- •Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
- •Учебно-методический комплекс
- •1. Рабочая учебная программа дисциплины
- •1.1. Цели и задачи дисциплины
- •1.2. Структура и объем дисциплины Распределение фонда времени по семестрам, неделям, видам занятий
- •1.3. Содержание дисциплины Распределение фонда времени по темам и видам занятий
- •1.4. Требования к уровню освоения дисциплины и формы текущего и промежуточного контроля
- •Примерный перечень вопросов для подготовки к экзамену по дисциплине «Сети эвм и телекоммуникации»
- •1.5. Содержание самостоятельной работы
- •Распределение самостоятельной работы студентов по темам с указанием времени
- •Содержание каждого вида самостоятельной работы и вида контроля
- •2. Учебно-методическое пособие
- •2.1. Теоретические сведения
- •2.1.1. Введение
- •2.1.2.1. Эталонная модель osi
- •2.1.2.2. Аппаратура локальных сетей
- •2.1.2.3. Стандартные сетевые протоколы
- •2.1.2.4. Протоколы высоких уровней
- •2.1.2.5. Взаимодействие между стеками протоколов
- •2.1.2.6. Стандартные сетевые программные средства
- •2.1.2.7. Применение модели osi
- •2.1.2.8. Методы и технологии проектирования средств телекоммуникаций
- •2.1.3. Конфигурации локальных вычислительных сетей и методы доступа в них
- •2.1.3.1. Топология локальных сетей
- •2.1.3.2. Назначение пакетов и их структура
- •2.1.3.3. Методы управления обменом
- •2.1.3.4. Метод управления обменом csma/cd
- •2.1.3.5. Оценка производительности сети
- •2.1.3.6. Использование помехоустойчивых кодов для обнаружения ошибок в сети
- •2.1.4. Сети эвм с моноканалом и кольцевые. Проектирование сетей эвм по принципу «клиент-сервер»
- •2.1.4.1. Сети Ethernet и Fast Ethernet
- •2.1.4.2. Сеть Token-Ring
- •2.1.4.3. Сеть fddi
- •2.1.4.4. Сеть 100vg-Any lan
- •2.1.4.5. Сверхвысокоскоростные сети
- •2.1.4.6. Беспроводные сети
- •2.1.4.7. Стандартные сегменты семейства Ethernet
- •2.1.4.8. Стандартные сегменты Fast Ethernet
- •2.1.4.9. Автоматическое определение типа сети (Auto-Negotiation)
- •2.1.4.10. Производительность эвм и информационно-вычислительных сетей
- •2.1.4.11. Проектирование сетей эвм по принципу «клиент-сервер»
- •2.1.5. Конфигурации глобальных сетей и методы коммутации в них. Менеджмент в телекоммуникационных системах
- •2.1.5.1. Глобальные связи компьютерных сетей
- •2.1.5.2. Глобальные связи на основе выделенных каналов
- •2.1.5.3. Глобальные сети на основе коммутации каналов
- •2.1.5.4. Глобальные сети с коммутацией пакетов
- •2.1.6. Аппаратные средства телекоммуникации
- •2.1.6.1. Аппаратные средства локальных сетей
- •2.1.6.2. Аппаратные средства глобальных сетей
- •2.1.7. Составные и корпоративные сети
- •2.1.7.1. Принципы построения составных сетей
- •2.1.7.2. Алгоритмы и протоколы выбора маршрута
- •2.1.7.3. Иерархическая маршрутизация
- •2.1.7.4. Общие сведения о корпоративных сетях
- •2.1.7.5. Уровни и протоколы
- •2.1.7.6. Структура территориальных сетей
- •2.1.7.7. Адресация компьютеров в сети Интернет
- •2.1.7.8. Службы обмена данными
- •2.1.7.9. Сервисы сети Интернет
- •2.1.7.10. Виды конференц-связи
- •2.1.8. Программные средства телекоммуникации
