Zajímavé úkoly k řešení  - výpomoc laboratořím počítačových sítí



Úkoly jsou mimo jiné vhodné namísto standardních úloh z předmětů orientovaných na počítačové sítě. Rozsáhlejší úlohy mohou být pojaty i jako téma bakalářské/diplomové práce. V případě zájmu konzultujte u Ing. Petra Grygárka, petr.grygarek@ vsb.cz


Možnosti rozšíření virtuální laboratoře

(základní informace viz http://www.cs.vsb.cz/vl-wiki)

Další úkoly, na jejichž řešení je možné se podílet se v rámci pilotní instalace Distribuované virtuální laboratoře, lze najít na http://virtis.viakis.net.


Alternativní implementace vzdáleného emulátoru konzoly ve formě ActiveX komponenty nahrazující Java applet.
Výhody:
větší rychlost a vyšší "čistota" zobrazování znaků (Java někdy zobrazuje černé "fleky", protože JVM není dostatečně výkonná).
Pokyny k implementaci:
Odlišení linku odkazujícího na komponentu/applet na základě použité platformy (Windows/ostatní), resp. prohlížeče, příp. možnost nechat vybrat uživatele preferovanou variantu v Osobním nastavení.
Příprava ukázkového plně multimediálního zadání úlohy pro Virtlab
Cíl:
Připravit (ve formátu popisného XML a příslušného archivu) úlohu obsahující multimediální prvky (obrázky, hypertext, možná zvuk a/nebo video) demonstrující možnost použití multimediálních prvků v zadání.
Smysl:
Demonstrace možností Virtlabu a výhod možností obecného popisu zadání.

V případě implementace rozsáhlejší série úloh možno použít i jako Bc.. diplomovou práci. Lze vyjít ze série vyvinuté v rámci RCNA.
Implementace možnosti vložení počátečních konfigurací do síťových prvků před zpřístupněním úlohy
Smysl:
Odlehčit studentovi od rutinní konfigurace (IP adresy rozhraní apod.) a dát mu možnost koncentrovat se na problematiku, na kterou je úloha zaměřena.
Efektivněji využije čas práce s Virtlabem, omezí zbytečné chyby vzniklé překlepy v adresách apod.
Pokyny pro implementaci:
Rozšířit databázi - ke každé úloze a každému jejímu prvku možnost přidat varchar - konfigurace zasílaná před zpřístupněním úlohy do daného zařízení. Rozšířit program
check_timeslot, aby po vymazání zařízení do něj zaslal i počáteční konfiguraci, je-li pro úlohu a prvek definována. Počáteční konfigurace bude zadávána ve stejném formátu jako sekvence příkazu pro výmaz zařízení (tab. Equipment), tedy s podporou příkazů pro nahrávací proces jako {ENTER} nebo {WAIT} - využít kód, který již tyto příkazy interpretuje.
Kontrola studentem požadované topologie u "speciální úlohy"
Problém k vyřešení:
Pokud si student v časovém okně zarezervuje Speciální úlohu, může při rezervaci stanovit, jakou topologii síťových prvků požaduje propojit. Při tom může vytvořit L1 nebo L2 smyčky (L1-přes rozbočovače, L2-přes přepínače nebo v rámci jednoho přepínače), což může při vypnutí Spanning Tree vést k zahlcení prvků  cyklujícími nebo množícími se rámci. Cílem úkolu je jednak analyzovat, zda Cisco přepínače (modely C1900 a C2900 použité ve Virtlabu) skutečně přestanou reagovat na příkazy z konzoly při smyčkách s vypnutým Spanning Tree (možná porty vyblokuje Cisco-specific Loopback test, pokud ten nelze vypnout) a pokud se ukáže jako reálný problém, navrhnout a implementovat systém, který otestuje studentem při rezervaci vkládaný popis požadované konfigurace. Dále je nutné kontrolovat, zda student nepožaduje nekorektní spoje mezi sériovým rozhraním a Ethernetem a zda jsou požadovány pouze spoje sériových rozhraní  svedených do téhož spojovacího pole.

