1.3. Содержание дисциплины Распределение фонда времени по темам и видам занятий

№

п/п

Наименование разделов по темам

Аудиторные занятия

Самостоятельная работа

Всего

Лекции

Практические

Лабораторные

1.

Введение.

Место и роль сетей ЭВМ и телекоммуникационных сетей. Режим разделения времени; режим обратного разделения времени. Преимущества сетей. Понятие локальной, региональной и глобальной сети. Прозрачность связи. Отличия локальных сетей. Недостатки сетей. Абонент, выделенный и невыделенный серверы, клиент сети. Примеры действующих сетей и систем телекоммуникаций.

2

4

6

2.

Принципы многоуровневой организации локальных и глобальных сетей ЭВМ. Методы и технологии проектирования средств телекоммуникаций. Протоколы канального, сетевого, транспортного и сеансового уровней.

Эталонная модель обмена информацией открытой системы OSI. Основные задачи, решаемые моделью OSI. Иерархическая организация модели OSI; назначение уровней. Инкапсуляция и декапсуляция пакетов. Включение промежуточных устройств между абонентами сети. Процесс шифрования информации. Идентификаторы соединений (сокеты). Протоколы Класса 0, Класса 1, Класса 2, Класса 3, используемые для взаимодействия на транспортном уровне. Виртуальные каналы. Фреймы канального уровня; деление канального уровня на подуровни LLC и MAC, их назначение. Службы без установки соединения и службы с установкой соединения. Аналоговый и цифровой сигналы. Основные методы кодирования цифровых сигналов; манчестерское кодирование. Стандарты 802-спецификации.

Аппаратура локальных сетей: сетевые адаптеры; трансиверы; репитеры; концентраторы; коммутаторы; мосты; маршрутизаторы; шлюзы.

Стандартные сетевые протоколы. Протоколы высоких уровней: прикладные; сетевые; транспортные. Методы дейтаграмм и с логическим соединением. Наборы протоколов TCP/IP и IPX/SPX; протокол NetBIOS.

Взаимодействие между стеками протоколов. Одноранговые протоколы; примитивы.

Стандартные сетевые программные средства. Одноранговые сети; сети на основе серверов; сеть на основе Windows ХР и Windows Server 2003; масштабируемые сети. Домены; наборы доменов; наборы деревьев. Контроллер домена. Сетевые программные средств компании Novell.

Применение модели OSI.

Методы и технологии проектирования средств телекоммуникаций. Использование САПР NetCracker Professional 3.1 для проектирования локальной сети.

4

4

12

20

3.

Передача дискретных данных на физическом уровне. Среды передачи информации. Каналы передачи данных.

Сигналы и характеристики линий связи. Типы линий связи. Стандарты кабелей: кабели на основе витых пар; коаксиальные кабели; оптоволоконные кабели; беспроводные каналы связи. Понятие о системах мобильной связи. Согласование, экранирование и гальваническая развязка линий связи.

Методы передачи данных на физическом уровне. Кодирование информации; коды NRZ; RZ; манчестерский и бифазный.

Аналоговые каналы передачи данных. Классификация каналов связи. Этапы развития электрической связи. Структура системы аппаратуры передачи данных. Спектры частот сигналов электрической связи и ширина полосы частот аналоговых сигналов. Схемы местной и дальней связи. Преобразование частоты; виды модуляции.

Формула Шеннона для непрерывного и дискретного каналов. Аналоговые модемы: структура; методы модуляции; особенности стандартов; классификация; программные средства.

Спектры частот, применяемые для электрической связи. Комбинированная проводно-беспроводная связь.

Цифровые каналы передачи данных. Дискретная модуляция аналоговых сигналов. Спектры последовательностей цифровых сигналов. Цифровое кодирование дискретной информации. Цифровые модемы. Типы цифровых каналов; принципы организации интерфейсов.

Структурированная кабельная система: основные сведения; использование в сетях передачи данных.

Показатели качества сетей ЭВМ и телекоммуникационных каналов. Производительность вычислительных систем и их оценка. Методы повышения производительности. Эффективность сети ЭВМ и систем телекоммуникаций. Эффективность неоднородной сети. Критерий и оценка эффективности Т-системы. Надежность информационно-вычислительных систем и сетей. Показатели надежности. Обеспечение отказоустойчивости аппаратуры. Достоверность функционирования информационно-вычислительной системы.

4

10

14

4.

Конфигурации локальных вычислительных сетей и методы доступа в них.

