5045

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»

Васильева О.Ю.

ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ СЕТИ

Учебно-методическое пособие по подготовке к лекционным и практическим занятиям

(включая рекомендации по организации самостоятельной работы)

для обучающихся по дисциплине «Вычислительные сети» по направлению подготовки 09.03.04 Программная инженерия профиль Разработка программно-информационных систем

Нижний Новгород

2022

УДК 004.9

Васильева О.Ю. Вычислительные сети: учебно-методическое пособие / О.Ю. Васильева; Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет – Нижний Новгород: ННГАСУ, 2022. – 11 с.– Текст: электронный.

.

В настоящем учебно-методическом пособии по дисциплине «Вычислительные сети» даются конкретные рекомендации учащимся для освоения как основного, так и дополнительного материала дисциплины и тем самым способствующие достижению целей, обозначенных в учебной программе дисциплины. Цель учебно-методического пособия — это помощь в усвоении лекций, в подготовке к практическим занятиям.

Учебно-методическое пособие предназначено для обучающихся в ННГАСУ по дисциплине «Вычислительные сети» по направлению подготовки 09.04.03 Программная инженерия, направленность (профиль) Разработка программно-информационных систем.

© О.Ю. Васильева, 2022 © ННГАСУ, 2022

2

Оглавление

3

1. Общие положения

1.1 Цели изучения дисциплины и результаты обучения

Основными целями освоения учебной дисциплины «Вычислительные сети» являются:

-обучение принципам функционирования телекоммуникационных систем и сетей, в частности используемыми стандартами, технологиями, линиями доступа, способами подключения области телекоммуникаций и перспективами их развития;

-развитие практических навыков на основе полученных знаний на примере реальных проектах, реализуемых операторами связи.

В процессе освоения дисциплины студент должен знать:

-теоретические и методологические основы исследования проблем вычислительных систем и сетей; историю становления и развития основных научных школ, полемику и взаимодействие между ними; актуальные проблемы и тенденции развития исследований в области вычислительных сетей; возможности использования современных методов при проведении исследований;

-основные методы управления сетями.

Данная дисциплина позволит студентам не только систематизировать полученные теоретические знания, укрепить исследовательские навыки, но и даст возможность ориентироваться в новом предметном поле программной инженерии.

1.2 Содержание дисциплины

Материал дисциплины сгруппирован по следующим разделам: 1. Терминология теории телекоммуникационных систем

Закон о Связи, сеть связи, средства связи, линии связи, Электросвязь, оператор связи, абонент, типы сетей связи, рассмотрение сети связи общего пользования.

2. Фиксированная связь.

Способы подключения, организация нумерной емкости, способы организации «последней мили», используемые технологии, интеллектуальные и дополнительные услуги. Принципы прохождения трафика при местных, внутризоновых, междугородних вызовах.

4. Фиксированный доступ в интернет

Стек протоколов TCP/IP, выделенный доступ, коммутированный доступ, способы и варианты подключения. Технологии подключения: xDSL, Ethrernet, MEN. Статическая/динамическая IP адресация, домены, web-хостинг, FTP-сервер.

5. Введение в стандарт GSM

История беспроводной связи и первых сетей, способы использования радиочастот, стандарты мобильной связи, сокращения, применяемые в системе сотовой связи, частотный диапазон, основные компонентые.

7. Уровни сетевой архитектуры.

Модель OSI. Физический, канальный, сетевой, транспортный, представительский и прикладной уровни.

4

2. Методические указания по подготовке к лекциям

2.1 Общие рекомендации по работе на лекциях

Лекция является главным звеном дидактического цикла обучения. Ее цель — формирование основы для последующего усвоения учебного материала. В ходе лекции преподаватель в устной форме, а также с помощью презентаций передает обучаемым знания по основным, фундаментальным вопросам изучаемой дисциплины.

Назначение лекции состоит в том, чтобы доходчиво изложить основные положения изучаемой дисциплины, ориентировать на наиболее важные вопросы учебной дисциплины и оказать помощь в овладении необходимых знаний и применения их на практике.

Личное общение на лекции преподавателя со студентами предоставляет большие возможности для реализации образовательных и воспитательных целей.

При подготовке к лекционным занятиям студенты должны ознакомиться с презентаций, предлагаемой преподавателем, отметить непонятные термины и положения, подготовить вопросы с целью уточнения правильности понимания. Рекомендуется приходить на лекцию подготовленным, так как в этом случае лекция может быть проведена в интерактивном режиме, что способствует повышению эффективности лекционных занятий.

