K-INFO
HU
EN
Belépés

Felhő- és mikroszolgáltatások hálózati architektúrái

Cloud and Microservice Network Architectures
A tantárgyleírás hatályossága
Hatályosság kezdete:
2026. March 21.
Hatályosság vége:
Tantárgy neve (magyarul, angolul)
Felhő- és mikroszolgáltatások hálózati architektúrái
Cloud and Microservice Network Architectures
Tantárgykód BMEVITMMA20
Tantárgyjelleg
Képzési szint
Kurzustípusok és óraszámok (heti/féléves)
Kurzustípus elmélet gyakorlat laboratóriumi gyakorlat
óraszám (heti) 2 1 0
jelleg (kapcsolt/önálló) kapcsolt
Tanulmányi teljesítmény/értékelés típusa vizsga
Tantárgy kreditértéke 5
Tantárgyfelelős
DR. Maliosz Markosz
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. Felhő technológiák jellemzői

Felhő szolgáltatási modellek. Virtuális gép és konténer alapú rendszerek. Hálózat szerepe a felhő rendszerekben, virtuális hálózatok alapjai.

2. Hálózati feladatok egy adatközpontban

Izoláció, skálázhatóság, virtuális hálózatok leképezése a fizikaira. Adatközpontban alkalmazott hálózati technológiák.


3. Adatközpont hálózat felépítése
Hálózati eszköz típusok (virtuális, ToR, EoR, aggregáló/központi kapcsoló) és jellemzőik, topológia. Módszerek a hálózati teljesítmény növelésére.


4. Fat tree topológia
Adatközpont forgalmi minták, fat-tree topológia jellemzői és kialakítása, terheléskiegyenlítés és hibatűrés.


5. Overlay hálózati technológiák
VXLAN, NVGRE, GENEVE, STT.


6. OpenStack
OpenStack jellemzői, felépítése, főbb komponensei, egy VM elindításának folyamata. OpenStack hálózati funkciók, típusok. OpenStack Neutron hálózati komponens, felépítés, megvalósítás, működés, egy hálózati csomag útja, Floating IP. Open Virtual Network.


7. Mikroszolgáltatás architektúra
Definíció, jellemzők, előnyök, problémák. Modellezés és tervezési alapelvek. Együttműködés a hálózattal.


8. Konténer menedzsment rendszerek
Automatizálás, feladat típusok, működés áttekintése.
Eszközök: Kubernetes, Docker Swarm mode, (Apache Mesos).


9. Kubernetes architektúra, hálózatkezelés
Kubernetes elemei, klaszter felépítése, vezérlő sík elemei és működése, a virtuális infrastruktúra elemei. Kubernetes hálózati modell, CNI: kommunikáció az elemek között, hálózati működési módok, megvalósítások (pl. WeaveNet, Flannel) és multi-interfész megoldások (Multus, DANM).


10. Manuális és automatikus skálázás
Erőforráshasználat kezelése: CPU, memória, egyedi erőforrás metrikák. Ütemezés, QoS osztályok.
Skálázási paraméterek, Horizontal / Vertical Pod Autoscaling, Event Driven Autoscaling, Cluster Autoscaling.


11. Külső hálózati forgalom kezelése
Kubernetes Service, ingress, ingress controller, load balancing, forgalomirányítási szabályok.


12. Szolgáltatás háló
Platform által nyújtott eszközkészlet: Service mesh. Hálózat absztrakció, Layer7 proxy sidecar, klaszteren belüli forgalom irányítás.


13. Mintapéldák távközlési alkalmazási területekről
Távközlési szolgáltatások QoS követelményeinek figyelembevétele. Orkesztráció szerepe a távközlési felhőkben. Esettanulmány: 5G rendszerbe integrált felhő natív szolgáltatás.

A gyakorlatok részletes tematikája:

1. Felhő rendszerekben alkalmazott hálózati technológiák a gyakorlatban
2. OpenStack felhasználói kezelése
3. OpenStack üzemeltetői kezelése
4. Felhő-natív környezet kialakítása
5. Skálázható alkalmazás létrehozása
6. Forgalom terheléselosztás kialakítása, konfigurálása
7. Szolgáltatás háló létrehozása, konfigurálása

 