- •2.1.8.1. Классификация операционных систем
- •2.1.8.2. Обобщенная структура операционных систем
- •2.1.8.3. Модель клиент-сервер и модель ос на базе микроядра
- •2.1.8.4. Топологии распределенных вычислений
- •2.1.8.5. Функции сетевых операционных систем
- •2.1.8.6. Распределенная обработка приложений
- •2.1.8.7. Адресация прикладных процессов в сетях эвм
- •2.1.8.8. Сетевые службы
- •2.1.9. Обеспечение безопасности телекоммуникационных связей и административный контроль. Проблемы секретности в сетях эвм и методы криптографии
- •2.1.9.1. Общие сведения и определения
- •2.1.9.2. Виды угроз информации
- •2.1.9.3. Классификация угроз безопасности и их нейтрализация
- •2.1.9.4. Методы и средства защиты информации в сетях. Программные средства защиты информации
- •2.1.9.5. Стандартные методы шифрования и криптографические системы
- •2.1.9.6. Администрирование сети
- •2.1.9.7. Безопасность в корпоративных сетях
- •2.1.9.8. Архивирование. Источники бесперебойного питания
- •2.1.10. Тенденции развития телекоммуникационных систем
- •2.3. Лабораторный практикум
- •Распределение тем лабораторных занятий по времени
- •2.3.1. Лабораторная работа № 1 Расчет конфигурации сети Ethernet
- •1.1. Критерии корректности конфигурации
- •1.2. Методика расчета времени двойного оборота и уменьшения межкадрового интервала
- •1.3. Пример расчета конфигурации сети
- •1.4. Задание на лабораторную работу
- •1.5. Справочные данные ieee
- •2.3.2. Лабораторная работа № 2 Изучение структуры ip-адреса
- •2.1. Типы адресов стека tcp/ip
- •2.2. Классы ip-адресов
- •2.3. Особые ip-адреса
- •2.4. Использование масок в ip-адресации
- •2.5. Задание на лабораторную работу
- •2.3.3. Лабораторная работа № 3 Взаимодействие прикладных программ с помощью транспортного протокола тср
- •3.1. Транспортный протокол tcp
- •3.2. Транспортный протокол udp
- •3.3. Порты, мультиплексирование и демультиплексирование
- •3.4. Логические соединения
- •3.5. Программирование обмена данными на основе транспортных протоколов
- •3.6 Пример реализации простейшего клиент-серверного приложения на основе сокетов
- •3.7. Задание на лабораторную работу
- •3.8. Справочные данные Основные свойства компонента ServerSocket:
- •2.3.4. Лабораторная работа № 4 Взаимодействие прикладных программ с помощью протоколов электронной почты smtp и pop3
- •4.1. Модель протокола, команды и коды ответов smtp
- •4.2. Кодировка сообщений
- •4.3. Процесс передачи сообщений
- •4.4. Пример последовательности команд почтовой транзакции
- •4.5. Модель протокола рор3, его назначение и стадии рор3-сессии
- •4.6. Формат сообщений
- •4.7. Процесс получения сообщений. Команды и ответы протокола рор3
- •4.8. Задание на лабораторную работу
- •4.9. Справочные данные
- •2.3.5. Лабораторная работа № 5 Взаимодействие прикладных программ с помощью протокола передачи данных ftp
- •5.1. Назначение и модели работы протокола ftp
- •5.2. Особенности управления процессом обмена данными
- •5.3. Команды и ответы протокола ftp
- •5.4. Задание на лабораторную работу
- •5.5. Справочные данные
- •2. Команды управления потоком данных.
- •3. Команды ftp-сервиса.
