2. Зміст дисципліни Комп’ютерні мережі Загальні принципи будови комп’ютерних мереж

Вступ до комп’ютерних мереж. Роль комп’ютерних мереж у світі телекомунікацій. Визначення, призначення, основні функції, класифікація та еволюція комп’ютерних мереж (КМ). Глобальні та локальні мережі. Основні вимоги, що пред’являються до КМ. Зближення локальних та глобальних КМ. Конвергенція мереж. Комутація каналів та пакетів. Топології КМ та їх порівняльні характеристики.

Локальні мережі

Поняття локальних мереж. Загальна характеристика протоколів локальних мереж. Методи доступу, використовувані в локальних КМ. Метод CSMA/CD. Технологія Ethernet та її основні характеристики. Фізичний рівень мереж Ethernet. Формати кадрів технології Ethernet. Методика розрахунку конфігурації мережі Ethernet. Продуктивність мережі Ethernet. Розвиток технології Ethernet. Технологія Fast Ethernet: фізичний рівень, специфікації та правила побудови сегментів. Технологія Gigabit Ethernet: фізичний рівень та його специфікації. Технологія 10G Ethernet. Технології Token Ring та FDDI: основні характеристики та особливості. Фізичний рівень технологій. Відмовостійкість технології FDDI. Порівняння основних характеристик технологій Ethernet, Token Ring та FDDI. Бездротові локальні мережі.

Мережеві архітектурні рішення

Поняття структуризації КМ. Фізична та логічна структуризація КМ. Переваги логічної структуризації мережі. Мережеві адаптери: призначення та основні функції. Повторювачі. Концентратори. Мости. Алгоритм роботи прозорого моста. Комутатори: функції, класифікація, основи функціонування. Деякі моделі комутаторів Cisco. Поняття колізійного та широкомовного доменів. Протокол зв’язуючого дерева STP: призначення та основи функціонування. Модифікації протоколу STP та їх особливості. Призначення та функції маршрутизаторів. Шлюзи. Деякі моделі маршрутизаторів Cisco. Порівняння маршрутизації і комутації. Модеми: призначення та основи функціонування. Бездротові точки доступу.

Протоколи нижнього, середнього та високого рівнів мереж

Відкриті системи і модель OSI. Поняття моделі та стеку. Поняття протоколу, інтерфейсу та стеку протоколів. Загальна характеристика моделі OSI. Сім рівнів взаємодії мереж. Мережезалежні та мереженезалежні рівні. Стек протоколів ТСР/ІР та основні причини його широкого застосування. Співставлення стеку ТСР/ІР з еталонною моделлю OSI. Поняття інкапсуляції та декапсуляції даних в контексті передачі даних по КМ. Поняття протокольної одиниці даних PDU. Стеки протоколів IPX/SPX та NetBIOS/SMB. Приклади основних протоколів КМ різних рівнів та їх застосування.

Технології фізичного рівня.

Передавання даних на фізичному та канальному рівнях. Фізичне та логічне кодування. Вимоги до методів кодування. Деякі фізичні коди (NRZ, NRZI, AMI, MLT-3, манчестерський код, біполярний імпульсний код, код 2B1Q) та їх основні характеристики. Призначення та сутність логічного колування. Надлишкові коди. Скремблювання.

Класифікація та характеристики ліній зв’язку комп’ютерних мереж. Кабелі, що використовуються в КМ та їх основні характеристики. Оптичні волоконні кабелі та кабелі на основі скручених пар. Особливості протоколів канального рівня.

Основи адресації в IP–мережах та масштабування адрес IPv4.

Типи адресів стеку TCP/IP. Протоколи міжмережевої взаємодії. Протокол IPv4: форма запису та класи IPv4 адрес. Особливі IPv4-адреси. Формат пакету IPv4. Адресація IPv6 та її порівняння з IPv4. Переваги та недоліки IPv6. Формат пакету IPv6. Основні методи, що забезпечують співіснування та взаємодію мереж на основі IPv4 та IPv6.

Застосування масок постійної (FLSM) та змінної (VLSM) довжини під час IPv4-адресації. Технологія CIDR. Сутність технологій транслювання мережевих адрес NAT і РАТ. Протоколи DHCP та BOOTP: призначення та відмінності.

Основи маршрутизації в ІР мережах

Види маршрутизації в КМ. Класифікація та призначення протоколів маршрутизації. Маршрутизація без таблиць. Статична та динамічна маршрутизації. Внутрішні та зовнішні протоколи маршрутизації. Дистанційно-векторні алгоритми (DVA) та алгоритми стану зв’язків (LSA): основні характеристики та порівняльний аналіз. Застосування кількох протоколів маршрутизації. Настроювання статичної маршрутизації в Cisco IOS. Протокол RIP: основні характеристики та загальний алгоритм роботи. Адаптація RIP-маршрутизаторів до змін станів КМ. Боротьба з фальшивими маршрутами у протоколі RIP. Версії протоколу RIP та їх відрізняльні характеристики. Настроювання та підтримування роботи протоколу RIP засобами Cisco IOS. Пошук та усунення несправностей конфігурації RIP. Протокол маршрутизації EIGRP: основні характеристики та особливості функціонування, переваги та недоліки. Настроювання та підтримування роботи протоколу EIGRP в Cisco IOS. Пошук та усунення несправностей конфігурації EIGRP. Основні характеристики та функціонування протоколу маршрутизації OSPF. Версії протоколу OSPF та їх особливості. Настроювання та підтримування роботи протоколу OSPF на базі Cisco IOS. Пошук та усунення несправностей конфігурації OSPF.