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Network Protocols and Architectures (Vorlesung, WS 2015/16)
In dieser Vorlesung wird der Aufbau des Internets sowie die Grundlage jeder Kommunikation im Internet erklärt. Dabei beginnen wir mit der Anwendungsschicht und untersuchen Dienste wie Web (HTTP), Mail (SMTP, POP, IMAP) oder Namensverzeichnis (DNS). Danach arbeiten wir uns durch die Transportschicht (TCP, UDP) bis hin zur Netzwerkschicht (IP). Die unteren Schichten werden in der Vorlesung "TechGI 4" (von Prof. Wolisz) angeboten. Abschließend werden die Interaktionen der verschiedenen Protokolle untersucht.
Aktuelles
- Für offene Fragen bzgl. ISIS, den Hausaufgaben oder dem Übungsbetrieb
steht Thomas Krenc als Ansprechpartner bereit.
Überblick
Dozent/innen: | Anja Feldmann |
Ansprechpartner: | Thomas Krenc (contact, tutorial management) |
Veranstaltungstyp: | Vorlesung mit Übung (VL+UE) |
Gebiet: | Diplom-Informatik: Betriebs- und Kommunikationssysteme (BKS) Informatik (Master): Kommunikationsbasierte Systeme Technische Informatik (Master): Technische Anwendungen Informatik (Bachelor): Kommunikationstechnik Technische Informatik (Bachelor): Technische Informatik |
Module: | Die Vorlesung mit Übung ist das Modul Network Architectures - Basics. |
SWS: | 4 (2 ohne Übung – nur Diplom!) |
Leistungspunkte (LP): | 6 (3 ohne Übung – nur Diplom!) |
Zeit: | Freitags 14:00 - 16:00 Uhr wöchentlich |
Erster Termin: | 16.10.2015 |
Raum: | MA 041 |
Übung: | Siehe die Übungswebseite für weitere Informationen über die Räume und Unterrichtssprache. In der ersten Vorlesungswoche werden keine Übungen stattfinden. |
Veranstaltungsnr.: | 0432 L 810 |
Hörerkreis: | Bachelor-Studierende nach dem Grundlagenstudium (ab dem fünften Semester), Master-Studierende und Diplom-Studierende |
Voraussetzungen: | Grundstudium / Grundmodule |
Prüfung: | Schriftliche Prüfung tba. |
Weitere Informationen: | ISIS |
Themen
Diese Vorlesung behandelt weiterführende Prinzipien von Computernetzwerken ausgehend von den fundamentalen Bausteinen des Gebietes. Die Themengebiete umfassen Protokollmechanismen und Implementationsprinzipien, Netzwerkalgorithmen, fortgeschrittene Netzwerkarchitekturen, Netzwerksimulation, Netzwerkmessung und Protokollspezifikations- und Verifikationstechniken.
- Protokolle: Mechanismen und Designprinzipien
Diskussion von Protokollmechanismen und -techniken, die man üblicherweise in Netzwerkprotokollen finden kann. Es wird diskutiert, warum sie für welche Zwecke benutzt werden.- Signalisierung
- Trennung von Kontroll- und Datenkanal
- Hard- gegenüber Soft-Zustand
- Nutzung von Randomisierung
- Indirektion
- Multiplexen von Ressourcen
- Dienstlokalisierung
- Netzwerkvirtualisierung: Overlays
- …
- Protokolle: Implementierungsprinzipien
Identifizierung und Studie der Prinzipien, die die Implementierung von Netzwerkprotokollen führen.- Systemprinzipien
- Effizienzüberlegungen
- Caveats/Fallbeispiele
- Netzwerkarchitektur: "the big picture"
Identifizierung und Studie der Prinzipien, die das Design von Netzwerkarchitekturen leiten. Wir betrachten eher substantielle Fragestellungen als spezifische Protokoll- oder Implementationstricks.- Internetdesignprinzipien
- praktische Beispiele aus dem Internet
- Telefonnetzarchitektur
- Leitungsvermittlung gegenüber Paketvermittlung (nochmals betrachtet)
- …
- Protokolle: Netzwerkalgorithmen
- Selbststabilisierung (Routingbeispiele)
- Kellys Optimierungsgerüst (Congestion Control)
- Kontrolltheoretischer Ansatz für "closed-loop"-Kontrolle (TCP)
- Simulationen
- Prinzipien der diskreten Eventsimulation
- Analyse der Simulationsausgaben
- Paket- gegenüber Flussmodellen
- Begrenzungstechniken (z.B. Chernoff-Grenzen)
- Normalverteilungen
ISIS
Falls du an unserer Vorlesung teilnehmen willst, trag dich bitte auf der zugehörigen ISIS-Webseite ein, um wichtige Informationen und Ankündigungen zu bekommen.