Při rozšíření o vizualizaci studentem požadované topologie (viz dále možno použít Bc.. diplomovou práci)
"Ekonomický" výpočet efektivity virtuální laboratoře
Cíl:
Pokusit se vyčíslit (srovnat) maximální využitelnost síťových prvků při maximálním reálně možném času zpřístupnění pro kontaktní výuku a při "nepřetržitém" zpřístupnění pomocí virtuální laboratoře. Namalovat pěkné "marketingové" grafy. Zohlednit i cenu zařízení a počty studentů, kteří výuku na prvcích absolvují.
Systém pro ověření fyzické konektivity mezi síťovými prvky
Cíl:
Možnost periodického ověřování správného fyzického propojení síťových prvků (resp. jejich připojení k virtuálnímu spojovacímu poli)
Způsob realizace:
Implementovat systém, který na základě popisu připojení rozhraní síťových prvků k portům virtuálního spojovacího pole (možná rozšířeného o informaci, zda jde o rozhraní směrovače nebo přepínače) vygeneruje konfiguraci propojení pro virtuální spojovací pole a pro jednotlivé síťové prvky, při které lze otestovat konektivitu mezi všemi porty síťových prvků  a příslušnými porty virtuálního spojovacího pole, do kterých jsou zapojeny. Pro současné Cisco prvky bude patrně možné využít CDP ("show cdp neighbor" na spojovacím prvku), lze také uvažovat o konfiguraci vhodných IP adres a testu pomocí PINGu. U sériových portů bude nejprve třeba vhodně propojit dvojice portů pomocí Tatabazmeku a na jednom z dvojice propojených prvků vždy otestovat CDP sousedy. Pokud možno optimalizovat počet dvojic propojených prvků, např. u zařízení se dvěmi serial porty spojit vždy dvojici prvků paralelně oběma těmito rozhraními. Systém by měl v době periodické neaktivity systému (např. 2x denně) do prvků spojovacího pole i laboratorních síťových prvků zaslat potřebné konfigurační příkazy (do síťových prvků patrně alespoň vymazání konfigurace a "no shutdown" všech rozhraní), otestovat konektivitu a poslat emailem administrátorovi systému informaci o případných porušeních konektivity.
Tunelování WAN linek mezi laboratorními prvky distribuovanými v různých lokalitách přes Internet (možná část DP J. Dvořáka / T.Hrabálka)
Cíl:
Prozkoumat protfolio synchronních sériových karet (nejlépe PCI, pro Linux) a jejich možnosti napojení na ovladač protokolu HDLC/PPP. Vyřešit výběr/konverzi sériového rozhraní fyz. vrstvy na RS-232. Vyzkoušet proti Cisco routerům (J. Dvořák). Vyřešit tunelování HDLC/PPP rámců mezi dvěmi tunelovacími servery přes IP tunel (vč. zajištění transparentnosti tunelovacích serverů pro LCP/NCP rámce - předávání konec-konec).
Skripty pro zjišťování statistik vytížení/ekonomického přínosu Virtlabu
Možné zajímavé statistiky (jistě najdeme i další):
Způsob implementace:
pomocí SQL dotazů nad databází,  na základě záznamů o rezervacích/přihlášeních v databázi
Možnost přístupu vzdáleného správce systému na nerezervované síťové prvky
Cíl:
Jestliže chce správce systému přes applet vzdáleně přistupovat na konzole síťových prvků, musí si na nástěnku vystavit úlohu na nejbližší timeslot, počkat na jeho začátek a až pak přistupovat na síťové prvky, což je zdlouhavé. Cílem rozšíření je doplnit možnost okamžitého přístupu správce na síťové prvky, které nejsou v aktuálně probíhajícím timeslotu rezervovány,
Způsob implementace:
Rozšíření a úprava PHP skriptů.
Možnost (pasivního) sledování práce studenta na libovolném zařízení tutorem
Pokyny pro implementaci:
Doplnit do CServeru (možná do appletu ? - snad jen na straně tutora). Nejsnadnější implementaci konzultovat s Romanem Kubínem.