Топология локальных сетей; топологии шина, звезда, кольцо, дерево, сеточная. Полносвязанные и неполносвязанные топологии. Физическая, логическая, информационная топологии и топология управления обменом.

Передачи информации пакетами, кадрами, блоками. Время доступа к сети. Оптимальная длина пакета. Структура пакета. Вложение кадра в пакет. Адресация пакетов; широковещательная передача. Циркулярный режим.

Методы управления обменом; централизованные и децентрализованные; детерминированные и случайные методы. Коллизии в сети. Управление обменом в сети с топологиями «звезда», «шина», «кольцо». Расчет минимальной длительности пакета. Двойное время задержки сигнала в сети. Маркерные методы доступа.

Метод случайного доступа CSMA/CA; терминология. Алгоритм доступа к сети. Сигнал «пробка». Оценка производительности сети и ее пропускная способность; показатель использования сети.

Использование помехоустойчивых кодов для обнаружения ошибок в сети; способы снижения числа ошибок. Характеристики и разновидности помехоустойчивых кодов; циклические коды. Обнаруживающие коды; Корректирующий код Хэмминга; циклический код Файра.

4

4

10

18

5.

Сети ЭВМ с моноканалом и кольцевые. Проектирование сетей ЭВМ по принципу «клиент-сервер».

Характеристики классических вариантов стандартных локальных сетей. Сети Ethernet и Fast Ethernet. Контроль несущей частоты. Ограничения сетей Ethernet и Fast Ethernet. Структура пакета. Основные спецификации технологий.

Сеть Token-Ring; структура сети и организация обмена. Особенности концентраторов. Режим сворачивания кольца. Функции активного монитора. Формат маркера; формат информационного пакета. Метод раннего формирования маркера.

Сеть FDDI; основные технические характеристики и ограничения. Использование кода 4В/5В.Абоненты класса А и класса В. Концентраторы DAC и SAC. Порты абонентов. Множественная передача маркера. Синхронная и асинхронная передача пакетов. Форматы маркера и пакетов FDDI.

Сеть 100VG-AnyLAN. Основные параметры и особенности технологии. Кодирование информации.

Сверхскоростные сети. Сеть Gigabit Ethernet; номенклатура сегментов. Полудуплексный и полнодуплексный режимы.

Беспроводные сети; основные спецификации.

Стандартные сегменты семейства Ethernet. Аппаратура 10BASE-5, 10BASE-2, 10BASE-T.

Стандартные сегменты семейства Ethernet: 100BASE-TX, 100BASE-T4, 100BASE-FX. Автоматическое определение типа сети; автодиалог. Производительность ЭВМ и информационно-вычислительных сетей.

Проектирование сетей ЭВМ по принципу «клиент-сервер». Разработка функциональной схемы; определение информационных потоков. Разработка структуры сети. Выбор сетевой архитектуры и его обоснование. Разработка и описание спроектированной сети.

4

10

14

6.

Конфигурации глобальных сетей и методы коммутации в них. Менеджмент в телекоммуникационных системах.

Глобальные связи компьютерных сетей. Территориальные сети; автономная система. Коммутация каналов; коммутация пакетов. Функции глобальных сетей. Структура Интернета. Аппаратура передачи данных.

Глобальные сети на основе выделенных каналов. Аналоговые и цифровые выделенные линии. Протоколы канального уровня для выделенных линий. Выделенные линии в корпоративных сетях.

Глобальные сети на основе коммутации пакетов. Аналоговые сети с коммутацией каналов. Сети ISDN. ISDN в корпоративных сетях. Глобальные сети с коммутацией пакетов. Техника виртуальных каналов. Сети Х.25. Сети frame relay. Сети АТМ. Технология IP/MPLS.

Менеджмент в телекоммуникационных системах; основные принципы; алгоритмы управления и оптимизации.

2

6

8

7.

Аппаратные средства телекоммуникации.

Аппаратные средства локальных сетей. Адаптеры Ethernet и Fast Ethernet; их характеристики; производительность. Адаптеры с внешними трансиверами; использование интерфейса MDI. Репитеры и концентраторы; функции и особенности работы. Наращиваемые концентраторы. Концентраторы класса I и класса II. Протокол SNMP. Коммутаторы Ethernet и Fast Ethernet. Логическая схема коммутатора; перекрестная матрица. Коммутаторы со сквозным вырезанием; коммутаторы с накоплением и ретрансляцией. Мосты и маршрутизаторы; функции мостов. Внутренние и внешние мосты. Функции маршрутизаторов; таблицы маршрутизации. Вложение дейтаграммы в кадр и пакет. Виртуальные сети на коммутаторах.

