Datornät och distribuerade system, 8 hp
Computer Networks and Distributed Systems, 8 credits
TDTS04
Huvudområde
Datateknik ProgrammeringUtbildningsnivå
GrundnivåKurstyp
ProgramkursExaminator
Andrei GurtovStudierektor eller motsvarande
Patrick LambrixUndervisningstid
Preliminär schemalagd tid: 54 hRekommenderad självstudietid: 159 h
Tillgänglig för utbytesstudenter
JaHuvudområde
Datateknik, ProgrammeringUtbildningsnivå
GrundnivåFördjupningsnivå
G2XKursen ges för
- Högskoleingenjör i datateknik
- Civilingenjör i industriell ekonomi - internationell
- Civilingenjör i industriell ekonomi
- Innovativ programmering, kandidatprogram
Förkunskapskrav
OBS! Tillträdeskrav för icke programstudenter omfattar vanligen också tillträdeskrav för programmet och ev. tröskelkrav för progression inom programmet, eller motsvarande.
Rekommenderade förkunskaper
Kunskaper i C, C++ eller Java krävs för att klara av laborationerna i kursen. Studenten förutsätts kunna konstruera och testa program i Unix/Solaris-miljö.Lärandemål
Datornät spelar en allt viktigare roll i samhället. Det förutspås att det kommer att vara 50 miljarder enheter anslutna till Internet år 2020. Med en enorm ökning av antalet trådbundna och trådlösa enheter anslutna via Internet, samt förbättrad bandbredd och datorkapacitet, går vi mot ett samhälle där användare förväntar sig att få tillgång till vad de vill, precis närsomhelst och varsomhelst. För att möjliggöra denna utveckling och alla de nya tjänster som tillhandahålls över Internet (t.ex. sociala nätverk, strömmande video och "Internet av saker") är det därför viktigt för dagens studenter inom datavetenskap att ha en god förståelse för datornätverk.
TDTS04 är en grundläggande kurs i datornät och distribuerade system. Kursen behandlar grunderna för hur ett nätverk och dess tillämpningar fungerar, vad ett protokoll är, hur de fungerar och vad de viktigaste användningsområdena för Internet är. Kursen omfattar även grunderna i distribuerade system, och en del av de designavvägningar som dessa system ofta måste ta hänsyn till. I labbarna kommer du att lära dig mer om mekanismerna inom vissa av de viktigaste och mest grundläggande Internetprotokollen, samt viss grundläggande programmering inom distribuerade system. Den slutliga examinationen kommer att testa din förståelse och kunskap om ämnet. Efter kursen förväntas du kunna:
- Förklara, beskriv, och analysera en typisk nätarkitektur, inklusive vikten av nätverkslager och inkapsling
- Förklara de olika grundläggande typer av protokoll, kommunikationskanaler och nätverkstyper
- Beskriva and analysera de vanligaste applikationslager protokolen och arkitekturerna på Internet, hur de fungerar, och de tjänster de erbjuder
- Analysera och förklara viktiga design överväganden vid transportlagret, inklusive att kunna beskriva hur TCP:s flödeskontroll och kongestionkontroll fungerar, samt hur tillförlitlig dataöverföring implementeras i TCP
- Motivera och förklara hur routing och vidarebefordran genomförs på Internet, inklusive att kunna beskriva hur IP-adressering och fragmentering fungerar
- Beskriva och förklara olika länklager teknik och hur de fungerar
- Definiera vad ett distribuerat system är och dess viktigaste mål
- Förklara relationen mellan arkitektur, processer, och kommunikation
- Exemplifiera olika typer av öppenhet, skalning tekniker
- Analysera och förklara några av de grundläggande skillnaderna i olika systemarkitekturer
- Beskriva och förklara hur man kan uppnå synkronisering, konsistens och replikering
- Konstruera, motivera och förklara designen olika typer om distribuerade systemarkitekturer, inklusive objektbaserade distribuerade system (t.ex. med hjälp av CORBA och Java RMI), och webbaserade distribuerade system (inklusive hur en proxycache fungerar)
Kursinnehåll
