Komunikacijski protokoli

Opis predmeta

Telekomunikacijska storitev (uporabnik in izvajalec storitve, specifikacija storitve, kakovost storitve, točka dostopa do storitve, primitivi). Protokol (protokol kot implementacija storitve, protokolni osebki, protokol kot jezik, specifikacija protokola). Protokolna sporočila in njihova sestava. Sestavine in lastnosti protokola. Protokolni sklad (principi, model OSI, sklad TCP/IP, ATM, LTE, komunikacijske ravnine, tuneliranje). Učinkovitost protokola in protokolnega sklada. Osnovne naloge protokolov. Oblikovanje in prepoznavanje protokolnih sporočil (prepoznavanje pri sinhronem in asinhronem prenosu, transparentni prenos). Protokoli za zagotavljanje zanesljivega prenosa (odkrivanje in odpravljanje napak, popravljanje napak pri sprejemu, ponovno pošiljanje sporočil, hibridne metode odpravljanja napak). Protokoli s ponovnim pošiljanjem sporočil (protokol s čakanjem, protokoli z drsečim oknom). Krmiljenje pretoka in zamašitev. Drobljenje in ponovno sestavljanje sporočil. Usklajevanje stanja (dvojni dogovor, trojni dogovor, reševanje konfliktov). Transportni sloj v internetu (protokoli TCP, UDP in SCTP). Internetni sloj (protokoli IPv4, IPv6 in ICMP). Mehanizmi za dostop do skupnega medija (Aloha, CSMA/CA, CSMA/CD). Protokoli lokalnih omrežij (Ethernet, WLAN). Protokoli mobilnih omrežij (radijski dostopovni del mobilnega omrežja LTE). Aplikacijski protokoli (DNS, DHCP, HTTP in drugi).

Predmet učimo na programih

Elektrotehnika 1. stopnja

Cilji in kompetence

Cilj predmeta je študentu predstaviti principe in metode prenosa sporočil skozi komunikacijski sistem. Študent spozna pomen telekomunikacijskih storitev in protokolov ter protokolnih skladov ter tehnike za specifikacijo in načrtovanje protokolov. Poseben poudarek je namenjen mehanizmom za zagotavljanje zanesljivega prenosa sporočil. V okviru predmeta so podrobneje obravnavani tudi nekateri pomembnejši protokoli. Pridobljeno znanje v praksi služi kot osnova pri izbiri ali načrtovanju protokola, primernega za rešitev danih komunikacijskih problemov.

Metode poučevanja in učenja

Pri predavanjih študenti spoznavajo teoretične osnove, ki jih utrjujejo na podlagi številnih zgledov. V okviru laboratorijskih vaj študenti spoznavajo praktične vidike protokolov s pomočjo specifikacij protokolov, simulacij učinkovitosti protokolov, poskusov z nekaterimi protokoli aplikacijskega sloja v protokolnem skladu TCP/IP ter protokolno analizo s programom Wireshark. Študenti morajo samostojno izdelati seminarsko nalogo (implementacija aplikacijskega protokola in njegova specifikacija v enem izmed formalnih jezikov). Nalogo morajo zagovarjati, kar je pogoj za opravljene laboratorijske vaje.

Predvideni študijski rezultati

Po uspešno opravljenem predmetu naj bi bili študenti zmožni:

razložiti splošne principe in konkretne metode prenosa sporočil skozi komunikacijski sistem
prepoznati pomen plasti v protokolnih skladih in njihove konkretne naloge
identificirati lastnosti protokola, primernega za opravljanje določene komunikacijske naloge
ovrednotiti prometne lastnosti danega protokola

Temeljni viri in literatura

Jakus, G., Komunikacijski protokoli, učbenik v pripravi
Stallings, W., Data and Computer Communications, 10th Ed., Pearson, 2014
Kurose, J., Ross, K., Computer Networking: A Top-Down Approach, 8th Ed., Pearson, 2022
Hercog, D., Communication Protocols: Principles, Methods and Specifications, 1st Ed., Springer, 2020
Jakus, G., Tomažič, S., Long term evolution (LTE) of mobile radio communications. V: Furht, B (ur.). Encyclopedia of wireless and mobile communications. Boca Raton; New York: Taylor & Francis, cop. 2008.