Учебно-методическое пособие и задание на курсовой проект по курсу Архитектура и ПО сетевых инфокоммуникационных устройств

услуг и их сетей называют OSS (Operations Support System). Эти управляющие системы выделены в особый класс из-за особых задач ИС операторов связи (например, биллинга). Кроме того, технологические процессы операторов связи тесно связаны с задачами контроля, учета и диагностики.

1.3.7. Адресация ОС. Для идентификации сетевых узлов операционные системы используют различные методы логической адресации. Самым распространенным методом (описан в совокупности различных RFC) является IP-адресация, при которой узлу присваивается адрес либо согласно определенному классу адресов, либо при помощи специальной нотации бесклассовой адресации. Логическая адресация узлов является языком маршрутизаторов. В свою очередь маршрутизация реализуется с помощью одного или нескольких протоколов маршрутизации либо при помощи статически настроенных таблиц маршрутизации. Маршрутизация может осуществляться по разным алгоритмам и быть статической или динамической. Наиболее известные протоколы маршрутизации, которые есть обычно у всех маршрутизаторов это:

-протокол маршрутной информации (Routing Information Protocol) RIP;

-открытый протокол предпочтения кратчайшего пути (Open Shortest Path First) OSPF. RIP является дистанционно-векторным протоколом. OSPF более сложный протокол; относится к протоколам состояния канала и ориентирован на применение в больших гетерогенных сетях.

Для трансляции логического адреса в MАС-адрес (физический адрес устройства) под управлением всех ОС на сетевых устройствах загружаются специальные программные продукты, например, протокол ARP.

Пользователи обращаются к узлам сети по именам, и для трансляции имени сетевого узла

вего физический адрес загружается на выделенном сервере специальный процесс операционной системы – DNS. Такой процесс может поддерживаться оператором связи, обращаться к другим серверам DNS. Он, также может быть загружен и в корпоративной системе при условии частого обращения ее пользователей к внешнему миру.

1.3.8. Управление файловой системой. Протоколы прикладного уровня модели OSI.

Все распределенные и сетевые операционные системы реализуют в каком-то варианте протоколы прикладного уровня модели OSI. Это FTAM, DS, MHS, VT и другие протоколы. Но в современных ОС эти протоколы реализованы в более простом виде в качестве протоколов Интернет. В частности, это протоколы FTP, SNMP, SMTP и др. Их реализация позволяет решать для ОС сетевых устройств простые задачи передачи файлов, сообщений, управления ОС. Более сложные способы реализации файловой системы, операций ввода/вывода, обращения ко вторичной памяти осуществляются только в универсальных ОС.

1.3.9. Одна из наиболее важных задач ОС – зашита от различных угроз.

Для сетевой системы угрозой является любая ситуация, вызванная преднамеренно или ненамеренно, способная неблагоприятно повлиять на систему. Преднамеренные угрозы всегда осуществляются пользователями системы или прикладными программистами. Непреднамеренная угроза всегда вызывается сбоями питания, сбоями аппаратных или программных средств, неквалифицированными действиями персонала. Для защиты от непреднамеренных угроз во всех операционных системах используются механизм

11

автооткатов ядра, частично механизм физических транзакций, способы интеграции с системами гарантированного питания. Под преднамеренной угрозой в операционных системах понимается защита от несанкционированного доступа. Для защиты от него операционные системы сетевых устройств реализуют определенные средства согласно стандартизированным классам защиты (A, B, C, D – классы Orange book DoD) и протоколам IEEE.

Так все ОС коммутаторов поддерживают средства организации виртуальных сетей. Виртуальной сетью (VLAN) называется группа станций сети, пакеты которой, в том числе и широковещательные, на канальном уровне полностью изолированы от других станций сети. Объединение станций в такие группы выполняется либо на основе принадлежности к портам коммутатора, либо на основе принадлежности фреймов к одному сетевому протоколу, либо по MAC-адресам станций. При параметризации операционной системы коммутатора тип такого объединения задается администратором системы. Назначение технологии виртуальных сетей состоит в защите от несанкционированного доступа и в создании изолированных сетей, которые затем могут быть связаны с помощью маршрутизаторов, реализующих какой-либо протокол сетевого уровня, например IP. Для объединения виртуальных сетей в общую сеть требуется использование протоколов сетевого уровня. Они могут быть реализованы в специальном устройстве – маршрутизаторе, а могут работать и в составе программного обеспечения коммутатора, который в этом случае становится комбинированным устройством – так называемым коммутатором третьего уровня. При этом выполнение дополнительных функций может снизить производительность коммутатора, так как обработка таблиц, фильтрация и приоритезация трафика, обработка маршрутов требуют проведения дополнительных вычислений процессорами портов.

Все команды операционных систем сетевых устройств разбиты на классы и доступны только определенным пользователям.

