Ma to wykształcić poczucie odpowiedzialności za pracę w grupie oraz odpowiedzialności za podejmowane decyzje.
Warunki i sposób zaliczenia poszczególnych form zajęć, w tym zasady zaliczeń poprawkowych, a także warunki dopuszczenia do egzaminu:

Aby uzyskać pozytywną ocenę końcową niezbędne jest uzyskanie pozytywnej oceny z ćwiczeń projektowych i kolokwium obejmującego tematykę wykładu.
1. Do zaliczenia przedmiotu konieczne jest otrzymanie co najmniej oceny dostatecznej (3,0) z ćwiczeń projektowych i kolokwium obejmującego tematykę wykładu. Student ma prawo do jednokrotnego zaliczenia poprawkowego kolokwium z tematyki wykładu, realizowanego jako kolokwium ustne.
2. Ocena z ćwiczeń projektowych jest wystawiana na podstawie obecności, wykonanych projektów oraz ich prezentacji.

Participation rules in classes:
  • Lectures:
    – Attendance is mandatory: No
    – 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.
  • Project classes:
    – Attendance is mandatory: Yes
    – Participation rules in classes: Studenci wykonują prace praktyczne mające na celu uzyskanie kompetencji zakładanych przez syllabus. Ocenie podlega sposób wykonania projektu oraz efekt końcowy.
Method of calculating the final grade:

Ocena końcowa jest obliczana jako średnia ważona ocen z projektu (waga 50%) oraz kolokwium (50%). Sposób wyznaczania oceny końcowej: w przypadku wyliczania jakiejkolwiek oceny na podstawie uzyskanych punktów, stosuje się progi według §13, pkt. 1 Regulaminu Studiów. W przypadku wyliczania jakiejkolwiek oceny na podstawie średniej ważonej innych ocen stosuje się takie same progi jak zdefiniowane w §27, pkt. 4 Regulaminu Studiów.

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

Student wyrównuje zaległości powstałe wskutek usprawiedliwionych nieobecności we własnym zakresie.

Prerequisites and additional requirements:

Wiedza z sieci komputerowych i bezprzewodowych sieci teleinformatycznych.

Recommended literature and teaching resources:

1. Mario Marchese, QoS over heterogeneous networks, John Wiley & Sons, 2007.
2. Maode Ma, Mieso K. Denko, Yan Zhang, Wireless Quality of Service, CRC Press, 2009.
3. Gerald Ash, Bruce Davie, at all, Network Quality of Service, Morgan Kaufmann, 2009.
4. Kun I. Park, QoS in Packet Networks, Springer, 2005.
5. Thomas Lagkas, at all, Wireless Network Traffic and Quality of Service Support, IGI Global, 2010.
6. Ivan Marsic, Computer Networks – Performance and Quality of Service, Rutgers University, 2013.
7. Seok-Yee Tang, at all, WiMAX Security and Quality of Service – An end-to-end perspective, John Wiley & Sons, 2010.
8. Amitabh Mishra, Security and Quality of Service in Ad Hoc Wireless Networks, Cambridge University Press, 2008.
9. Miguel Barreiros, Peter Lundqvist, QoS-Enabled Networks: Tools and Foundations, John Wiley & Sons, 2011.
10. Tim Szigeti, at all, End-to-End QoS Network Design – Quality of Service for Rich-Media & Cloud Networks, Cisco Systems, 2014.

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

1. Marek Natkaniec, Katarzyna Kosek-Szott, Szymon Szott, Giuseppe Bianchi: A Survey of Medium Access Mechanisms for Providing QoS in Ad-Hoc Networks, IEEE Communications Surveys and Tutorials, Vol. 15, No. 2, Second Quarter 2013
2. Marek Natkaniec, Katarzyna Kosek-Szott, Szymon Szott, Janusz Gozdecki, Andrzej Głowacz, Susana Sargento: Supporting QoS in Integrated Ad-Hoc Networks – Wireless Personal Communications, Springer, vol. 56, 2011, no. 2 s. 183–206
3. Marek Natkaniec, Mariusz Witosz, Katarzyna Kosek-Szott, Szymon Szott, Andrzej R. Pach: Zaawansowane możliwości realizacji QoS z użyciem programowej implementacji punktu dostępu standardu IEEE 802.11, Przegląd Telekomunikacyjny, Wiadomości Telekomunikacyjne; ISSN 1230-3496. — 2010 R. 83 nr 6 s. 216 – Krajowa Konferencja Radiokomunikacji, Radiofonii i Telewizji KKRRiT 2010, 16-18 czerwca 2010, Kraków
4. Albert Banchs, Pablo Serrano, Paul Patras, Marek Natkaniec: Providing Throughput and Fairness Guarantees in Virtualized WLANs Through Control Theory, Springer Mobile Networks and Applications, Volume 17, Number 4, pages 435-446, August 2012
5. Katarzyna Kosek-Szott, Artem Krasilov, Andrey Lyakhov, Marek Natkaniec, Alexander Safonov, Szymon Szott, Ilenia Tinnirello: What’s New for QoS in IEEE 802.11?, IEEE Network, Vol. 27, Issue 6, pp. 95-104, November-December 2013
6. Marek Natkaniec, Katarzyna Kosek-Szott, Szymon Szott: PUMA-TCS – nowy protokół warstwy MAC ze wsparciem jakości świadczonych usług, Telekomunikacja cyfrowa – Technologie i Usługi; rocznik AGH, Tom 10, 2010/2011
7. Katarzyna Kosek-Szott, Marek Natkaniec, Andrzej Pach: A New Busy Signal-based MAC Protocol Supporting QoS for Ad-hoc Networks with Hidden Nodes, Springer Wireless Networks, August 2013, Volume 19, Issue 6, pp 1135-1153
8. Katarzyna Kosek-Szott, Marek Natkaniec, Łukasz Prasnal: IEEE 802.11aa Intra-AC Prioritization – A New Method of Increasing the Granularity of Traffic Prioritization in WLANs, ISCC 2014, The 19th IEEE Symposium on Computers and Communications, 23-26 June, Madeira, Portugal, 2014
9. Katarzyna Kosek-Szott, Marek Natkaniec, Łukasz Prasnal: A Novel IEEE 802.11aa Intra-AC Prioritization Method for Video Transmissions, IEEE Globecom 2014, Austin, Texas, USA, 8-12 December 2014
10. Marek Natkaniec, Ewolucja sieci bezprzewodowych standardu IEEE 802.11, Przegląd Telekomunikacyjny, Wiadomości Telekomunikacyjne ; ISSN 1230-3496. — 2015 R. 88 nr 4, s. 124–131

Additional information:

Zajęcia przedmiotu mogą być prowadzone w języku angielskim ilekroć zajdzie jeden z poniższych przypadków:
• studenci wyrażą zgodę na prowadzenie zajęć w języku angielskim,
• na studia zostaną zapisani studenci z zagranicy,
• całość lub część zajęć zostanie powierzona ekspertowi z zagranicy.
Materiały do zajęć (slajdy, instrukcje, zadania/problemy do rozwiązania) mogą być przygotowane w języku angielskim.