Vytipování síťových služeb provozovaných na instancích  User-Mode Linux simulujících koncové stanice a jejich instalace do UML image
Služby spouštěny explicitně na žádost, i možnost nácviku jejich konfigurace

Při implemntaci základních konfigurací většího počtu síťových služeb možno použít jako Bc.DP.
Implementace komunikačních ("chatovacích") kanálů mezi uživateli řešícími úlohu a mezi uživateli a tutorem
Detaily viz příspěvek z konference Technologie pro e-vzdělávání, TPEV 06
Rozšíření Tatabazmeku (ASSSK) - software řídícího procesoru, případně i HW samotného (základní desky nebo jen modulů)
 Detaily viz příspěvek z  konference Technologie pro e-vzdělávání, TPEV 06
Návrh a realizace efektivního způsobu dočasného připojování speciálních laboratorních prvků fyzicky instalovaných v síťové laboratoři (J257) k Virtlabu (stojícího v serverovně) pomocí VLANů školní infrastruktury

Patrně s použítím VLAN tunellingu, protože více než 1 VLAN nám CVT patrně nedá. Možná s použitím pevné zapojené linky přes strukturovanou kabeláž.
Implementace přístupu k Virtlabu z PDA, resp. mobilních telefonů (GPRS)
Přístup ke konzolám síťových prvků (ve volných chvilích mimo vysokorychlostní Internet) + "studentská" část funkcionality systému (rezervace úloh) - implementovat i ve WAP.

Možno použít jako Bc.DP.
Generování obrázku topologie na základě jejího textového popisu

U "speciální úlohy" ve Virtlabu student zadává textovým popisem, do jaké topologie chce propojit síťové prvky. Bylo by pěkné, kdyby se topologie mohla na základě tohoto textového popisu i automaticky vykreslit do obrázku (tj. vytvořit vhodné "nakreslení grafu" topologie). K tomuto účelu se zdá zajímavý a přitom ne příliš složitý  "pružinkový" model rozšířený panem Dajčem o "odpudivé síly", viz Bc. DP p. Dajč, obhájeno červen 2006, KI FEI VŠB-TUO. V obrázku by byly obsaženy "klikací" oblasti, při jejichž aktivaci by se otevřelo okno se stránkou pro přístup na příslušný sáťový prvek - zattím se tak děje po stisknutí klasického tlačítka.

Možno použít jako Bc.DP.
Důkladná analýza a popis zakázaných příkazů pro jednotlivé použité platformy laboratorních síťových prvků.
Vytipovat příkazy Cisco IOSu, které nechceme vzdáleně pracujícím studentům z důvodu vymazatelnosti prvků dovolit (zaheslování, nastavení AAA autentizace/autorizace, uložení konfigurace do flash, změna config registru ...)  a popsat je regulárními výrazy implementovanými R.Kubínem (se zohledněním možnosti zkracování příkazů v Cisco IOS a povolených hodnot parametrů některých příkazů).
Průzkum možností konfigurace síťových parametrů Windows XP čistě textovými utilitami vzdáleným připojením pomocí Telnet klienta
Cíl:
Cílem je prozkoumat a zdokumentovat úplnost možností konfigurace síťových parametrů Windows XP čistě textovými utilitami vzdáleným připojením pomocí Telnet klienta a srovnat ji s možnostmi konfigurace v OS Linux.
Smysl:
Smyslem je ověřit integrovatelnost stanic s OS Windows XP simulovaných pomocí VMWare do systému virtuální laboratoře namísto stanic s OS Linux simulovaných nyní pomocí User Mode Linux (virtuální laboratoř umožňuje ovládat síťové prvky/stanice pouze textovým rozhraním).

