Διδάσκων: Βασίλης Μάγκλαρης, Ομότιμος Καθηγητής Ε.Μ.Π.
Συνδιδακαλία: Μαίρη Γραμματικού, ΕΔΙΠ ΣΗΜΜΥ Ε.Μ.Π., Δημήτρης Καλογεράς, Ερευνητής ΕΠΙΣΕΥ – Ε.Μ.Π.
Υποστήριξη: Υποψήφιοι Διδάκτορες Νίκος Κωστόπουλος, Δημήτρης Πανταζάτος
Περιγραφή:
Το μάθημα εισάγει τον σπουδαστή στις αρχιτεκτονικές Διαχείρισης Δικτύων (Network Management) με έμφαση στα δίκτυα και πρωτόκολλα Internet. Καλύπτονται ευφυείς μέθοδοι βασισμένες στο λογισμικό για την αυτοματοποίηση εργασιών διαχείρισης που βρίσκουν ιδιαίτερη εφαρμογή σε σύγχρονα κέντρα δεδομένων (data centers). Οι παραδόσεις πλαισιώνονται από εργαστηριακές ασκήσεις και αποθηκευμένο πολυμεσικό υλικό online (συγχρονισμένες διαλέξεις – video/audio και διαφάνειες) μέσω του εργαλείου SeLCont. Το υλικό είναι ανοιχτά προσπελάσιμο στο δικτυακό τόπο www.netmode.ntua.gr.
Η ύλη περιλαμβάνει:
(1) Το πρότυπο αναφοράς FCAPS: Διαχείριση Βλαβών (Fault Management), Διάρθρωσης (Configuration), Λογιστικής (Accounting), Επιδόσεων (Performance) και Ασφαλείας (Security)
(2) Ανασκόπηση των πρωτοκόλλων TCP/IP και σύγχρονες κατευθύνσεις σε οπτικά δίκτυα κορμού, δίκτυα ευρυζωνικής πρόσβασης τοπικά δίκτυα (LAN), υπολογιστικά νέφη (Clouds), Data Centers, Content Delivery Networks (CDNs). Αναφορά στο τοπικό δίκτυο του Ε.Μ.Π., το Εθνικό Δίκτυο Υποδομών Τεχνολογίας & Έρευνας (GRNET) και το Πανευρωπαϊκό Ακαδημαϊκό – Ερευνητικό Δίκτυο GÉANT
(3) Παγκόσμια διάρθρωση του Internet, διασύνδεση των παρόχων υπηρεσιών Internet (Internet Service Providers – ISPs), το Border Gateway Protocol (BGP)
(4) Διαχείριση δικτύων TCP/IP (Intranet/Internet) με τα πρωτόκολλα SNMP
(5) Διαχείριση και λειτουργία σε επίπεδα πρωτοκόλλων χαμηλότερα του IP, μεταγωγή Ethernet και εικονικά τοπικά δίκτυα (VLAN)
(6) Αυτοματοποιημένες διεργασίες καταγραφής (monitoring, πρωτόκολλα NetFlow και sFlow), τηλεμετρίας (streaming telemetry και In-band Network Telemetry)
(7) Ο ρόλος των Data Models, δομές YANG για ευφυή προγραμματιζόμενα δικτυακά στοιχεία, διαχειριστικά εργαλεία NETCONF και RESTCONF
(8) Διαχείριση ασφαλείας: Συμμετρική, ασύμμετρη και υβριδική κρυπτογραφία. Ψηφιακά πιστοποιητικά, υποδομές δημοσίου κλειδιού (Public Key Infrastructures – PKI), υποδομές ταυτοποίησης και εξουσιοδότησης (Authentication & Authorization Infrastructures – ΑΑΙ). Firewalls και ανίχνευση επιθέσεων και ανωμαλιών
(9) Διαστασιολόγηση και μετρήσεις σε εικονικά και οπτικά ιδιωτικά δίκτυα (Virtual Private Networks – VPN). Αρχιτεκτονικές υπολογιστικού νέφους (Cloud Architecture), διαχείριση ενοποιημένων υποδομών Πληροφορικής και Επικοινωνιών (Information & Communication Techonologies – ICT)
(10) Ευφυή δίκτυα: Παροχή ολοκληρωμένων υπηρεσιών σε δίκτυα IP (Voice over IP – VoIP, Triple Play Next Generation Networks). Δίκτυα οριζόμενα από Λογισμικό (Software Defined Networks – SDN), ευφυείς διαδικασίες ελέγχου (πρωτόκολλο OpenFlow)
(11) Προγραμματισμός δικτυακών συσκευών σε επίπεδο δεδομένων (data plane programmability), η γλώσσα προγραμματισμού ειδικού σκοπού P4, εφαρμογές ασφαλείας και αποδοτικής διαχείρισης κίνησης σε κέντρα δεδομένων (Data centers)
(12) Network Management as a Service, Digital Twinning και εξομοίωση (emulation) σε διεθνή δίκτυα πιλοτικών δοκιμών
(13) Εξέλιξη σύγχρονων δικτυακών υποδομών (fixed mobile convergence), αρχιτεκτονικές κινητής τηλεφωνίας, Internet of Things (IoT)
Οι σπουδαστές ασκούνται στη χρήση εργαλείων λογισμικού διαχείρισης στο τοπικό δίκτυο του Ε.Μ.Π. και σε διεθνή δίκτυα παροχής εικονικών υποδομών (GRNET Okeanos, GÉANT). Οι εργαστηριακές ασκήσεις παρουσιάζονται στα εργαστήρια προσωπικών υπολογιστών του Ιδρύματος (PC Labs).
Υλικό Μαθήματος:
Ενδεικτική Βιβλιογραφία:
- L. Peterson, C. Cascone, B. O’Connor, T. Vachuska & B. Davie, “Software-Defined Networks: A Systems Approach”, Systems Approach LLC, 2021 (available: https://sdn.systemsapproach.org/)
- J. Kurose & S. Ross, “Computer Networking: A Top-Down Approach”, 8th edition, Pearson Education, 2021
- J. Kurose & S. Ross, “Δικτύωση Υπολογιστών: Πρεσέγγιση από Πάνω προς τα Κάτω”, 8η Έκδοση, Μ. Γκιούρδας, 2021
- B. Claise, J. Clarke & J. Lindblad, “Network Programmability with YANG”, Addison-Wesley, 2019
- K. Abuelenain, J. Doyle, A. Karneliuk & V. Jain, “Network Programmability & Automation Fundamentals”, Cisco Press, 2021
- J. Edelman, S.S. Lowe & M. Oswalt, “Network Programmability & Automation”, O’Reilly Media Inc., 2018
Εργαστήριο (30% της συνολικής βαθμολογίας)
Τελική Εξέταση (70% της συνολικής βαθμολογίας)
Ανοικτά Βιβλία και Σημειώσεις