K-INFO
HU
EN
Belépés
Tantárgy » BMEVITMAC12
Régebbi verziók TAD letöltése (PDF)

Cloud Native hálózati funkciók fejlesztése

Development of Cloud Native Network Functions
A tantárgyleírás hatályossága
Hatályosság kezdete:
2026. March 21.
Hatályosság vége:
—
Tantárgy neve (magyarul, angolul)
Cloud Native hálózati funkciók fejlesztése
Development of Cloud Native Network Functions
Tantárgykód BMEVITMAC12
Tantárgyjelleg —
Képzési szint —
Kurzustípusok és óraszámok (heti/féléves)
Kurzustípus elmélet gyakorlat laboratóriumi gyakorlat
óraszám (heti) 2 2 0
jelleg (kapcsolt/önálló) — kapcsolt —
Tanulmányi teljesítmény/értékelés típusa vizsga
Tantárgy kreditértéke 5
Tantárgyfelelős
DR. Sonkoly Balázs
beosztás: egyetemi docens
Tantárgyat gondozó oktatási szervezeti egység
Távközlési és Mesterséges Intelligencia Tanszék
Kar Villamosmérnöki és Informatikai Kar
Tantárgy weboldala —
Tantárgy elsődleges mintatantervi jellege —
Közvetlen előkövetelmények – Erős előkövetelmény nincs
Közvetlen előkövetelmények – Gyenge előkövetelmény nincs
Közvetlen előkövetelmények – Párhuzamos előkövetelmény nincs
Közvetlen előkövetelmények – Mérföldkő előkövetelmény nincs
Közvetlen előkövetelmények – Kizáró feltétel nincs

Célkitűzés

Tantárgyprogram
Az előadások részletes tematikája:

1. Bevezetés, történeti áttekintés. Microservice alapú szoftvertervezés, előnyök, hátrányok és következmények. Microservice alapú alkalmazások: gyakorlati példák demók.
2. Cloud Native és "serverless computing", különböző megvalósítási opciók: konténer alapú (CaaS) vs. függvény alapú (FaaS) modellek. A Cloud Native paradigma szerepe az 5G és jövőbeli 6G mobilhálózatokban.
3. Publikus CaaS/FaaS platformok (AWS, GCP, Azure) és privát, open source megoldások (Kubernetes, Knative). Hibrid elrendezések. Előnyök, hátrányok.
4. Biztonsági kérdések, hozzáférés szabályozása (felhasználók és szoftverkomponensek között). Gyakorlati példák - AWS: EC2 (Elastic Compute Cloud), Security Groups, VPC (Virtual Private Cloud), Identity and Access Management. Gyakorlati példák - Kubernetes: Pods, Services, API Server.
5. Peremfelhő (edge cloud) kiterjesztések CaaS/FaaS platformokhoz késleltetésérzékeny alkalmazások támogatására, az 5G/6G mobilhálózatok találkozása a felhő rendszerekkel. Mit jelent mindez az alkalmazások szempontjából.
6. Alapvető hálózati technológiák és hálózati funkciók CaaS/FaaS platformokhoz: címfordítás, csomagszűrés, DHCP, DNS, Software-Defined Networking (SDN), Network Function Virtualization (NFV).
7. A különböző platformszolgáltatások és felhő API-k használata az alkalmazásokban, elérhető SDK-k. Konkrét megoldások bemutatása különböző programozási nyelvű példákon keresztül.
8. Storage és Database szolgáltatások. Gyakorlati példák - AWS: EBS (Elastic Block Store), S3, DynamoDB, ElastiCache (Redis, Memcached).
9. Eseményvezérelt programozás felhő környezetben, FaaS modell és gyakorlati megvalósításai, előnyök, hátrányok. Alkalmazási példák bemutatása különböző felhasználási területekről.
10. Gyakorlati példák - AWS: Lambda, API Gateway, SQS, SNS, Step Functions. Gyakorlati példák - Kubernetes: Knative, Kubeless.
11. A felhő platform hatása az alkalmazásra, performancia kérdések. Monitorozás, debugging, troubleshooting technikák.
12. Gyakorlati példák - AWS: X-Ray, CloudWatch. Gyakorlati példák - Kubernetes: Prometheus, Grafana.
13. A komponensek összekapcsolásáért felelős fizikai és virtuális hálózatok hatása az alkalmazásra, performancia kérdések. Hálózati monitorozás és troubleshooting technikák.
14. Árazási modellek, költségoptimalizálási lehetőségek. Tervezési minták, "best practices", esettanulmányok konkrét alkalmazási példákkal.

