Náplň predmetu

Počítačové siete majú v súčasnej dobe mimoriadny význam a veľký potenciál ďalšieho rozširovania do budúcnosti - aj v súvislosti s internetom vecí. Predmet Počítačové siete poskytuje hlboké teoretické znalosti, ktoré sú zároveň v bohatej miere implementované prakticky. Okrem vlastných zdrojov je k dispozícii aj portál NetAcad projektu Cisco Academy, no nadobudnuté znalosti prakticky uplatňujeme pri riešení modelových situácií na zariadeniach MikroTik - fyzických i virtualizovaných.

Primárnym cieľom tohto predmetu je príprava do praxe nielen pre pozíciu sieťového technika, ale aj architekta počítačových sietí a sieťového správcu. Poskytuje všeobecný prehľad na teoretickej úrovni, no predovšetkým aj praktické poznatky z využívania aktuálne dostupných sieťových technológií. Umožňuje získať praktické zručnosti a flexibilitu pri riešení rôznych problémov. Vedie k pochopeniu základných pojmov, postupov a technológií využívaných v počítačových sieťach. Upozorňuje tiež na možné bezpečnostné riziká a predstavuje spôsoby ochrany.

Absolvent predmetu získa schopnosť samostatne navrhnúť vyhovujúce riešenie počítačovej siete, konfigurovať sieťové komponenty podľa požiadaviek, diagnostikovať problémy a odstrániť ich.

Predmet je rozdelený do dvoch ročníkov (2. a 3. ročník). Náplň prvej časti predmetu (2. ročník) obsahuje základné znalosti, ktoré potrebuje každý sieťar.

Podrobnejšia náplň jednotlivých kapitol 1. časti

1. Základy počítačových sietí - Zoznámime sa so základnými komponentami počítačovej siete a naučíme sa rozumieť základným pojmom a princípom. Rámcovo spoznáme úlohy rôznych zariadení siete (napr. server, prepínač, smerovač, modem, bezdrôtový prístupový bod, firewall), oboznámime sa s fyzickou a logickou topológiou siete, rozdelením podľa rozľahlosti, s niektorými typmi sietí a so spôsobmi pripojenia k internetu. Zamyslíme sa nad základnými kritériami spoľahlivej siete a spoznáme aktuálne trendy v oblasti počítačových sietí. V závere sa stručne zoznámime s adresovaním v počítačových sieťach (čo sú to MAC adresy, IP adresy so sieťovou maskou, doménové mená), s potrebnými údajmi pre nastavenie sieťového zariadenia a so základnými diagnostickými príkazmi.

2. Základná konfigurácia zariadenia - Spoznáme základné spôsoby konfigurácie sieťových zariadení (CLI a GUI) a vyskúšame si ich na zariadeniach rôznych výrobcov, využijeme pri tom aj rôzne typy káblov pre pripojenie po sériovej linke. Následne vykonáme základnú konfiguráciu zariadenia Cisco a trochu komplexnejšiu konfiguráciu zariadenia MikroTik, na ktorom overíme aj pripojenie do lokálnej siete a internetu.

3. Sieťové protokoly - V tejto krátkej teoretickej kapitole si vysvetlíme úlohu protokolov, spoznáme referenčný model OSI so siedmimi vrstvami a procesy, ktoré sa vykonávajú s údajmi prenášanými po sieti (segmentácia, multiplexovanie, zapuzdrovanie). Pozrieme sa trochu detailnejšie na adresovanie v sieťach a porovnáme procesy pri komunikácii v rámci jednej siete a medzi sieťami.

4. Fyzická vrstva siete - Budeme sa zaoberať problematikou kódovania údajov a generovania signálov pre rôzne médiá, spoznáme rýchlostné parametre sietí. Ďalej sa aj prakticky zoznámime s metalickými a optickými káblami, porovnáme ich vlastnosti a možnosti. Rozlíšime rôzne typy metalických káblov pre ethernet a na kábel nasadíme konektory pre vytvorenie funkčného spojenia. Spoznáme rôzne optické káble (SM / MM, rôzne vyhotovenia podľa počtu vlákien), optické konektory a ich formy (LC / SC, UPC / APC), ale aj základné pojmy (patch kábel, patch panel, pigtail, modul SFP, WDM). Naučíme sa rozumieť údajom o útlme signálu v dB a o možnostiach vytvorenia optického spoju. V závere sa stručne zoznámime aj s technológiami bezdrôtových sietí pre LAN, PAN, MAN a IoT a ich špecifikami v porovnaní s káblovými sieťami.

5. Spojová vrstva a prepínač - Začneme oboznámením sa s princípmi prenosu rámcov na L2 (problematika duplexu a prístupov CSMA/CD a CSMA/CA), detailnejšie spoznáme MAC adresy a protokol ARP. Podrobne sa budeme venovať fungovaniu prepínača, naučíme sa rozlišovať rôzne typy prepínačov a ich parametre. Následne nakonfigurujeme zariadenie MikroTik do úlohy prepínača, porovnáme softvérovú a hardvérovú implementáciu. Vyskúšame si, čo sa deje pri vytvorení slučky v sieti a zoznámime sa s prostriedkami pre jej zamedzenie (Loop Protect), či pre umožnenie redundancie (RSTP).

6. Bezdrôtové siete - V úvode sa oboznámime s technológiami bezdrôtových sietí rôznych rozsahov (od WPAN po WWAN), následne sa budeme podrobne venovať jednotlivým štandardom sietí Wi-Fi, ich dosahovaným rýchlostiam podľa šírky frekvenčného pásma a počtu prenosových prúdov. Zoznámime sa so základnými komponentami Wi-Fi siete, so základnými parametrami antén, s princípmi fungovania a pojmami, s ktorými sa pri konfigurácii stretneme. Nakonfigurujeme Wi-Fi klienta, zoznámime sa so zabezpečením prenosu a s optimalizáciou využívania frekvenčných kanálov. Vytvoríme si prístupový bod (AP), pridáme ďalšie virtuálne AP a budeme aj prakticky merať prenosové rýchlosti pri rôznom nastavení. Stručne sa oboznámime aj s možnosťami hromadného spravovania väčšieho množstva prístupových bodov (CAPsMAN, UniFi Controller).

7. Sieťová vrstva a smerovač - Táto kapitola sa venuje azda najdôležitejšiemu sieťovému prvku - smerovaču. Porozumieme základným princípom smerovania paketov na L3 a nakonfigurujeme si svoj smerovač pre statické smerovanie. Podrobnejšie sa budeme zaoberať IPv4 adresami - všetkými možnosťami sieťových masiek a rôznymi špeciálne vyhradenými rozsahmi adries. Naučíme sa využívať rôzne prostriedky pre overenie L3 spojenia a diagnostikovať potenciálne problémy. V závere si vytvoríme vlastnú LAN, nakonfigurujeme pre ňu aj DHCP server a naučíme sa rozdeľovať IPv4 sieť na menšie nekolidujúce podsiete s využitím VLSM.

8. Protokol IPv6 - V poslednej kapitole si predstavíme IPv6 protokol a adresy - ich rôzne typy a možnosti prideľovania. Pripojíme sa do internetu cez IPv6 a vytvoríme tiež podsiete LAN s IPv6.