- •2.3.6. Лабораторная работа № 6 Построение и исследование компьютерных сетей с помощью системы NetCracker
- •6.1. Основы компьютерной системы NetCracker
- •6.2. Задание на лабораторную работу
- •2.3.7. Лабораторная работа № 7 Изучение алгоритма маршрутизации ospf
- •7.1. Алгоритмы маршрутизации
- •7.2. Задание на лабораторную работу
- •3. Учебно-методическое обеспечение дисциплины
- •3.1. Перечень основной и дополнительной литературы
- •3.1.1. Основная литература:
- •3.1.2. Дополнительная литература:
- •3.2. Методические рекомендации преподавателю
- •3.3. Методические указания студентам по изучению дисциплины
- •3.4. Методические указания и задания для выполнения курсовой работы
- •3.4.1. Постановка задачи курсовой работы. Обязательное содержание разделов
- •3.4.2. Выбор конфигурации сети Ethernet
- •3.4.3. Выбор конфигурации Fast Ethernet
- •3.4.4. Методика и начальные этапы проектирования сети
- •3.4.5. Выбор с учетом стоимости сети
- •3.4.6. Проектирование кабельной системы
- •3.4.7. Оптимизация и поиск неисправностей в работающей сети
- •3.4.8. Проектирование локальной корпоративной компьютерной сети с помощью системы автоматизированного проектирования NetWizard
- •3.4.9. Правила выполнения и оформления курсовой работы
- •Пример правильного оформления расчета
- •3.5. Учебно-методическая карта дисциплины
- •3.6. Материально-техническое обеспечение дисциплины
- •3.7. Программное обеспечение использования современных информационно-коммуникативных технологий
- •3.8. Технологическая карта дисциплины Поволжский государственный университет сервиса
- •Образец оформления титульного листа лабораторной работы
- •Образец оформления титульного листа журнала отчетов по лабораторным работам
- •Лист обложки пояснительной записки курсовой работы
- •Титульный лист пояснительной записки курсовой работы
- •Поволжский государственный университет сервиса
- •Задание по курсовому проектированию
- •Типовые варианты* задания на выполнение курсовой работы
1.4. Требования к уровню освоения дисциплины и формы текущего и промежуточного контроля
Текущий и промежуточный контроль знаний осуществляется путем проведения тестирований, контрольных работ, решения задач на практических занятиях и в ходе подготовки к ним, отчетов по выполненным лабораторным работам. В связи с этим, для успешного освоения дисциплины студентам необходимо:
– регулярно посещать лекционные занятия;
– осуществлять регулярное и глубокое изучение лекционного материала, учебников и учебных пособий по дисциплине;
– активно работать на лабораторных занятиях;
– выступать с сообщениями по самостоятельно изученному материалу;
– участвовать с докладами на студенческой конференции.
Текущий контроль знаний осуществляется путем выставления балльных оценок за выполнение тех или иных видов учебной работы (отчет по лабораторным работам, прохождение тестирования, контрольной работы и т.п.).
Промежуточный контроль знаний студентов осуществляется в форме межсессионной аттестации. Межсессионная аттестация проводится в сроки и в соответствии с требованиями действующего Положения о проведении межсессионной аттестации в Университете.
Уровень знаний оценивается баллами, набранными студентами в контрольных точках. Балльная оценка соответствующих контрольных точек приводится ниже в технологической карте дисциплины.
Итоговый контроль знаний по дисциплине проводится в форме письменного экзамена. Для подготовки к экзамену студенты используют приводимый ниже перечень вопросов для подготовки к экзамену, который соответствует содержанию ГОС дисциплины. Вместе с тем, конкретная формулировка экзаменационных вопросов, не выходя за пределы изученных на аудиторных занятиях и в ходе самостоятельной работы материалов, может отличаться от представленного перечня.
Примерный перечень вопросов для подготовки к экзамену по дисциплине «Сети эвм и телекоммуникации»
-
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.
-
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.
-
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.
-
Показатели качества сетей ЭВМ и телекоммуникационных каналов. Производительность ЭВМ, вычислительных сетей и систем; оценка производительности. 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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
Пути совершенствования и развития компьютерных сетей.
-
Перспективы развития телекоммуникаций; общие тенденции развития.
По результатам проведенного экзамена выставляется оценка:
«отлично» – студентам, овладевшим целостными знаниями по дисциплине, активно работающим на лабораторных занятиях, постоянно и творчески выполняющим индивидуальные задания, свободно использующим знаниями, полученными в результате самостоятельной работы (91 балл и выше);
«хорошо» – студентам, владеющим знаниями по основным и дополнительным вопросам дисциплины, активно работающим на лабораторных занятиях, выполняющим различные индивидуальные задания, в достаточной мере разбирающимся в знаниях, полученных в ходе самостоятельной работы (76–90 баллов);
«удовлетворительно» – студентам, владеющим основными вопросами по тематике дисциплины, выполняющим лабораторные работы на достаточном уровне, в основном разбирающимся в темах дисциплины, вынесенных на самостоятельное изучение (60–75 баллов);
«не удовлетворительно» – студентам, не посещающим аудиторные занятия без уважительной причины, не владеющим основными вопросами изучаемой дисциплины, выполняющим лабораторные работы на низком уровне, слабо разбирающихся в вопросах, вынесенных на самостоятельное изучение (менее 60 баллов).