A gyakorlatok/laborok részletes tematikája:

1. Publikus felhő platform alapok. Például AWS: EC2 (Elastic Compute Cloud), Security Groups, VPC (Virtual Private Cloud), Identity and Access Management.
2. Virtualizációs technológiák: virtuális gépek és konténerek
3. Egy nyílt forráskódú privát felhő platform használata. Például Kubernetes: Pods, Services, API Server.
4. Alapvető hálózati funkciók és technológiák, működésük bemutatása a gyakorlatban Kubernetes környezetben (címfordítás, csomagszűrés, SDN, NFV).
5. Storage és Database szolgáltatások publikus felhő környezetben. Például AWS: EBS (Elastic Block Store), S3, DynamoDB, ElastiCache (Redis, Memcached).
6. Database szolgáltatások privát felhő környezetben. Például: Redis, Memcached.
7. Példa hálózati alkalmazások fejlesztése az eddig bemutatott technológiák segítségével.
8. FaaS modell gyakorlati alkalmazásai publikus felhő környezetben. Például AWS: Lambda, API Gateway, SQS, SNS, Step Functions.
9. FaaS modell gyakorlati alkalmazásai privát felhő környezetben. Például Kubernetes alapon: Knative, Kubeless.
10. FaaS példa alkalmazások fejlesztése, tesztelése.
11. Monitorozás, hibakeresés publikus felhő környezetben. Például AWS: X-Ray, CloudWatch.
12. Monitorozás, hibakeresés privát felhő környezetben. Például Kubernetes: Prometheus, Grafana.
13. Hálózati troubleshooting és monitorozás privát felhő és peremfelhő környezetben. Például: Lightweight Kubernetes (k3s), AWS IoT Greengrass.
14. Összetett felhő alkalmazások fejlesztése, tesztelése, teljesítménymérése és költségtervezése.

 

 


