Komunikacijski protokoli

Opis predmeta

Teorijski modeli komunikacije i koordinacije u mreži. Komunikacijski protokoli: izmjena informacijskih jedinica, upravljanje komunikacijom, kontrola toka, kontrola pogrešaka. Model komunikacijskog protokola, postupci analize i sinteze protokola, primjena modela konačnog automata, Petrijeve mreže i procesne algebre. Komunikacijski protokoli u IP mreži. Komunikacijski protokoli u novoj generaciji mreža - protokoli pristupne i jezgrene mreže, pokretljivost i sigurnost. Mjerni postupci i instrumentacija.

Opće kompetencije

Studenti će steći temeljna znanja o modelima komunikacije u mreži, komunikacijskim protokolima, postupcima oblikovanja, formalne specifikacije i verifikacije te analize i sinteze protokola. Dobiti će teorijska i praktična znanja kao i vještine vezane za razvoj internetskih protokola i protokola pokretne mreže, uključujući značajke pokretljivosti i sigurnosti.

Ishodi učenja

  1. identificirati modele komunikacije u mreži
  2. oblikovati komunikacijske protokole
  3. analizirati komunikacijske protokole i procese u mreži
  4. sintetizirati komunikacijske protokole
  5. razviti internetske i protokole pokretne mreže
  6. primijeniti različite modele za opis i analizu protokola
  7. odabrati odgovarajuću metodu za specifikaciju i verifikaciju protokola
  8. modificirati komunikacijski protokol nakon napravljene validacije i testiranja u stvarnom okruženju

Oblici nastave

Predavanja

Predavanja, s materijalima i prezentacijom postavljenom unaprijed na web.

Provjere znanja

Međuispit i završni ispit.

Laboratorijske vježbe

Složene laboratorijske zadaće koje uključuju oblikovaje, simulaciju i analizu komunikacijskih protokola. Specifikacija i verifikacija protokola primjenom programskih pomagala Promela/Spin (Protocol meta language and model checker for communicating processes), Petri/DaNAMiCS (Petri nets).

Demonstracijske vježbe

Odabrani primjeri komunikacijskih protokola izvedeni programskim sustavom IMUNES demonstriraju se tijekom predavanja, kao i primjeri modeliranja protokola programskim pomagalima Promela/Spin i Petrijevim mrežama.

Konzultacije

Odabrani primjeri komunikacijskih protokola izvedeni programskim sustavom IMUNES demonstriraju se tijekom predavanja, kao i primjeri modeliranja protokola programskim pomagalima Promela/Spin i Petrijevim mrežama.

Seminari

Redovite konzultacije nastavnika svaki tjedan.

Stjecanje vještina

Pretraživanje literature o komunikacijskim protokolima. Izgradnja programskog okružja za oblikovanje i analizu komunikacijskih protokolima.

Programske vježbe

Osobni programski paket IMUNES, programski jezik Promela. Modeliranje, simulacija i emulacija komunikacijskih protokola primjenom programskog sustava IMUNES te programskih alata Promela/Spin i Petri/Dynamics.

Ostali oblici skupnog ili samostalnog učenja

Domaće zadaće vezane uz studijske primjere komunikacijskih protokola.

Način ocjenjivanja

Kontinuirana nastava Ispitni rok
Vrsta provjere Prag Udio u ocjeni Prag Udio u ocjeni
Domaće zadaće 0 % 20 % 0 % 20 %
Sudjelovanje u nastavi 0 % 5 % 0 % 5 %
Međuispit: Pismeni 0 % 30 % 0 %
Završni ispit: Pismeni 0 % 30 %
Završni ispit: Usmeni 15 %
Ispit: Pismeni 0 % 60 %
Ispit: Usmeni 15 %

Tjedni plan nastave

  1. Uvod u komunikacijske protokole. Struktura protokola, protokolni blokovi, slojevi i ravnine. Osnove oblikovanja protokola. Osnovni model komunikacijskog protokola: izmjena informacijskih jedinica, upravljanje komunikacijom, kontrola toka, kontrola pogrešaka.
  2. Postupci analize i sinteze komunikacijskih protokola. Opis komunikacije konačnim automatima, komunikacija automata, slijed prijelaza, globalno stanje.
  3. Modeliranje komunikacije Petrijevom mrežom. Struktura, izvedba i obilježja Petrijeve mreže i izvedenih modela Petrijeve mreže.
  4. Primjena osnovnog i izvedenih modela Petrijeve mreže u opisu i analizi protokola.
  5. Modeli poziva i usluga. Osnovni proces poziva i usluge, sinteza algoritama obrade poziva i usluga. Protokoli kontrole poziva.
  6. Komunikacijski protokoli u IP mreži. Mrežni protokol IPv6: format datagrama, osnovno i dodatna zaglavlja, adresiranje. Upravljački protokoli ICMPv6, NDP, DHCPv6
  7. Pokretljivost u mreži IP. Uvođenje IPv6 u mrežu. Adresiranje, funkcijski entiteti, procedure pokretnog čvora i usmjeravanje u pokretnom IPv4. Otkrivanje promjene točke priključka, autokonfiguracija adrese, registracija i usmjeravanje u pokretnom IPv6.
  8. Protokoli usmjeravanja u internetskoj mreži. Proces usmjeravanja paketa, područje usmjeravanja, besklasno usmjeravanje. Protokoli usmjeravanja RIP i OSPF.
  9. Protokoli usmjeravanja između autonomnih sustava. Pojam autonomnog sustava. Protokol BGP: poruke, atributi, komunikacija. Studijski primjer mreže BGP: CarNET, CIX.
  10. Signalizacijski protokoli u Internetu. Protokol SIP: arhitektura i operacije. Uspostava sjednice: izravni poziv i poziv preko posredničkog poslužitelja. Prijenos signalizacije mrežom IP: SIGTRAN, BGCP, BICC, TRIP. Primjer izvedbenog rješenja: Softswich.
  11. Podatkovna komunikacija i protokoli u pokretnoj mreži. Opće paketske radijeske usluge (GPRS), protokoli SNDCP (Sub Network Dependency Convergence Protocol) i GTP (GPRS Tunneling Protocol). Sustav poboljšanih brzina prijenosa podataka (EDGE), komunikacija porukama.
  12. Protokoli i usluge mreže treće generacije (3G). Pokretna mreža UMTS: radijska pristupna mreža UTRAN, sučelja i protokoli jezgrene mreže (PDCP), adresiranje, međunarodno prelaženje.
  13. Komunikacijski protokoli u novoj generaciji mreža – protokoli pristupne mreže, pokretljivost i sigurnost. Tehnologije brzog paketskog pristupa (HSPA), integracija s bežičnim mrežama. Evolucija nakon 3G, dugoročna evolucija mreža LTE. Pokretni virtualni mrežni operator (MVNO), tržišni aspekt pokretne mreže.
  14. -
  15. -

Studijski programi

Sveučilišni diplomski
Obradba informacija (profil)
Teorijski predmeti profila (1. semestar)
Telekomunikacije i informatika (profil)
Teorijski predmeti profila (1. semestar)

Predmet je preduvjet za upis predmeta

Literatura

I. Lovrek (1997.), Modeli telekomunikacijskih procesa - Teorija i primjena Petrijeve mreže, Školska knjiga
G. J. Holzmann (1991.), Design and Verification of Computer Protocols, Prentice-Hall (on-line)
Y.-B. Lin, I. Chlamtac (2001.), Wireless and Mobile Network Architectures, John Wiley & Sons
G. J. Holzmann Addison Wesley 2003 (2003.), The SPIN Model Checker: Primer and Reference Manual, Addison Wesley