Grunder för distribuerade system, definitioner, transparens, skalbarhet, arkitekturer, exekveringstekniker för fjärrkod (rpc och portmappning) och socket-baserad kommunikation mellan processer. Fallgropar vid implementering av distribuerade system. Objektbaserade distribuerade system (Corba och Java RMI) och webbaserade distribuerade system (http och webbtjänster). Kommunikations- och processmodeller, namngivning, synkronisering, konsistens, cachning, replikering och feltolerans. UTC, NTP. Lamport- och vektorklockor. Ömsesidig uteslutning. Applikationsarkitekturer: klient-server (centraliserade, decentraliserade/p2p, flernivåarkitekturer) och hybrid, exemplifierade med http, e-post, filöverföring, DNS, Bittorrent och Skype. CDN och Akamai. Protokollterminologi. Protokollagerkonceptet. Referensmodeller för nätarkitekturer. Systemarkitekturer. Tillämpningsområden för datornät och distribuerade system och exempel på kommersiella nättjänster. Nättyper, deras kännetecken och komponenter (router, switch, repeater, hubb). Protokollmekanismer och kanaler. Accessnättekniker. Olika typer av MAC-protokoll. Kollisionsdomänkonceptet. Sliding window-protokollet. Feldetektering. Lokala nät (IEEE 802.3). Trådlösa nät (Bluetooth, WiFi och WiMax). Utökning av LAN. Internet och standardisering. TCP/IP-protokollfamiljen. Distansvektor- och länktillståndsroutning. ICMP. ARP. NAT. DHCP. Namngivning, adressering och routning på Internet. TCP:s återsändningstimer, flödeskontroll och stockningskontroll. Pålitlig dataöverföring i TCP. Trevägshandskakning. Nätprestandafrågor. Internettillämpningar (domännamnssystemet, e-post, filöverföring, webben och nätunderhåll). IP-telefoni. P2P-nät. DHT-datastrukturen. Internethistoria. Internetdesignprinciper. LAN-bakgrund. Utvecklingstrender.
Undervisnings- och arbetsformer
Kursen består av föreläsningar och laborationstillfällen.
Examination
LAB1 | En laborationskurs | 3 hp | U, G |
TEN1 | En skriftlig tentamen | 5 hp | U, 3, 4, 5 |
Betygsskala
Fyrgradig skala, LiU, U, 3, 4, 5Övrig information
Påbyggnadskurser: Avanserade nätverk; Systeminstallation. |
Kursen bedrivs på ett sådant sätt att både mäns och kvinnors erfarenhet och kunskaper synliggörs och utvecklas.
Planering och genomförande av kurs skall utgå från kursplanens formuleringar. Den kursvärdering som ingår i kursen skall därför genomföras med kursplanen som utgångspunkt.
Institution
Institutionen för datavetenskapStudierektor eller motsvarande
Patrick LambrixExaminator
Andrei GurtovKurshemsida och andra länkar
http://www.ida.liu.se/~TDTS04/Undervisningstid
Preliminär schemalagd tid: 54 hRekommenderad självstudietid: 159 h
Kurslitteratur
Huvudbok: Kurose, J. F. & Ross, K. W. (2012), Computer networking: a top-down approach. Sixth Edition. Pearson.Kod | Benämning | Omfattning | Betygsskala |
---|---|---|---|
LAB1 | En laborationskurs | 3 hp | U, G |
TEN1 | En skriftlig tentamen | 5 hp | U, 3, 4, 5 |
Kursplan
För varje kurs finns en kursplan. I kursplanen anges kursens mål och innehåll samt de särskilda förkunskaper som erfordras för att den studerande skall kunna tillgodogöra sig undervisningen.
Schemaläggning
Schemaläggning av kurser görs efter, för kursen, beslutad blockindelning. För kurser med mindre än fem deltagare, och flertalet projektkurser läggs inget centralt schema.
Avbrott på kurs
Enligt rektors beslut om regler för registrering, avregistrering samt resultatrapportering (Dnr LiU-2015-01241) skall avbrott i studier registreras i Ladok. Alla studenter som inte deltar i kurs man registrerat sig på är alltså skyldiga att anmäla avbrottet så att kursregistreringen kan
tas bort. Avanmälan från kurs görs via webbformulär, www.lith.liu.se/for-studenter/kurskomplettering?l=sv.
Inställd kurs
Kurser med få deltagare ( < 10) kan ställas in eller organiseras på annat sätt än vad som är angivet i kursplanen. Om kurs skall ställas in eller avvikelse från kursplanen skall ske prövas och beslutas detta av programnämnden.
Föreskrifter rörande examination och examinator
Se särskilt beslut i regelsamlingen: http://styrdokument.liu.se/Regelsamling/VisaBeslut/622678
Examination
Tentamen
Skriftlig och muntlig tentamen ges minst tre gånger årligen; en gång omedelbart efter kursens slut, en gång i augustiperioden samt vanligtvis i en av omtentamensperioderna. Annan placering beslutas av programnämnden.