A tárgy célja a modern hálózati funkciók fejlesztéséhez használható "Cloud Native" paradigma bemutatása, a felhő környezetben alkalmazható üzemeltetési módszerek ismertetése. Ezek a hálózati alkalmazások a felhő rendszerek által kínált különféle szolgáltatásokat képesek kihasználni és már eleve a felhő környezetre optimalizálva készülnek, újfajta fejlesztési módszerek és tervezési minták alapján. A legnagyobb publikus felhő szolgáltatók platformjai (Amazon AWS, Google Cloud Platform, Microsoft Azure) mellett nyílt forráskódú megoldások (pl. Kubernetes) is elérhetők, melyek különféle programozói interfészeket ("felhő API") biztosítanak a fejlesztőknek. Ezzel számos teher lekerül a programozó válláról és gyorsan lehet akár több millió felhasználót vagy eszközt kiszolgáló hálózati alkalmazást is készíteni. A tárgy célja egyrészt bemutatni ezeket az eszközkészleteket és fejlesztési módszereket konkrét példákon keresztül. Másrészt, ahhoz, hogy jó szoftvert tudjunk készíteni erre az új környezetre, alap szinten meg kell érteni ezeknek a rendszereknek a működését és az új számítási modelleket (pl. Serverless, Container as a Service, Function as a Service), valamint a komponensek folyamatos összeköttetését biztosító hálózati megoldásokat és azokból adódó kényszereket. A hallgatók gyakorlati példák segítségével készségszintű tudást kapnak, a megismert eszközöket a világ vezető felhő platformjain (pl. Amazon AWS) és a nyílt forráskódú Kubernetes platformon próbálják ki. A tantárgyat sikeresen teljesítő hallgató: • (K2) megérti a Cloud Native koncepció alapjait és az új számítási modelleket (Serverless, Container as a Service, Function as a Service) és az ezeket támogató hálózati technológiákat• (K1) megismeri az elérhető fontosabb publikus és privát platformokat, ezek főbb tulajdonságait • (K2) megérti és átlátja egy publikus és egy nyílt forráskódú platform működésének alapjait, a platform és hálózat működésének hatását a szoftverre • (K3) képes önállóan megtervezni és implementálni microservice alapú Cloud Native alkalmazásokat • (K3) megismeri és használni tudja azokat az eszközöket, felhő API-kat, melyek segítségével Cloud Native hálózati alkalmazások fejleszthetők és üzemeltethetők • (K3) képes önállóan Cloud Native hálózati alkalmazások hibakeresésére, monitorozására és performancia vizsgálatára • (K2) megérti és átlátja a Cloud Native hálózati alkalmazások üzemeltetési feladatait • (K3) képes önállóan megbecsülni a Cloud Native hálózati alkalmazások üzemeltetési költségeit

Tanulmányi eredmények

Ez a tantárgy a KKK rendeletben meghatározott, következő kompetenciák fejlesztését szolgálja:

Tudás

Nincsenek rögzített tanulási eredmények.

Képességek

Nincsenek rögzített tanulási eredmények.

Attitűd

Nincsenek rögzített tanulási eredmények.

Autonómia és felelősség

Nincsenek rögzített tanulási eredmények.

Oktatási módszertan

A tárgy anyaga előadásokon és gyakorlatokon kerül ismertetésre heti 2 óra előadás és 2 óra gyakorlat ütemezésével.Az előadások során az elméleti részek bemutatása és a gyakorlatokhoz szükséges anyagok magas szintű áttekintése történik. A gyakorlatokon gyakorlatvezető segítségével történik vezetett feladatmegoldás, a tudás önálló elmélyítéséhez gyakorló feladatok kerülnek kiadásra, melyek a biztosított munkakörnyezetekben megoldhatók. A gyakorlatokon kiadott opcionális házi feladatokra a vizsgába beszámítandó bónusz pontok kaphatók maximum a vizsga pontszám 10 százalékáig. A gyakorlatok egyik része egy publikus felhő szolgáltató platformján történik, felhasználva a javasolt képzési anyagaikat (pl. AWS Academy: Cloud Foundations, Cloud Developing), melyhez saját virtuális munkakörnyezetet biztosítunk. A gyakorlatok másik része nyílt forráskódú platformokon (pl. Kubernetes) történik saját virtuális munkakörnyezetben. Bizonyos gyakorlatok jelenléti, mások online formában kerülnek megtartásra.

Tanulástámogató anyagok

Nincs megadva.