Все операционные системы включают специальные средства контроля доступа к файловым системам - средства AAA или 3A (Авторизация пользователей, Аутентификация пользователей и Аудит системы).

Используются и дополнительные программные средства, которые выполняют функции защиты процессов обработки информации (например, сетевые экраны – фаерволлы).

2.Контрольные вопросы по курсу

1.Приведите пример негетерогенной ИС.

2.Дайте определение открытой системы.

3.Протокол и стандарт – это идентичные понятия или нет?

4.Перечислите стандартизирующие организации в области передачи данных.

5.Что такое модель ОNС?

6.Опишите пять функций управления модели ISO FCAPS.

7.Перечислите основные подсистемы кабельной системы здания.

8.Что определяют стандарты EIA/TIA 568, 569, 606 и 607?

9.Почему сетевой специалист должен перед инсталляцией системы выяснить наличие MDI-X портов сетевого оборудования?

10.На каком уровне протоколов OSI работает мост?

11.Каковы типы маршрутизации мостов?

12.Требуется ли от сетевого специалиста начальная инициализация SR-мостов?

12

13.Какое сетевое устройство называется коммутатором?

14.Какие типы коммутации используются в современных коммутаторах?

15.Какие дополнительные возможности фильтрации фреймов предоставляют современные коммутаторы?

16.Для чего в современных коммутаторах реализован алгоритм покрывающего дерева? Имеет ли смысл его использовать в одной сети?

17.На каких принципах станции сети объединяются в виртуальные сети? Что для такого объединения должен сделать сетевой специалист?

18.Каковы функции сетевого шлюза?

19.Каковы функции маршрутизатора в сети?

20.Что такое маршрутизация и по каким алгоритмам она осуществляется?

21.В чем суть протокола RIP?

22.Чем протокол OSPF принципиально отличается от протокола RIP?

23.Приведите пример команды конфигурирования протокола маршрутизации.

24.Перечислите основные подготовительные этапы процесса инсталляции ОС.

25.Что такое канал ввода/вывода?

26.Перечислите основные интерфейсы дисковых подсистем.

27.Что означает аббревиатура «ААА» в контексте мер защиты от несанкционированного доступа?

28.Какие средства диагностики ошибок входят обычно в состав операционной системы сетевых устройств?

29.Перечислите средства эмуляции системной консоли сетевого устройства, ставшие промышленным стандартом.

30.Приведите формат IPдейтаграммы.

31.Приведите формат сегмента TCP.

32.Из чего состоит подсистема ввода/вывода ко вторичной памяти?

33.Какая операционная система называется мультизадачной?

34.Какие ресурсы разделяет ОС? Распределенная ОС? Сетевая ОС?

35.Какие события можно отнести к непреднамеренным угрозам?

36.Перечислите виды преднамеренных угроз безопасности.

37.Перечислите средства защиты от НСД ОС в зависимости от класса защиты.

38.Что такое короткое и длинное расписание ОС?

39.Дайте определение файловой системы. Из каких подсистем она состоит? Что реализовано в ОС сетевых устройств?

40.Какие ключевые вопросы безопасности обеспечивает протокол IPSec?

41.Каковы мероприятия администратора системы по реализации VPN cети?

42.Для чего предназначен протокол SNMP?

43.Перечислите команды SNMP.

44.Дайте определение процесса ОС. Чем job отличается от task? Что такое сервер ОС? Какие процессы запускаются на серверах?

45.Каковы пять методов коммуникации процессов? В чем суть модели RPC? Что выполняет ядро сетевой ОС? Какие функции выполняет shell/redirector? Где и какие части сетевой ОС запускаются?

46.Дайте определение распределенной ОС. Что такое сетевая ОС?

47.Когда и в результате чего появилась сеть ARPANET? Что такое протокол NCP? Зачем и когда появился протокол TCP? Как назывался первый зарегистрированный домен, первый провайдер Интернет? Что такое точка сетевого доступа NAP и сколько их?

48.Что означает адрес 127.0.0.0? Адрес 0.0.0.0? Адрес 255.255.255.255?

49.Зачем нужен протокол ARP? Где он запускается? Дайте коротко формат его дейтаграммы.

50.Что такое прямая и непрямая доставка? Что такое шлюз по умолчанию?

13

51.Что делает Proxy ARP? Шлюз ARP позволяет скрыть подсети или сети? Он отвечает или нет, если получатель доступен через тот же интерфейс? Он отвечает или нет для широковещательного адреса?

52.Зачем применяется протокол ICMP? Он поддерживается каждой станцией? Что такое ICMPпереадресация?

53.Каковы задачи протоколов канального уровня? Каково семейство протоколов HDLC? Кто их авторы?

54.Дайте определения методам синхронной и асинхронной передачи данных. Как при этом делается контроль ошибок? Каким протоколом передачи является HDLC?

