Datortīkli II

Kurss "Datortīkli II" paredzēts studentiem, kuri vēlas padziļināti apgūt datu pārraides tīklu darbību. Alberta koledžā šo kursu pasniedz 2. kursa bakalauriem. Kursa apguvei jābūt labām zināšanām par datoru operētājsistēmu darbību un ir sekmīgi jānokārto kursa 1. daļa.

• Par šo kursu
• Termiņi
• Patstāvīgie darbi
  
  • Jautājumi un atbildes
• Lekciju ieraksti:
  • Pirmā daļa
  • Otrā daļa

Kursa saturs

1. lekcija: Šī un iepriekšējā kursa apskats

Ieraksts Par šo kursu. Par patstāvīgajiem darbiem: kā pildīt, kā iesniegt, kā tiks vērtēti.

Svarīgākie interneta dizaina principi, IP slānis: arhitektūra, iesākums, adresēšana; Virs IP slāņa: transports, DNS, HTTP; Zem IP slāņa: Ethernet tīkls.

Papildu informācija

1. Tīklagalvas un zvanagalvas

Praktiskie darbi

1. IP tīkla diagnostika ar lietotnēm: hostname, ipconfig, ifconfig, ping un ping6
2. 1. Patstāvīgais darbs

2. lekcija: Maršrutēšana

Ieraksts Maršrutēšanas apskats, maršrutēšana un pārsūtīšana. Saites stāvokļa maršrutēšana (Deikstra algoritms), attāluma vektora maršrutēšana (Bellmana-Forda algoritms). Tīkla konverģence un diverģence (svārstības), konverģences aizture.

Praktiskie darbi

1. Fiksētu maršrutu pievienošana un dzēšana ar ip
2. Wireshark un Tshark uzstādīšana un lietošana

3. lekcija: BGP protokols

Ieraksts BGP protokols. Dizaina apsvērumi. Kas ir starpdomēnu maršrutēšana un kam tā nepieciešama? Kāpēc BGP ir tāds, kāds ir? Kā strādā BGP?

Praktiskie darbi

1. Papildu tīkla adreses pievienošana un konfigurēšana
2. Statiskas un dinamiskas adreses konfigurēšana
3. Network Manager darbības īpatnības Linux darbstacijās

4. lekcija: Maršrutēšanas detaļas

Ieraksts Daudzceļu maršrutēšana. Kļūdas pārnesošās paketes. Maršrutēšana pa virzītiem necikliskiem grafiem (DAG). Politikas domstarpību atrisināšana.

Praktiskie darbi

1. IP likumi (rules) un IP maršruti (routes)
2. IP likumu un maršrutu līdzības un atšķirības
3. IP likumu tabulas /etc/iproute2/rt_tables
4. IP tabulu un likumu pievienošana, mainīšana un dzēšana
5. 2. Patstāvīgais darbs

5. lekcija: Multiraide, kvalitātes nodrošināšana

Ieraksts Uniraide, apraide un multiraide. Multiraides realizācijas veidi. Pakešu plānošana un apstrādes rindas. Kvalitātes nodrošināšanas (QoS) servisi  DiffServ, Intserv. Šo servisu ieviešanas un izmatošanas grūtības. Tīkla neitralitāte.

Papildu informācija

• Network neutrality
• Ērika Reimonda atklātā vēstule Krisam Dodam

Praktiskie darbi

1. Windows grafiskās saskarnes ugunssienas lietošana
2. Windows pakešu pārsūtīšanas ieslēgšana
3. Windows netsh advfirewall lietošana, netsh advfirewall izplatītākās komandas
4. Linux pakešu pārsūtīšanas ieslēgšana
5. ufw un iptables lietošana

6. lekcija: TCP protokola detaļas

Ieraksts Maršrutēšanas pamata jēdzienu pārskats: BGP, apraides algoritmi DVMRP un CBT, taisnīgā rinda.

TCP pamatu pārskats: servisa modelis, TCP iesākums, slīdošais logs. TCP detaļas: segmentu kārtas numuri (ISN), 3 soļu sarokošanās, savienojuma pārtraukšana, pakešu atkārtota pārraide pēc noildzes un ātrā atkalpārraide.