A tantárgy teljesítéséhez ajánlott előzetes ismeretek

Tudás típusú kompetenciák
(azon előzetes ismeretek összessége, amelyek megléte nem kötelező, de a tantárgy eredményes teljesítését nagyban elősegíti)
Programozás, Kommunikációs hálózatok
Képesség típusú kompetenciák
(azon előzetes képességek és készségek összessége, amelyek megléte nem kötelező, de a tantárgy eredményes teljesítését nagyban elősegíti)
nincs
Ajánlott (nem kötelező) előzetesen megszerzendő kompetenciák
(azon ajánlott (nem kötelező) előzetesen megszerzendő kompetenciák összessége, amelyek jelentősen hozzájárulnak a tantárgy eredményes teljesítéséhez)
Programozás, Kommunikációs hálózatok
Általános szabályok
Követelmények: Szorgalmi időszakban: A szorgalmi időszakban az aláírás megszerzésének és a vizsgára bocsátásnak a feltétele a zárthelyi legalább elégségesre történő megírása. A ZH online platformon (pl. Google Quiz) de fizikai jelenlét mellett történik. Vizsgaidőszakban: A vizsgaidőszakban az írásbeli vizsga online platformon (pl. Google Quiz) de fizikai jelenlét mellett történik. Elméleti tesztkérdések és mindenkinek testreszabott gyakorlati feladatok kerülnek kiadásra, melyek a biztosított munkakörnyezetekben oldhatók meg. Pótlási lehetőségek: Egy sikertelen zárthelyi a szorgalmi időszakban a pótzárthelyin pótolható. A sikertelen (pót) zárthelyi a pótlási héten különeljárási díj ellenében egy további alkalommal pótolható.
Teljesítményértékelési módszerek
Szorgalmi időszakban végzett teljesítményértékelések részletes leírása

Nincs megadva részletes értékelés.

Szorgalmi időszakban végzett teljesítményértékelések részaránya

Nincs megadva részarány.

Vizsgaidőszakban végzett teljesítményértékelések részletes leírása

Nincs megadva részletes értékelés.

Vizsgarészek részaránya

Nincs megadva részarány.

Érdemjegy megállapítása

Nincs megadva érdemjegy határ.

Jelenléti és részvételi követelmények

Nincs megadva jelenléti követelmény.

Javítás, ismétlés és pótlás különös szabályai

Nincs megadva.

Rövid leírás

Nincs megadva.

Részletes leírás
IMSc program: • IMSc hallgatóknak külön gyakorlati kurzust biztosítunk, ezek során emelt szintű feladatokat és problémákat tekintünk át. Külön házi feladatok is kiadásra kerülnek, melyek sikeres teljesítése esetén IMSc pontok kaphatóak. • A zárthelyin, azok pótlásain és a vizsgákon emelt szintű többletfeladatok teljesíthetőek IMSc pontokért. • Egyeztetett időpontban egy további, önkéntesen választható, emelt szintű foglalkozást biztosítunk, ahol a tárgy tematikájához szorosan kötődő, időszerű kutatási és fejlesztési problémákat és azok megoldásait ismertetjük. A cél az érdeklődő (elsősorban, de nem kizárólag IMSc-s) hallgatók motivációja a képzésük folytatására az MSc-n túl a PhD képzés keretei között. IMSc pontok: Legfeljebb 25 IMSc pont szerezhető hallgatónként az alábbiak szerint:• Sikeresen megoldott opcionális házi feladatok: max. 15 IMSc pont. • Sikeresen megoldott többletfeladat ZH-n (vagy a pótlásán): max. 5 IMSc pont. A többletfeladatokat csak akkor értékeljük, ha az összes többi feladat alapján jelest szerzett a hallgató az adott számonkérésen. • Sikeresen megoldott többletfeladat vizsgán: max. 5 IMSc pont. A többletfeladatokat csak akkor értékeljük, ha az összes többi feladat alapján jelest szerzett a hallgató az adott számonkérésen. Az IMSc pontokat az IMSc programban részt nem vevő hallgatók is elnyerhetik a fentiek szerint.
Ajánlott tantárgyak
Kötelező: A programozás alapjai 1-3, Kommunikációs hálózatok Ajánlott: Szoftvertechnikák
A tantárgy elvégzéséhez szükséges tanulmányi munka

Nincs megadva munkaidő bontás.

Tantárgykövetelmények hatályossága
Tantárgykövetelmények hatályosságának kezdete:
—
Tantárgykövetelmények hatályosságának vége:
—
Tantervi elhelyezés

Nincsenek rögzített tantervi elhelyezések ehhez a tárgyverzióhoz.