55.Из каких компонент состоит протокол PPP? Каковы их задачи?

56.Что такое NRM, ARM и ABM моды работы HDLC?

57.Дайте определение метода доступа в канал. Какие топологии и методы доступа вы знаете?

58.Каковы категории витой пары? Дайте кратко их характеристики. Какие виды оптоволокна вы знаете?

59.Сравните модель OSI, модель IEEE и модель Internet.

60.Перечислите подсистемы структурированной кабельной системы. Каковы методики диагностики кабельной системы? На основании чего она выполняется? Можно ли это сделать средствами ОС?

61.Перечислите интерфейсы маршрутизаторов. Какие используются как управляющие? Какие из них консольные, LAN, WAN. Что такое DSU/CSU интерфейсы?

62.Как распределяется память роутера ОС? При загрузке производится POST? При загрузке ОС запускается ROM Monitoring?

3. Задание на курсовой проект

Задание на курсовой проект составлено в тридцати вариантах. Номер варианта равен остатку от деления на 30 числа, составленного из двух последних цифр номера студенческого билета. Цифры выбираются слева направо.

Каждый студент должен выполнить общее для всех задание, описанное ниже, и

индивидуальное задание согласно номеру варианта.

Общее задание

Сетевая система в аудиториях 207-211 включает горизонтальную подсистему, состоящую из кабеля UTP cat 5 и розеток с модулем RJ-45, патч-корды, макет магистрали сети доступа, состоящей из многопарного кабеля, оптоволоконную магистраль (62.5/125 мм), DSL-мультиплексор, 9 рабочих станций, файл-сервер, сервер мониторинга, рутер, патч-панелей RJ-45, 110, мультимодную SC-панель, стойку, шкаф с фильтром и источником бесперебойного питания.

Дайте полную функциональную схему кабельной системы кафедры. Дайте полную функциональную схему сетевой системы кафедры. Дайте системнотехнологическую схему ИС кафедры. Укажите на схемах наменование загруженных модулей распределенной ОС и их связь между собой. Дайте спецификации сетевой и кабельной системы.

14

Индивидуальное задание

1.К системе должен быть осуществлен удаленный доступ 60 пользователей. Дайте модификацию функциональной схемы.

2.Дайте план IP-адресации в предложенной системе.

3.Дайте параметры инициализации ОС роутера ауд. 213.

4.Дайте параметры инициализации ОС коммутатора ауд. 213.

5.Дайте параметры инициализации ОС коммутатора третьего уровня ауд. 213.

6.Дайте параметры инициализации ОС принт-сервера ауд. 207.

7.Дайте параметры инициализации ОС принт-сервера ауд. 211.

8.Дайте параметры инициализации ОС файл-сервера ауд. 211.

9.Дайте параметры инициализации почтового сервера ауд. 207.

10.Дайте параметры инициализации сервера управления ауд. 207.

11.Дайте параметры инициализации видео-сервера ауд. 207.

12.Дайте параметры инициализации сервера FTP ауд. 207.

13.Дайте параметры инициализации ОС роутера ауд. 211.

14.Дайте параметры инициализации ОС коммутатора ауд. 211.

15.Дайте параметры инициализации ОС мультиплексора ауд. 211.

16.Дайте параметры инициализации ОС коммутаторов для реализации средств сетевой безопасности.

17.Дайте параметры инициализации ОС маршрутизаторов для реализации средств сетевой безопасности.

18.Дайте параметры инициализации ОС для реализации средств сетевой диагностики и защиты от сбоев.

19.Дайте параметры инициализации ОС для реализации средств учета.

20.Дайте параметры инициализации ОС для реализации средств конфигурации.

21.Дайте параметры инициализации ОС коммутаторов для контроля производительности.

22.Дайте параметры инициализации ОС роутеров для контроля производительности.

23.Дайте параметры инициализации ОС модема/роутера/шлюза ауд. 205.

24.Дайте параметры инициализации роутера ауд. 211 для реализации удаленного доступа.

25.Дайте полный список выполняемых международных сетевых стандартов в системе ауд. 213 – 205.

26.Дайте параметры реализации протоколов сетевого уровня модели OSI в системе.

27.Дайте параметры реализации протоколов транспортного уровня модели OSI в системе.

28.Дайте параметры реализации протоколов маршрутизации.

29.Дайте параметры реализации канальных протоколов.

30.Дайте параметры реализации протоколов управления.

15

4.Примеры схем, спецификаций, конфигураций

4.1.Пример части возможной функциональной схемы сети кафедры МСиУС приведен на рисунке 4.1.

Рисунок 4.1. Пример части функциональной схемы сети кафедры МСиУС

16

4.2. Пример спецификация на сервер архивирования (back-up сервер) под управлением ОС Windows NT приведен на рис. 4.2.

