Kurs-PM

LEU061 Datakommunikation 7.5hp, LP3 Vt-2019

Uppdaterad  måndagen den 28 januari 2019

Kursen ges av Institutionen för Data- och Informationsteknik

Kontaktuppgifter:

Examinator & kursansvarige: Ali Salehson ali.mahdi@chalmers.se

Lärarassistent & handledare:

Mikael Emilsson emilssom@student.chalmers.se

      Lärarassistent & handledare: David Hedgren davhedg@student.chalmers.se

_____________________________________________________________________________________________

 Introduktion:

Datakommunikation blir stadigt en allt viktigare del av dagens industri och samhälle. Nästan alla dataprogram och applikationer som utvecklas idag innehåller någon form av kommunikation. Kursens fokus ligger på de delar av datakommunikationsområdet som praktiserande ingenjör kommer att möta i sitt dagliga arbete. Avsikten är att ge grundläggande kunskap och skicklighet i området datakommunikation och datornätverk. Kursen skall ge en inledande genomgång av hela området och riktar sig både mot studenter som behöver en grundläggande förståelse och studenter som därefter vill specialisera sig i området. 

 Kursinnehåll:

Den här kursen täcker fundamentala koncept samt grundläggande design och analys av datorätverk. Kursen använder "top-down" metodik som innebär att studera kommunikation uppifrån från användarprogram och applikationer, sedan Internet-grundprotokoll och nere till nätverksanslutningar med hårdvara och de relaterade teknologierna.

Ämnen som tas upp i följd är: 

• Introduktion till Internet, referensmodellen OSI och TCP/IP-protokollstack
• Applikationer och applikationsprotokoll, HTTP, DNS och Video-streaming
• Internet transportprotokoll UDP och TCP
• Prestanda, trafikhantering och stockningskontroll
• IP-router och Internet-protokoll  IPv4
• Routingalgoritmer och routingprotokoll
• Software-Defined Networking (SDN)
• Lokala nätverk (LAN), multipelaccess protokoll (Ethernet)
• Bryggor, Ethernet-switchar och Data Center
• Trådlös kommunikation (WLAN)
• Nätverkssäkerhet
• Multimedia

Begrepp och koncept:

Kretskoppling respektive paketkoppling för datornätverk. Referensmodeller för datakommunikation. Distribuerade applikationer och applikationsprotokoll, WWW, DNS och Video-streaming. Appplikation-sockets. Principer för tillförlitlig respektive datagram-baserad dataöverföring, TCP och UDP. Bitfel-, flödes- och stockningskontroll. Internets protokoll och adressering, IPv4 och IPv6. Stödprotokollen; ARP och ICMP. Routingalgoritmer, DV och LS. Routing på Internet och Autonoma System. Routingprotokollen RIP, OSPF och BGP. MAC-algoritmer. Länkprotokollen och felupptäckande koder. Lokala nätverk LAN. Ethernet. Wi-Fi och Trådlös LAN. Säkerhet i datornätverk. Brandvägg och paketfiltrering, skydd för WLAN. Multimedia applikationer. VoIP och streaming. 

 Målformuleringar:

Målet för kursen är att ge studenten grundläggande teoretisk kunskap om TCI/IP-baserade datornätverk och datakommunkation.

Lärandemål; efter fullgjord kurs ska studenten kunna:

1. redovisa grundlägggande kunskaper och färdigheter inom området datakommunikation och datornätverk.
2. redovisa god kännedom om referensmodeller för datakommunikation och deras lager med avseende på funktion, tjänster och protokoll.
3. tillämpa referensmodellerna för att skapa förståelse om uppbyggnaden och användning av olika datanätverk.
4. redovisa god kännedom om de principer, protokoll och standarder som TCP/IP-baserade nätverk bygger på.
5. redovisa grundläggande kunskaper om de viktigaste applikationsprotokollen.
6. redovisa god kännedom om TCP/IP-modellen om Internets uppbyggnad och arkitektur samt bearbeta en grundläggande IP-adresseringsplan för ett intranät.
7. redovisa god förståelse för Internets begränsningar med avseende på servicegarantier i samband med nyutvecklade tjänster.
8. redogöra för hur olika typer av datornätverk är uppbyggda i förhållande till transmissionsmediets egenskaper, kraven på bandbredden, kodningsmetoder och funktioner för fel- och flödeskontroll.
9. söka djupare kunskap om enskilda standarder och protokoll inom datakommunikationsområdet.
10. använda nätverksanalysprogram för att analysera datatrafik i ett lokalt nätverk med anslutning till Internet.
11. redovisa grundläggande praktiska färdigheter i konfiguration av lokala nätverk.

