Компьютерные сети

2021/2022

Учебный год

RUS

Обучение ведется на русском языке

5

Кредиты

Кто читает:

Департамент больших данных и информационного поиска

Статус:

Курс по выбору

Когда читается:

3-й курс, 1, 2 модуль

Преподаватели

Беляков Артём Мирославович

Орлов Никита Андреевич

Родионов Антон Алексеевич

Программа дисциплины

Аннотация

Курс состоит из лекций и семинарских занятий. Лекционный материал включает обзор фундаментальных понятий и примитивов в области компьютерных сетей: основных протоколов всех уровней OSI, алгоритмов маршрутизации и прочего. Семинарский материал состоит из детального обзора всевозможных реализаций протоколов различных уровней OSI, а также рассказа о важных практических аспектах реализации и эксплуатации сетевого стека. Цель курса — дать слушателям, которые параллельно изучают языки программирования, алгоритмы и т. п., информацию и дополнительные знания в области компьютерных сетей, которые необходимы при разработке и эксплуатации соответствующих частей операционных систем и подобного ПО.

Цель освоения дисциплины

• Дать студентам глубокое понимание работы проводных и беспроводных сетей на всех уровнях от физического до прикладного
• Научить студентов строить схемы для приема/передачи сигналов в GNU Radio
• Познакомить студентов с деталями работы TLS
• Рассмотреть базовые принципы VxLAN для построения L2 сетей в Overlay.
• Ввести понятие что такое CLOS сети. Определить сети Underlay и Overlay.

Планируемые результаты обучения

• Научить студентов взаимодействовать с основными протоколами прикладного уровня
• Научить студентов оптимизировать сетевые издержки приложений, работающих поверх протокола TCP
• Рассмотреть на базовом уровне передачу сигналов между устройствами. Разобрать виды кабелей и их особенности. Сравнить беспроводные и проводные технологий.
• Разобрать особенности протокола Ethernet и MAC адреса. Дать определение L2 сети. Ее преимущества и недостатки.
• Разобрать виды проблем и уязвимостей коммутаторов с точки зрения переполнения MAC таблицы(показать как снять dump) и broadcast storm. Определить понятие MTU.
• Разобрать особенности протокола IP и IP адреса.
• Определить что такое VPN и какие существуют виды. Рассмотреть протокол GRE, как базовый VPN.

Содержание учебной дисциплины

• Введение. Система оценивания. Краткая история сетей.
• Физический уровень. Ethernet, Optical, Wireless (WiFi, Bluetooth, RFID).
• Internet layer. IP, ICMP, IPsec.
• Маршрутизация. DNS. BGP
• Transport layer 1. Как реализуется транспорт данных
• Transport layer 2. TCP, QUIC
• Контроль перегрузки и работы сети
• Архитектура протоколов уровня транспорта. Postgres, AMQP
• HTTP, WebSocket
• Сеть для контейнеров. Docker, Kubernetes
• VPN
• Сеть в датацентрах
• Безопасность в сетях

Элементы контроля

• Домашнее задание 1
  Написание имплементации IP
• Домашнее задание 2
  Написание имплементации TCP
• Домашнее задание 3
  Написание HTTP сервера
• Экзамен
  Вопросы по курсу
• Домашнее задание 4
  Дизайн и реализация собственного протокола

Промежуточная аттестация

• 2021/2022 учебный год 2 модуль
  0.5 * Экзамен + 0.15 * Домашнее задание 4 + 0.1 * Домашнее задание 3 + 0.1 * Домашнее задание 1 + 0.15 * Домашнее задание 2

Список литературы

Рекомендуемая основная литература

• Компьютерные сети, Таненбаум, Э., 2017

Рекомендуемая дополнительная литература

• Компьютерные сети : принципы, технологии, протоколы: учеб. пособие для вузов, Олифер, В. Г., 2006