Рисунок 4.2. Пример спецификации сервера архивирования

4.3. Пример необходимых пояснений к спецификации

1.ARCserveIT 6.6 Workgroup Edition for Windows NT - позволяет делать бэкап одного локального сервера и любого количества клиентов Windows 3.x, 9x, NT Workstation, бесплатно поддерживает магнито-оптические и ленточные библиотеки до 1 драйва и

20слотов.

2.ARCserveIT Workgroup Edition Pro Pack Option 6.6 for Windows NT - позволяет делать бэкап еще шести дополнительных серверов NT или NetWare, а также разрешает поддержку больших библиотек за дополнительную плату.

3.Backup Agent for Oracle Server 6.6 for Windows NT - позволяет бэкапить БД Oracle в

режиме онлайн (т.е. открытые), а также на табличном уровне, если Oracle установлен на NetWare, то нет специального агента для него, который бы работал с ARCserveIT for

NT.

4.Open File Agent 6.6 for NT - агент для надежного бэкапа Открытых Файлов.

17

4.4. Пример возможных параметров запуска ядра ОC IOS Cisco для реализации трансляции адресов

ip nat pool dyn-nat 192.168.2.1 192.168.2.254 netmask 255.255.255.0 ip nat inside source list 1 pool dyn-nat

interface Ethernet 0

ip address 10.1.1.10 255.255.255.0 ip nat inside

interface Serial 0

ip address 172.16.2.1 255.255.255.0 ip nat outside

address list 1 permit 10.1.1.0 0.0.0.255

5. Список литературы

1.Администрирование в Информационных системах / М.Н.Беленькая, С.Т.Малиновский, Н.В.Яковенко. Учебное пособие. – М.: Горячая линия - Телеком, 2014.

2.Введение в операционные системы / Д.В.Иртегов Учебное пособие. - СПб.: БХВ-Петербург. 2008.

3.Основы сетевых технологий и высокоскоростной передачи данных. Ч. 1. Учебное пособие / В.А.Докучаев, М.Н.Беленькая, Н.В.Яковенко / МТУСИ. - М., 2009.

4.Основы сетевых технологий и высокоскоростной передачи данных. Ч. 2. Учебное пособие / В.А. Докучаев, М.Н.Беленькая, Н.В.Яковенко / МТУСИ. - М., 2011.

5.Столлингс В. Компьютерные сети. Протоколы и технологии Интернета. - СПб.: БХВ-Петербург, 2005.

6.Основы передачи голосовых данных по сетям IP. - М.: Вильямс, 2007.

7.Программно-технологический комплекс сопровождения СУБД ДИСОД. Прикладная информатика / М.Н.Беленькая, С.Гейлер. - М.: Финансы и статистика. 1989.

8.Бигелоу Стивен Дж. Поиск неисправностей. Поддержка и восстановление. – СПб.: БХВ-Петербург, 2005.

9.Полный справочник по Cisco. - М.: Вильямс, 2008.

10.Программа сетевой академии Cisco CCNA 3 и 4. Вспомогательное руководство. - М.: Вильямс, 2007.

11.Программа сетевой подготовки Cisco CCNA 1 и 2. Вспомогательное руководство. - М.: Вильямс, 2007.

18

Обязательная документация для выполнения курсового проекта

12.Документация по маршрутизатору и ОС HUAWEI Quidway AR 28-10. Operation manual. Installation manual.

13.Документация по коммутаторам и ОС HUAWEI Quidway s2016-EI. Operation manual. Installation manual.

14.Документация по мультиплексору и ОС HUAWEI DSLAM. Operation manual. Installation manual.

6. Требования к оформлению

Курсовой проект должен быть аккуратно оформлен. Страницы должны быть пронумерованы. Титульный лист должен содержать название курсового проекта, номер группы, номер студента согласно зачетной ведомости, фамилию и инициалы студента, для реферата – название реферата. Курсовой проект выполняется в формате MS Word.doc. Шрифт Times Roman 14. Интервал полуторный. Слева должны быть оставлены поля 30 мм для замечаний.

В конце работы следует привести краткие ответы на вопросы, содержащиеся в учебнометодическом пособии, и список используемой литературы из представленного в данных указаниях списка. Интернет-источники должны быть приведены в разделе «дополнительные источники». Следует использовать только официальные сайты компаний-производителей и стандартизирующих организаций.

На последней странице следует поставить дату и подпись студента.

19

Учебно-методическое пособие и задание на курсовой проект

по курсу

Архитектура и ПО сетевых инфокоммуникационных устройств

Подписано в печать 04.03.2015г. Формат 60х90 1/16. Объём 1,3 усл.п.л. Тираж 50 экз. Изд. № 16. Заказ 36.

ООО «Брис-М». Москва, ул. Авиамоторная, д. 8а.

20