 Kurslitteratur:

Kursboken: James F. Kurose and Keith W. Ross, "Computer Networking: A Top-Down Approach", 7th Edition, Pearson Education, Global Edition.

Online-material: Cisco Networking Academy, "CCNA Routing and Switching", första kursen "Introduction to Networks", version 6.0, Interaktivt, webbaserat kursmaterial.

 Genomförande:

Kursen består av tre huvudmoment; föreläsningar, en inlämningsuppgift och tre laborationer. I kursen ingår även ett moment med Internet-baserade självstudier som är en frivillig delkurs Cisco-kursen för de studenter som är intresserade (rekommenderas).

 Examinationsformer:

Gemensamt för de flesta lärandemålen är att de examineras genom skriftlig tentamen.

I kursen ingår obligatoriskt moment som består av tre laborationer samt en inlämningsuppgift. För att bli godkänd i hela kursen krävs det att samtliga laborationer och inlämningsuppgiften är godkända.

Laborationer och inlämningsuppgiften görs i grupper om två studenter. Men eftersom lärandemålet 9 handlar om att söka djupare kunskap inom datakommunikationsområdet kommer gruppen att få obligatorisk inlämningsuppgift innehållande antal deluppgifter som bl.a. handlar om att inhämta djupare kunskaper. Inlämningsuppgiften redovisas i en rapport och måste bli godkänd efter granskning av examinerande läraren eller lärarassistent, annars blir det retur med feedback för komplettering och slutgiltigt godkännande.

Målen 10 och 11 har en praktisk karaktär och examineras genom att examinerande lärare eller lärarassistent handleder och iakttar kursdeltagarna i laboratoriemiljö ca 12h uppdelat i tre laborationer. Gemensamt för målen 10 och 11 är att det krävs att sudenterna antecknar resultaten och svar på frågorna i lab-PM när de arbetar praktiskt med uppgifterna.

Dessutom för att slutgiltigt examinera mål 10 krävs det skriftlig rapport på resultaten vid arbetet med laboration 1. Rapporten måste godkännas efter granskning på samma sätt som inlämningeuppgiften.

För laborationer 2 och 3 godkänns lyckat arbete inklusive väl-ifylld lab-PM av handledaren på plats i slutet av varje labbtillfälle.

För godkänd kurs krävs godkänd tentamen samt godkända obligatoriska laborationer och inlämningsuppgift. Slutbetyget baseras på tentamensresultat.

Tentamen: måndagen den 18 mars 2019 (e.m.)

1:a Omtentan: måndagen den 10 juni 2019 (f.m.)

2:a Omtentan: torsdagen den 22 augusti 2019 (f.m.)

 Schema:

Föreläsningar: Det är 20 x 2h schemalagda tider för föreläsningarna som används för att gå genom innehållet av kursbokens mest relevanta avsnitt i de 9 kapitlen. Observera att det inte är regelbundet i schema med veckodagar, tider eller salar. Tyvärr kunde läraren inte göra något för att åstadkomma pga andra faktorer utanför egen makt.

Labbar: Det är 3 laborationer som skall genomföras i datakommunikationslabbsalarna Gnistan (Jup232) och Bryggan (Jup234), vån 2, hus Jupiter. Dessa salar är utrustade med egna nätverksenheter (datorer, switchar och routrar) utöver de vanliga Internet-anslutna datorerna. Kapaciteten på labbsalarna är max 32 per tidstillfälle. De förväntade kursdeltagarna är ca 60 studenter som skall dela på två tillfälle för varje labb.

Laboration 1: LV5 (vecka 8) kl. 08.15-12.00 ons 20 feb och fre 22 feb

Laboration 2: LV6 (vecka 9) kl. 08.15-12.00 ons 27 feb och

                      LV7 (vecka 10) kl. 13.15-17.00 mån 03 mars

Laboration 3: LV7 (vecka 10) kl. 08.15-12.00 ons 06 mars och kl. 13.15-17.00 fre 08 mars

I schemat finns en tid bokad i datorsalarna: LV8 (vecka 11) kl. 13.15-17.00 ons 13 mars. Denna tid är till att göra "Final Exam" för Cisco-kursen med användning av de Internet-anslutna datorerna.

En kopia av TimeEdit-schema finns som pdf-fil i aktivitetens dokument (LEU_Schema). Du kan komma åt schemat genom TimeEdit.

 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

CHALMERS TEKNISKA HÖGSKOLA AB

Data- och informationsteknik

412 96 Göteborg

Telefon: 031-772 10 00