2.2Общие рекомендации при работе с конспектом лекций

Входе лекционных занятий необходимо вести конспектирование учебного материала. Конспект помогает внимательно слушать, лучше запоминать в процессе осмысленного записывания, обеспечивает наличие опорных материалов при подготовке к практическому занятию, зачету, экзамену.

Полезно оставить в рабочих конспектах поля, на которых делать пометки из рекомендованной литературы, дополняющие материал прослушанной лекции, а также подчеркивающие особую важность тех или иных теоретических положений.

Вслучае неясности по тем или иным вопросам необходимо задавать преподавателю уточняющие вопросы. Следует ясно понимать, что отсутствие вопросов без обсуждения означает в большинстве случаев неусвоенность материала дисциплины.

2.3Контрольные вопросы

1.Назоаите основные признаки классификации компьютерных сетей.

2.Приведите классификацию компьютерных сетей по масштабу.

3.Назовите компоненты коспьютерной сети.

4.Назовите три типа адресов, используемых в компьютерных сетях.

5.Напишите стандарты передачи данных, использующие технологию пакетной коммутации.

6.Напишите стандарты передачи данных, использующие технологию коммутации каналов.

7.Какой доступ в интернет предоставляется по аналоговым линиям.

8.Дайте определение понятию сеть связи.

9.Дайте определение понятия канал связи.

10.Назовите два значения слова протокол.

11.Перечислите базовые технологии создания сетей.

12.О какой сети связи идет речь: «Сеть организованная силами собственника, которая программно, технически или физически отделена от сети связи общего пользования»?

13.О какой сети связи идет речь: Сети связи специального назначения предназначены для нужд органов государственной власти, в том числе президентской связи, прави-

5

тельственной связи, связи для нужд обороны страны, безопасности государства и обеспечения правопорядка?

14.О какой сети связи идет речь: Сеть связи предназначена для возмездного оказания услуг электросвязи любому пользователю услугами связи на территории Российской Федераци?

15.Назвать сети связи, которые относятся к сети связи общего пользования.

16.Какой доступ в интернет предоставляется по аналоговым линиям.

17.Назовите принципы уровневой организации сети.

18.Назовите уровни модели OSI.

19.Назовите отличия моделей OSI и TCP/IP.

20.Расскажите о протоколах, работающих на нижних уровнях модели OSI.

21.Расскажите о протоколах, работающих на верхних уровнях модели OSI.

22.Расскажите об IP адресах и их классах.

23.Маска подсети и способы ее записи.

24.Расскажите о преимуществах и недостатках IP адресов версии 4 и 6.

25.Расскажите о структуре IP пакета

6

3. Методические указания по подготовке к практическим занятиям

3.1Общие рекомендации по подготовке к практическим занятиям

Входе подготовки к практическим занятиям необходимо изучать основную литературу, знакомиться с дополнительной литературой, а также с новыми публикациями в периодических изданиях: журналах, газетах и т.д. При этом необходимо учесть рекомендации преподавателя и требования учебной программы.

Всоответствии с этими рекомендациями и подготовкой полезно дорабатывать свои конспекты лекции, делая в нем соответствующие записи из литературы, рекомендованной преподавателем и предусмотренной учебной программой. Целесообразно также подготовить тезисы для возможного выступления по всем учебным вопросам, выносимым на практическое занятие.

При подготовке к занятиям можно также подготовить краткие конспекты по вопросам темы. Очень эффективным приемом является составление схем и презентаций.

Готовясь к докладу или реферативному сообщению, желательно обращаться за методической помощью к преподавателю. Составить план-конспект своего выступления. Продумать примеры с целью обеспечения тесной связи изучаемой теории с реальной жизнью. Своевременное и качественное выполнение самостоятельной работы базируется на соблюдении настоящих рекомендаций и изучении рекомендованной литературы. Студент может дополнить список использованной литературы современными источниками, не представленными в списке рекомендованной литературы, и в дальнейшем использовать собственные подготовленные учебные материалы при написании курсовых и дипломных работ.

3.2Примеры задач для практических занятий

Пример № 1: Соберите информацию о сетевых настройках внешнего сетевого интерфейса на вашем ПК (интерфейс для выхода в Интернет). Для выполнения задания используйте приложение Командная строка и команду ipconfig:. Запишите в отчет MAC- и IP-адрес компьютера, IPадрес шлюза и DNS-серверов.