Principer för tentamensschemat för kurser som följer läsperioderna:
- kurser som ges Vt1 förstagångstenteras i mars och omtenteras i juni och i augusti
- kurser som ges Vt2 förstagångstenteras i maj och omtenteras i augusti och i oktober
- kurser som ges Ht1 förstagångstenteras i oktober och omtenteras i januari och augusti
- kurser som ges Ht2 förstagångstenteras i januari och omtenteras i påsk och i augusti
Tentamensschemat utgår från blockindelningen men avvikelser kan förekomma främst för kurser som samläses/samtenteras av flera program.
- För kurser som av programnämnden beslutats vara vartannatårskurser ges tentamina 3 gånger endast under det år kursen ges.
- För kurser som flyttas eller ställs in så att de ej ges under något eller några år ges tentamina 3 gånger under det närmast följande året med tentamenstillfällen motsvarande dem som gällde före flyttningen av kursen.
- Har undervisningen upphört i en kurs ges under det närmast följande året tre tentamina samtidigt som tentamen ges i eventuell ersättningskurs, alternativt i samband med andra omtentamina. Dessutom ges tentamen ytterligare en gång under det därpå följande året om inte programnämnden föreskriver annat.
- Om en kurs ges i flera perioder under året (för program eller vid skilda tillfällen för olika program) beslutar programnämnden/programnämnderna gemensamt om placeringen av och antalet omtentamina.
Anmälan till tentamen
För deltagande i tentamina krävs att den studerande gjort förhandsanmälan i Studentportalen under anmälningsperioden, dvs tidigast 30 dagar och senast 10 dagar före tentamensdagen. Anvisad sal meddelas fyra dagar före tentamensdagen via e-post. Studerande, som inte förhandsanmält sitt deltagande riskerar att avvisas om plats inte finns inom ramen för tillgängliga skrivningsplatser.
Teckenförklaring till tentaanmälningssystemet:
** markerar att tentan ges för näst sista gången
* markerar att tentan ges för sista gången
Ordningsföreskrifter för studerande vid tentamensskrivningar
Se särskilt beslut i regelsamlingen: http://styrdokument.liu.se/Regelsamling/VisaBeslut/622682
Plussning
Vid Tekniska högskolan vid LiU har studerande rätt att genomgå förnyat prov för högre betyg på skriftliga tentamina samt datortentamina, dvs samtliga provmoment med kod TEN och DAT. På övriga examinationsmoment ges inte möjlighet till plussning, om inget annat anges i kursplan.
Andra examinationsformer
För regler för omprov vid andra examinationsformer än skriftliga tentamina hänvisas till LiU-föreskrifterna för examination och examinator, http://styrdokument.liu.se/Regelsamling/VisaBeslut/622678.
Försök till vilseledande
Vid grundad misstanke om att en student försökt vilseleda vid examination eller när en studieprestation ska bedömas ska enligt Högskoleförordningens 10 kapitel examinator anmäla det vidare till universitetets disciplinnämnd. Möjliga konsekvenser för den studerande är en avstängning från studierna eller en varning. För mer information se www.liu.se/disciplinnamnden.
Betyg
Företrädesvis skall betygen underkänd (U), godkänd (3), icke utan beröm godkänd (4) och med beröm godkänd (5) användas. Kurser som styrs av tekniska fakultetsstyrelsen fastställt tentamensschema skall därvid särskilt beaktas.
- Kurser med skriftlig tentamen skall ge betygen (U, 3, 4, 5).
- Kurser med stor del tillämpningsinriktade moment såsom laborationer, projekt eller grupparbeten får ges betygen underkänd (U) eller godkänd (G).
Examinationsmoment
- Skriftlig tentamen (TEN) skall ge betyg (U, 3, 4, 5).
- Examensarbete samt självständigt arbete ger betyg underkänd (U) eller godkänd (G).
- Examinationsmoment som kan ge betygen underkänd (U) eller godkänd (G) är laboration (LAB), projekt (PRA), kontrollskrivning (KTR), muntlig tentamen (MUN), datortentamen (DAT), uppgift (UPG).
- Övriga examinationsmoment där examinationen uppfylls framför allt genom aktiv närvaro som annat (ANN), basgrupp (BAS) eller moment (MOM) ger betygen underkänd (U) eller godkänd (G).
Rapportering av den studerandes examinationsresultat sker på respektive institution.
Regler
Universitetet är en statlig myndighet vars verksamhet regleras av lagar och förordningar, exempelvis Högskolelagen och Högskoleförordningen. Förutom lagar och förordningar styrs verksamheten av ett antal styrdokument. I Linköpings universitets egna regelverk samlas gällande beslut av regelkaraktär som fattats av universitetsstyrelse, rektor samt fakultets- och områdesstyrelser.