A tantárgy alapvető célja, hogy a hallgatók mérnöki megoldásokat sajátítsanak el a felhő rendszerek és felhő szolgáltatások tervezése és üzemeltetése során felmerülő hálózati feladatokra, amelyek közül a legfontosabb, hogy hogyan tervezzünk és építsünk skálázható (a terheléshez és igényekhez rugalmasan alkalmazkodó) hálózatot. A tantárgy betekintéA tantárgy alapvető célja, hogy a hallgatók mérnöki megoldásokat sajátítsanak el a felhő rendszerek és felhő szolgáltatások tervezése és üzemeltetése során felmerülő hálózati feladatokra, amelyek közül a legfontosabb, hogy hogyan tervezzünk és építsünk skálázható (a terheléshez és igényekhez rugalmasan alkalmazkodó) hálózatot. A tantárgy betekintést ad a hallgatóknak a felhő rendszerek hálózati működésébe és felépítésébe, valamint megismerteti a hallgatókat a mikroszolgáltatás architektúra alapjaival, valamint azokkal a hálózati alkalmazásokat támogató elemekkel, eszközökkel, amelyeket egy felhő-natív környezet nyújt mikroszolgáltatás architektúrájú alkalmazások számára, úgymint a skálázhatóság, az erőforrás menedzsment vagy a hálózati forgalom irányítása, kezelése. A tárgy különös hangsúlyt fektet a kapcsolódó gyakorlati ismeretekre, a tervezési megfontolásokra, amelyekkel optimális működés érhető el. A tantárgy keretében ismertetésre kerülnek a felhő rendszerek technológiái, az adatközpontok hálózati felépítése, mind a virtuális gép alapú (OpenStack), mind a konténer alapú (Kubernetes) rendszerek esetében, a hálózat virtualizációs megoldások, valamint az ezekre épülő eszköztár, amellyel a felhőben futó alkalmazások és szolgáltatások hatékonyan felépíthetők és üzemeltethetők a mikroszolgáltatás architektúra elvei szerint. A mikroszolgáltatás architektúra szerinti elosztott szoftver megoldások esetében fontos a mikroszolgáltatások közti kapcsolatok kialakítása, amit a hálózati komponens biztosít. Az elsajátított tudás birtokában a hallgató képes virtuális hálózatok megtervezésére, virtuális hálózati eszközök létesítésére és konfigurálására, valamint a felhőben futó elosztott alkalmazások számára komplex és hibatűrő kommunikációt lehetővé tevő hálózat kialakítására. st ad a hallgatóknak a felhő rendszerek hálózati működésébe és felépítésébe, valamint megismerteti a hallgatókat a mikroszolgáltatás architektúra alapjaival, valamint azokkal a hálózati alkalmazásokat támogató elemekkel, eszközökkel, amelyeket egy felhő-natív környezet nyújt mikroszolgáltatás architektúrájú alkalmazások számára, úgymint a skálázhatóság, az erőforrás menedzsment vagy a hálózati forgalom irányítása, kezelése.  A tárgy különös hangsúlyt fektet a kapcsolódó gyakorlati ismeretekre, a tervezési megfontolásokra, amelyekkel optimális működés érhető el. A tantárgy keretében ismertetésre kerülnek a felhő rendszerek technológiái, az adatközpontok hálózati felépítése, mind a virtuális gép alapú (OpenStack), mind a konténer alapú (Kubernetes) rendszerek esetében, a hálózat virtualizációs megoldások, valamint az ezekre épülő eszköztár, amellyel a felhőben futó alkalmazások és szolgáltatások hatékonyan felépíthetők és üzemeltethetők a mikroszolgáltatás architektúra elvei szerint. A mikroszolgáltatás architektúra szerinti elosztott szoftver megoldások esetében fontos a mikroszolgáltatások közti kapcsolatok kialakítása, amit a hálózati komponens biztosít. Az elsajátított tudás birtokában a hallgató képes virtuális hálózatok megtervezésére, virtuális hálózati eszközök létesítésére és konfigurálására, valamint a felhőben futó elosztott alkalmazások számára komplex és hibatűrő kommunikációt lehetővé tevő hálózat kialakítására.

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

Előadás, kiscsoportos egyéni ill. vezetett gyakorlat. Kijelölt írásos tananyag (Áttekintő jellegű publikációk a felhő hálózati architektúrák, adatközpont hálózatok és mikroszolgáltatás hálózati architektúrák témakörökben) önálló elsajátítása.

Tanulástámogató anyagok

Online források
A; felkészülést az erre a célra elkészített elektronikus óraanyag és; mintapéldák segítik, valamint az alább megadott irodalmakGary Lee, loud Networking: Understanding; Cloud-based Data Center Networks, Morgan Kaufmann; 1st edition (July 7, 2014)Dinesh G. Dutt, Cloud Native Data Center; Networking: Architecture, Protocols, and Tools, O'Reilly; Media; 1st edition (December 10, 2019)

A tantárgy teljesítéséhez ajánlott előzetes ismeretek

Tudás típusú kompetenciák
(azon előzetes ismeretek összessége, amelyek megléte nem kötelező, de a tantárgy eredményes teljesítését nagyban elősegíti)
Infokommunikációs hálózatok, Számítógép architektúrák
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)
Infokommunikációs hálózatok, Számítógép architektúrák
Általános szabályok
Követelmények: Szorgalmi időszakban Az aláírás kritériuma a gyakorlatokon való részvétel, a. TVSz szerinti 30% hiányzás megengedett. Az aláírás további kritériuma a házi feladat elkészítése és bemutatása. A házi feladat megfelelt/nem megfelelt értékelésű, a vizsgajegybe nem számít bele. Vizsgaidőszakban Írásbeli vizsga (elméleti kérdések, egyszerű feladatok). Pótlási lehetőségek: A házi feladat a pótlási héten beadható és bemutatható késedelmesen.
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 pontok: -
Ajánlott tantárgyak
Kötelező TDB Ajánlott TDB
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.