Аппаратные средства глобальных сетей. Виды передающего оборудования. Мультиплексоры; группы каналов; частные телефонные сети; телефонные модемы; адаптеры IDSN; кабельные модемы; модемы и маршрутизаторы DSL; серверы доступа; маршрутизаторы.

4

8

12

8.

Составные и корпоративные сети. Стек протоколов TCP/IP.

Принципы построения составных сетей. Основы адресации и маршрутизации на сетевом уровне. Алгоритмы транспортировки. Критерии оценки алгоритмов маршрутизации. Классификация алгоритмов маршрутизации.

Алгоритмы и протоколы выбора маршрута. Алгоритмы Дейкстры и Беллмана-Форда. Показатели и критерии оптимальности маршрута.

Иерархическая маршрутизация. Протоколы ES-IS, IS-IS.

Общие сведения о корпоративных сетях; уровни и протоколы. Спецификация интерфейса сетевых устройств. Общие сведения о протоколах TCP/IP, NWLink, NetBEUI. Высшие сетевые уровни.

Структура территориальных сетей. Адресация компьютеров в сети Интернет. Службы обмена данными; сети Х.25, АТМ, SDH.

Протоколы Интернет. IP-адресация и классы сетей; протоколы IP. IP-маршрутизация. Техническая реализация маршрутизаторов. Протокол управления передачей TCP. Связь протоколов Интернет сетевого и транспортного уровней.

Сервисы сети Интернет: файловый обмен; электронная почта. Конференц-связь.

2

6

12

20

9.

Программные средства телекоммуникации.

Классификация операционных систем. Алгоритмы управления ресурсами. Системы реального времени. Монолитное ядро, объектно-ориентированный подход, использование прикладных сред.

Обобщенная структура операционных систем. Средства управления локальными ресурсами; средства предоставления собственных ресурсов и услуг в общее пользование; средства запроса к удаленным ресурсам и услугам; коммуникационные средства. Варианты построения сетевых ОС; понятие сетевой оболочки.

Модель «клиент-сервер» и модель ОС на базе микроядра. Режим пользователя; интерфейсы API. Режим ядра. Подсистемы среды. Взаимодействие подсистем с исполнительной системой.

Топологии распределенных вычислений. Основные механизмы функционирования IPC.

Функции сетевых операционных систем. Функции и подсистемы ОС автономного компьютера; управление процессами; управление памятью; управление файлами и внешними устройствами; защита данных и администрирование; интерфейс прикладного программирования. Виртуальная сеть; распределенная ОС. Сетевые службы и сервисы. Одноранговые и серверные сетевые ОС.

Распределенная обработка приложений. Разделение приложений на части. Двухзвенные и трехзвенная схемы. Передача сообщений в распределенных системах. Блокирующие и неблокирующие примитивы. Вызов удаленных процедур. Мобильные агенты. Адресация прикладных процессов в сетях ЭВМ. Система Sockets ОС Unix. Сетевые службы; службы доменных имен Интернета. Служба управления сетью. Протокол SNMP. Служба передачи файлов и протокол FTP. Протокол telnet. Протокол SMTP. Протокол http и www.

2

6

10

18

10.

Обеспечение безопасности телекоммуникационных связей и административный контроль. Проблема секретности в сетях ЭВМ и методы криптографии.

Общие сведения и определения. Методы управления безопасностью сетей. Виды угроз информации. Классификация угроз безопасности и их нейтрализация.

Методы и средства защиты информации в сетях. Программные средства защиты информации; встроенные средства защиты информации в сетевых ОС; специализированные программные средства защиты информации. Использование брандмауэров; брандмауэр Windows. Файервол в Mandriva Linux. Файервол для Windows Comodo. Использование антивирусных программ. Криптографическое закрытие информации.

Стандартные методы шифрования и криптографические системы; классические алгоритмы шифрования данных. Перестановка; гаммирование. Базовые алгоритмы шифрования.

Администрирование в сети. Модели администрирования и регистрации в сети. Основные правила конфигурирования компьютеров, подключенных к сети. Общие сведения об администрировании пользователей и рабочих групп. Безопасность в корпоративных сетях. Архивирование. Источники бесперебойного питания.

2

4

6

11.

Тенденции развития телекоммуникационных систем.

Пути совершенствования и развития компьютерных сетей. Перспективы развития телекоммуникаций; общие тенденции развития.

2

2

4

Итого

32

20

88

140