LiU:s regelsamling angående utbildning på grund- och avancerad nivå nås på http://styrdokument.liu.se/Regelsamling/Innehall/Utbildning_pa_grund-_och_avancerad_niva.
Ladda ner
I | U | A | Moduler | Kommentar | ||
---|---|---|---|---|---|---|
1. ÄMNESKUNSKAPER | ||||||
1.1 Kunskaper i grundläggande (motsvarande G1X) matematiska och naturvetenskapliga ämnen |
|
|
|
|||
1.2 Kunskaper i grundläggande (motsvarande G1X) teknikvetenskapliga ämnen |
X
|
X
|
X
|
TEN1
|
Förkunskaper C, C++ eller Java & Unixmiljö |
|
1.3 Fördjupade kunskaper (motsvarande G2X), metoder och verktyg inom något/några teknik- och naturvetenskapliga ämnen |
|
X
|
|
LAB1
|
Implementera distribuerade system i nätverk |
|
1.4 Väsentligt fördjupade kunskaper (motsvarande A1X), metoder och verktyg inom något/några teknik- och naturvetenskapliga ämnen |
|
|
|
|||
1.5 Insikt i aktuellt forsknings- och utvecklingsarbete |
|
|
|
|||
2. INDIVIDUELLA OCH YRKESMÄSSIGA FÄRDIGHETER OCH FÖRHÅLLNINGSSÄTT | ||||||
2.1 Analytiskt tänkande och problemlösning |
X
|
X
|
|
LAB1
TEN1
|
Nätprestandaberäkningar |
|
2.2 Experimenterande och undersökande arbetssätt samt kunskapsbildning |
|
X
|
X
|
LAB1
TEN1
|
Relatera labblösningar till teori |
|
2.3 Systemtänkande |
|
X
|
X
|
LAB1
TEN1
|
Centralt |
|
2.4 Förhållningssätt, tänkande och lärande |
|
X
|
X
|
LAB1
|
Programmering och planering av ti |
|
2.5 Etik, likabehandling och ansvarstagande |
|
|
|
|||
3. FÖRMÅGA ATT ARBETA I GRUPP OCH ATT KOMMUNICERA | ||||||
3.1 Arbete i grupp |
|
|
X
|
Labgrupper |
||
3.2 Kommunikation |
|
|
X
|
Labgrupper |
||
3.3 Kommunikation på främmande språk |
|
|
|
|||
4. PLANERING, UTVECKLING, REALISERING OCH DRIFT AV TEKNISKA PRODUKTER OCH SYSTEM MED HÄNSYN TILL AFFÄRSMÄSSIGA OCH SAMHÄLLELIGA BEHOV OCH KRAV | ||||||
4.1 Samhälleliga villkor, inklusive ekonomiskt, socialt och ekologiskt hållbar utveckling |
X
|
|
|
Trender för nät och distribuerade system |
||
4.2 Företags- och affärsmässiga villkor |
|
|
|
|||
4.3 Att identifiera behov samt strukturera och planera utveckling av produkter och system |
|
X
|
X
|
LAB1
|
Programmering i labbar |
|
4.4 Att konstruera produkter och system |
|
X
|
|
LAB1
|
Programmering i labbar |
|
4.5 Att realisera produkter och system |
X
|
X
|
|
LAB1
|
Programmering i labbar |
|
4.6 Att ta i drift och använda produkter och system |
|
|
|
|||
5. PLANERING, GENOMFÖRANDE OCH PRESENTATION AV FORSKNINGS- ELLER UTVECKLINGSPROJEKT MED HÄNSYN TILL VETENSKAPLIGA OCH SAMHÄLLELIGA BEHOV OCH KRAV | ||||||
5.1 Samhälleliga villkor, inklusive ekonomiskt, socialt och ekologiskt hållbar utveckling för kunskapsutveckling |
|
|
|
|||
5.2 Ekonomiska villkor för kunskapsutveckling |
|
|
|
|||
5.3 Att identifiera behov samt strukturera och planera forsknings- eller utvecklingsprojekt |
|
|
|
|||
5.4 Att genomföra forsknings- eller utvecklingsprojekt |
|
|
|
|||
5.5 Att redovisa och utvärdera forsknings- eller utvecklingsprojekt |
|
|
|
Denna flik innehåller det material som är publikt i Lisam. Den information som publiceras här är inte juridiskt bindande, sådant material hittar du under övriga flikar på denna sida.
Det finns inga filer att visa.