Implementace sledování provozu na VLAN ve virtuální laboratoři počítačových sítí pomocí tethereal/tcpdump
Smysl:
Smyslem je dosáhnout možnosti připojování virtuálních sond - simulovaných PC s ethereal/tcpdump do různých VLAN v simulované síti, jejich vzdálené spouštění a zastavování a prezentace výstupů pomocí WWW rozhraní.
Realizace:
Bude vytvořeno jednoduché WWW rozhraní pro připojování sond do uživatelem požadovaných VLAN , které způsobí vygenerování konfigurace spojovacího prvku Cisco Catalyst 3550 tak, aby příslušná VLAN byla přivedena k monitorovací sondě a aby na port k monitorovací sondě byl kopírován provoz z celé VLAN (mechanismus VSPAN). Sondy budou realizovány formou procesů naslouchajících na sub-rozhraních odpovídajících jednotlivým VLAN, přivedeným k PC s monitorovacími sondami pomocí trunk linky.
Vylepšení mazacího mechanismu pro výmaz konfigurace síťových prvků
Rozšířit stávající jednosměrné zasílání mazací sekvence o interaktivitu umožňující aplikovat různé postupy mazání podle toho, v jakém stavu/režimu uživatel zařízení zanecha
Průzkum vlastností volně dostupných implementací honeypotů a blackhole networks s ohledem na jejich použití ve Virtlabu pro simulaci sítí a serverů

Vyhledání a odzkoušení volně šiřitelných implementací pro Linux, výběr nejvhodnější pro naše použití.

Možno použít jako zadání Bc. DP (včetně začlenění do systému Virtlab). Lze vyjít ze semestrálního projektu Přemysla Ťoka (předmět TPS).

Práce pro laboratoř J257


Návrh a realizace systému mechanické ochrany konektorů sériových linek pro síťovou laboratoř J257

S přechodem na konektory Smart Serial u sériových linek nových směrovačů  Cisco se ukazuje problém s oppotřebením těchto konektorů při výukovém používání. Proto plánujeme SmartSerial konektory vyvést kabelem na konektror DB25 (rozhraní RS232-symchronní) v blízkosti směrovačů a tyto mezi sebou propojovat standardními prodlužovacími kabely (1:1) pro RS232  Je však nutné navrhnout a prakticky způsob, jakým bude možné ze SmartSerial konektoru vyvést současně DCE i DTE verzi kabelu. Na funkčním prototypu bude užitečné provést testy chybovosti při větších přenosových rychlostech (250 kbps). Specifikaci zapojení standardně dodávaných kabelů lze nalézt na www.cisco.com.  Před realizací nutno provést finanční kalkulaci návratnosti.
Nákres přehledného schematu strukturované kabeláže na J257.

Další témata související s výzkumem a vývojem na katedře


Ověření možnosti hierarchické mobility - vícenásobné aplikace mechanismu Mobile IP.
Hardwarová implementace napáječe ISDN linky

V současné době školní ústředna nedisponuje kartami umožňujícími napájet ISDN linky, což znemožňuje použití zařízení bez vlastního napájení. Cílem úkolu je realizovat a ověřit zařízení s vlastním napájením, které se vloží do linky a zajistí napájení linky ss napětím podle příslušných specifikací.
Po vhodném rozšíření o zpracování související základní teorie možno použít jako Bc. DP
Návrh a implementace informačního systému regionální akademi Cisco Networking Academy Program při VŠB-TU

Webový informační systém má sloužit jednak jako prezentační portál  a jednak jako prostředek administrace provozu akademie s definovanými rolemi a přístupovými právy uživatelů.
Implementace s použitím opensource technologií, preferováno řešení na bázi systémů typu Wikipedia.

Po vhodném rozšíření o zpracování související základní teorie možno použít jako Bc. DP.