Пример № 2: Исследуйте пакеты с использованием Wireshark: исследуйте сайт согласно варианту, с помощью сниффера найдите все HTTP-сообщения. Отобразите только пакеты, отправленные вашим устройством. Выделите пакет мышью и в информационном поле исследуйте его структуру, начиная с физического уровня.

Пример № 3: Решите задачу: Через какое время пакет размером 1024 байт, отправленный из Новосибирска, будет получен в Нижнем Новгороде, если пропускная способность канала составляет 1 Гбит/с? Считать, что 1 Гбит=10243 бит. Подумайте!

Пример № 4: Исследовать характеристики сети Интернет с использованием приложения Командная строка и утилиты tracert.

Пример № 5: Найдите в листинге участки, где сигнал передавался на расстояние более 300км. Укажите между какими городами/странами осуществлялась передача и укажите длину участка (примерно).

Пример № 6: Определить IP-адрес своего ПК, класс IP-адреса, номер сети и номер узла, маску, используя приложение Командная строка и команду ipconfig.

Пример № 7: Определить диапазоны адресов подсетей согласно варианту из Таблицы 1(даны адрес хоста и маска подсети):

Таблица 1 Варианты для заданий

7

Пример № 8: Преобразовать следующие доменные имена в IP-адреса для своего варианта, используя приложение Командная строка и команду ping

Пример № 9: Построить визуальный маршрут IP пакетов узла, согласно варианту, с ис-

пользованием приложения Open Visual Traceroute1 (или NeoTrace, VisualRoute и т.п.).

Пример № 10: Получить сетевую статистику для вашего ПК с использованием приложения Командная строка и соответствующих утилит:

получить таблицу маршрутизации вашего ПК, используя команду route print,

получить таблицу ARP вашего ПК, используя команду arp. Привести скрин листинга.

1Скачать можно здесь - https://sourceforge.net/projects/openvisualtrace

8

ное описание проблемы, содержат в себе справочную информацию и отражают полемику по тем или иным дискуссионным вопросам. Статья в журнале кратко излагает позицию автора или его конкретные достижении в исследовании какой-либо научной проблемы.

В процессе взаимного обсуждения материала закрепляются знания, а также приобретается практика в изложении и разъяснении полученных знаний, развивается речь.

При необходимости студенту следует обращаться за консультацией к преподавателю. Составление записей или конспектов позволяет составить сжатое представление по изучае-

мым вопросам. Записи имеют первостепенное значение для самостоятельной работы студентов. Они помогают понять построение изучаемого материала, выделить основные положения, проследить их логику.

Ведение записей способствует превращению чтения в активный процесс. У студента, систематически ведущего записи, создается свой индивидуальный фонд подсобных материалов для быстрого повторения прочитанного. Особенно важны и полезны записи тогда, когда в них находят отражение мысли, возникшие при самостоятельной работе.

Можно рекомендовать следующие основные формы записи: план, конспект, тезисы, презентация.

План – это схема прочитанного материала, краткий (или подробный) перечень вопросов, отражающих структуру и последовательность материала. Подробно составленный план вполне заменяет конспект.

Конспект – это систематизированное, логичное изложение материала источника. Объем конспекта не должен превышать 10 страниц. Шрифт Times New Roman, кегль 14, интервал 1,5. Список литературы должен состоять из 5-8 источников, по возможности следует использовать последние издания учебных пособий и исследований.

Тезисы — это последовательность ключевых положений из некоторой темы без доказательств или с неполными доказательствами. По объему тезисы занимают одну страницу формата А4 или одну – две страницы в ученической тетради. В конце тезисов студент должен сделать собственные выводы.

Презентации по предложенной теме составляются в программе Power Point или Impress. Количество слайдов должно быть не менее 15 и не превышать 20 слайдов. Кроме текста на слайдах можно создавать схемы и таблицы. Шрифт должен быть читаемым, например, шрифт черного цвета на светлом фоне или светлый шрифт на темном фоне. Также шрифт не должен быть слишком мелким. В слайдах указываются только основные тезисы, понятия и нормы.

4.2Темы для самостоятельного изучения

1.Стандарт GSM.

2.Технологии построения космьютерных сетей.

3.Стеки протоколов.

10