Praktiskie darbi

1. Pakešu filtrēšana (aizliegšana un nomešana) ar iptables
2. IPv4 un IPv6 protokolu apstrāde
3. 3. Patstāvīgais darbs

7. lekcija: Sastrēgumu vadība

Ieraksts Sastrēgumu vadības pārskats. Kā gala sistēmas kontrolē tīkla slodzi. Kā sākt pārraidi: Lēnais starts. Kā reaģēt uz pakešu zudumiem. Ātruma palielināšana un zamazināšana. TCP "zāģis". Pieskaitošs pieaugums, dalošs samazinājums (Additive-increase, multiplicative-decrease — AIMD). Sastrēgumu modelis un konverģence uz taisnīgu plūsmas sadalījumu.

Papildu informācija

• Bufferbloat
• http://netalyzr.icsi.berkeley.edu/

Praktiskie darbi

1. Portu pārsūtīšana ar iptables
2. Iptables plūsmas un tabulas
3. 4. Patstāvīgais darbs

8. lekcija: Vienranga tīkli

Ieraksts Vienranga sistēmas un to pamatprincipi: decentralizācija, mērogošana, atteikumnoturība. Svarīgākās darbības: meklēšana, resursu karte, satura piegādes. BitTorrent tīkls. Darbība, dots-pret-dotu princips. Terminoloģija: bars, sēkla, sējējs, dēle, faila gabals un apakšgabals.

Piemēri

1. BitTorrent failu apmaiņa
2. Diaspora sociālais tīkls
3. Yacy meklēšanas dzinējs
4. Bitcoin elektroniskā nauda

Praktiskie darbi

1. Lokālie tīkli un adrešu translācija. iptables SNAT un MASQUERADE komandas.
2. Vienkāršs maršrutētājs

9. lekcija: Bezvadu tīkli

Ieraksts Bezvadu saziņas standarti, 1G-4G telefoni, IEEE 802 (WiFi, Bluetooth u.tml). Signāla izplatīšanās fizikālie efekti bezvadu tīklos, signāla/trokšņa un bitu/kļūdu attiecība. 802.11 tīkls. Sadursmju novēršana un RTS/CTS (MACA) protokols. Frekvenču kanāli. Daudzlēkumu tīkli.

Praktiskie darbi

1. Tīkla tuneļa izveide ar SSH
2. 5. Patstāvīgais darbs

10. lekcija: Datu pārraides tīklu drošība

Ieraksts Kriptogrāfijas metodes. Šifrēšana ar simetrisku un asimetrisku atslēgu. Jaucējfunkcija, digitālais paraksts. Konfidencialitāte, integritāte, autentifikācija, izcelsme. Publiskās atslēgas infrastruktūra (PKI). Kā darbojas HTTPS. Kompromitējumi, vīrusi un tārpi. Botnetu melnais tirgus. Pakalpojuma atteices uzbrukumi (DoS), sadalītie DoS (DDos) un cīņa ar tiem.

Praktiskie darbi

1. Nmap uzstādīšana un lietošana
2. Openvas uzstādīšana un lietošana
3. 6. Patstāvīgais darbs

11. lekcija: Tīkla diagnostika, kļūdu meklēšana un novēršana

Ieraksts IP konfigurācijas apskate. Pakešu pārsūtīšanas pārbaude, pakešu dzīves laiks un izmērs. Paketes ceļa noteikšana, savienojumu testēšana, DNS serveru pārbaude. hosts fails manuālai nosaukuma kartēšanai uz IP adresi. Tīkla pārstartēšana. Ugunssienas likumu apskate. Bezvadu tīklu diagnostika.

Praktiskie darbi

1. 7. Patstāvīgais darbs

12. lekcija: Noslēguma apskats

Praktiskie darbi

1. 8. Patstāvīgais darbs
2. Kursa gala aptauja

Saites

• http://www-inst.eecs.berkeley.edu/~ee122/fa11/
• Guide to IP Layer Network Administration with Linux