Sprache
Die Vorlesung wird auf Englisch gehalten. Für die Tutorien werden sowohl deutsche als auch englische Varianten angeboten.
Übungen
Als Bachelor- oder Master-Studenten an der TU Berlin müsst Ihr das Modul "Netzwerkarchitekturen – Grundlagen" (MINF-KT-NA/Glg.W12) wählen, das auch die Übungen beinhaltet. Dafür ist es notwendig die Übungen auch zu bestehen.
Diplom-Studierende können diese Vorlesung entweder mit den Übungen (4 SWS/6 LP) oder ohne die Übungen (2 SWS/3 LP) belegen.
Weitere Informationen zu den Übungen finden sich auf der Übungswebseite.
Zum Bestehen der Übungen sind mind. 50% der maximal erreichbaren Punkte notwendig. Nochmal, falls Ihr nicht besteht bekommt Ihr nur 2 SWS/3 LP für diese Vorlesung. Das erfüllt nicht die Anforderungen des Moduls "Netzwerkarchitekturen – Grundlagen".
Notenbonus
Es gibt einen Notenbonus für diejenigen, die ausreichend Punkte in den Übungen erreichen:
- einen Bonus von 0,3 für mindestens 60% der maximal erreichbaren Punkte aus den Übungen.
- einen Bonus von 0,7 für mindestens 75% der maximal erreichbaren Punkte aus den Übungen.
Voraussetzung, um den Bonus zu bekommen, ist das Bestehen der Prüfung ohne den Bonus! (Wer nicht besteht, wird auch nicht wegen des Bonuses bestehen.)
Achtung: Der Bonus gilt immer nur für das Semester in dem er auch erworben wurde.
Vorlesungsfolien
- 03. Topology ZIP, 152 KB
- Code for 10. NPA exercise sheet ZIP, 5 KB
- npa15 0 orga PDF, 186 KB
- npa15 0 teaching overview PDF, 967 KB
- npa15 1a intro PDF, 1 MB
- npa15 1b app http dns PDF, 881 KB
- npa15 1e1 tcp PDF, 884 KB
- npa15 1e2 tcp PDF, 602 KB
- npa15 1f routing PDF, 775 KB
- npa15 1g ip addr PDF, 545 KB
- npa15 1g link PDF, 758 KB
- progintro-2015-v3-simple-sort PDF, 855 KB
- Topology for 06. NPA exercise sheet ZIP, 104 KB
- u06-topology ZIP, 156 KB
- u11code ZIP, 5 KB
- u12code ZIP, 5 KB
Allgemeine Literaturhinweise
- James F. Kurose and Keith W. Ross. Computer Networking: A Top-Down Approach. Addison-Wesley, fourth edition, 2007. (englisch), online version (preliminary version of 1st edition, password will be given during the course)
- James F. Kurose und Keith W. Ross. Computernetze: Ein Top-Down-Ansatz mit Schwerpunkt Internet. Pearson Studium (Prentice Hall), München, Deutschland, 2002. (deutsch)
- Larry L. Peterson and Bruce S. Davie. Computer Networks: A Systems Approach. Morgan Kaufmann, fourth edition, 2007. (english)
- Andrew S. Tanenbaum. Computer Networks. Prentice Hall Professional Technical Reference, Upper Saddle River, NJ, USA, fourth edition, 2003. (english)
- Andrew S. Tanenbaum. Computernetzwerke. Pearson Studium (Prentice Hall), München, Deutschland, dritte revidierte Auflage, 2000. (deutsch)
- W. Richard Stevens. TCP/IP Illustrated, Volume 1: The Protocols, Addison-Wesley, 1994. (english)
- W. Richard Stevens. TCP/IP Illustrated, Volume 2: The Implementation, Addison-Wesley, 1995. (english)
- W. Richard Stevens. TCP/IP Illustrated, Volume 3: TCP for Transactions, HTTP, NNTP, and the UNIX Domain Protocols, Addison-Wesley, 1996. (english)
Zusatzinformationen / Extras
Direktzugang
Hilfsfunktionen
Integrierte LV (VL mit UE)
Dozent: Anja Feldmann
Zeitraum:
16.10.2015 bis 12.02.2016
Fr 14:00 - 16:00 Uhr
Ort: MA 041
ISIS