Рабочая программа дисциплины сетевые технологии для студентов специальности 35. 15. 00

Вид материала

Содержание

Задачами курса
3. Объем дисциплины и виды учебной работы.
4. Содержание дисциплины. 4.1. Разделы дисциплины и виды занятий
4.2.2. Раздел 2. Основные сетевые понятия и определения.
4.2.3. Раздел 3. Каналы и линии связи.
4.2.4. Раздел 4. Локальные сети.
4.2.5. Раздел 5. Сетевое оборудование.
4.2.6. Раздел 6. Глобальные сети.
4.2.7. Раздел 7. Беспроводные сети.
6. Лабораторный практикум
7. Учебно-методическое обеспечение дисциплины.

Подобный материал:

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ПЕНЗЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

УТВЕРЖДАЮ

Декан факультета ВТ

Профессор

___________ Шашков Б.Д.

«___»____________ 2004 г.

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ

СЕТЕВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Для студентов специальности 35.15.00

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ И

АДМИНИСТРИРОВАНИЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ

Пенза, 2004 г.

Программу разработал

К.т.н., профессор А.Г. Финогеев

Программа одобрена

на заседании каф. «Системы автоматизированного проектирования», протокол № ___от ___________ 2004 г.

Зав каф. «Системы автоматизированного проектирования»

д.т.н, профессор А.М. Бершадский

Согласовано

Председатель НМК ФВТ

д.т.н., профессор П.П. Макарычев

Программа разработана в соответствии со следующими документами:

государственным образовательным стандартом Минобразования РФ по специальности 35.15.00;
рабочим учебным планом ПензГУ по специальности 35.15.00;
примерной программой специальности «Математическое обеспечение и администрирование информационных систем».

Цели и задачи дисциплины.

Основной целью курса является изучение принципов построения информационных сетей, основных технологий их построения, способов и методов передачи информации в информационных сетях, вопросов объединения сетевых сегментов, ознакомление с сервисными протоколами и службами локальных и глобальных информационных сетей. Другой целью является овладение теоретическими и практическими знаниями в сфере информационных и сетевых компьютерных технологий, навыками по использованию информационных технологий в будущей деятельности. Курс относится к блоку дисциплин специализации.

. Задачами курса являются:

а) повышение общего интеллектуального уровня студентов и знакомство с локальными и глобальными информационными сетями;

б) изучение базовой терминологии и основных принципов построения информационных сетей;

в) знакомство с базовыми сетевыми технологиями и протоколами;

г) изучение основных сетевых аппаратных средств и программных приложений для построения сети.

2. Требования к уровню освоения содержания дисциплины

В результате изучения дисциплины студенты должны:

знать:

- принципы многоуровневой организации и проектирования глобальных и локальных информационных сетей на основе концепции открытых систем;

- принципы построения информационных сетей, основные технические средства и технологии их построения.

- архитектуру и стандартные протоколы информационных сетей;

- методы и технологии проектирования информационных сетей и систем телекоммуникаций;

- обеспечения надежности и живучести информационных сетей;

- методы и средства организации информационных потоков в сетевых системах;

- методы администрирования в информационных сетях;

- тенденции развития сетевых систем и технологий.

уметь

выбрать структуру информационной сети и режим ее функционирования;
владеть современными технологиями разработки и анализа информационных сетей, систем телекоммуникаций, соответствующими информационных сетевыми технологиями, методами эксплуатации сетевых аппаратных средств и сетевого программного обеспечения.
использовать современные технические и программные средства, входящие в состав аппаратного и программного обеспечения информационных сетей;
разрабатывать логические, топологические и структурные схемы всех составляющих информационных сетей;
использовать изученные программные средства и сетевые протоколы для решения конкретных задач;
выбрать необходимый набор и структуру сетевых компонент.

- иметь опыт

установки базовых сетевых компонент и настройки сетевых программных приложений с использованием Microsoft Internet Information Server;
использования стандартных программных средств исследования информационных сетей на базе основных сетевых протоколов;
настройки и администрирования работы базовых клиент-серверных приложений в среде Microsoft Internet Information Server.

- иметь представление

о способах, методах и режимах передачи данных в информационно-вычислительных сетях;
о принципах организации информационно-вычислительных сетей;
о современном состоянии развития информационно-вычислительных сетей и средств телекоммуникаций.

Перечень дисциплин, усвоение которых необходимо для изучения дисциплины.

Для успешного освоения курса необходимы знания по дисциплинам: "Физика"; «Алгоритмические языки и программирование», «Информатика»;"Схемотехника"; "основы электротехники и электроники"; «Математическое программирование»; «Структуры и алгоритмы компьютерной обработки данных»; "История техники"; "Физика"; "Архитектура вычислительных систем и компьютерных сетей"; "Операционные системы"; "Организация ЭВМ и систем"; «Дискретная математика»; «Информационные технологии»; «Методы и средства защиты информации».

3. Объем дисциплины и виды учебной работы.

Вид учебной работы	Всего часов	Семестр
Общая трудоемкость дисциплины	85	9
Аудиторные занятия	51	9
Лекции	34	9
Практические занятия (ПЗ)	-	-
Семинары (С)	-	-
Лабораторные работы (ЛР)	17	9
Самостоятельная работа	34	9
Курсовой проект (работа)	-	-
Расчетно-графические работы	-	-
Реферат	-	-
Другие виды самостоятельной работы	-	-
Вид итогового контроля (зачет, экзамен)	экзамен	9

4. Содержание дисциплины.

4.1. Разделы дисциплины и виды занятий

№ п/п	Раздел дисциплины	Объем в часах
№ п/п	Раздел дисциплины	Лекции	Лаб.раб.
1	Раздел 1. Основы передачи данных	2	-
2	Раздел 2. Сетевые понятия и определения.	2	2
3	Раздел 3. Каналы и линии связи.	2	2
4	Раздел 4. Локальные сети.	8	4
5	Раздел 5. Сетевое оборудование.	6	4
6	Раздел 6. Глобальные сети.	10	5
7	Раздел 7. Беспроводные сети.	4	-
ИТОГО		34	17

4.2. Содержание разделов дисциплины

4.2.1. Раздел 1. Основы передачи данных.

4.2.1.1. Канал передачи информации. Полоса пропускания. Скорость передачи. Пропускная способность. Бинарный сигнал. Битовые комбинации. Цифровая и аналоговая передача. Модуляция. Виды модуляции. Амплитудная, частотная, фазовая, квадратурная, импульсно-кодовая модуляции.

4.2.1.2. Методы передачи данных. Синхронный метод передачи. Широкополосный сигнал. Асинхронный метод передачи. Стробирование. Протокол синхронной передачи. Синхронизация. Инициализация. Блокирование. Адресация. Обнаружение ошибок. Нумерация блоков. Управление потоком данных. Методы восстановления. Разрешение доступа. Режимы передачи данных. Качество передачи информации.

4.2.2. Раздел 2. Основные сетевые понятия и определения.

4.2.2.1. Определение компьютерной сети. Сетевая система. Прикладные сетевые процессы. Информационная сеть. Коммуникационная сеть. Топологическая структура сети. Сетевые средства. Протоколы. Интерфейсы. Логическая структура сети. Сетевые модули. Сетевые клиенты и серверы.

4.2.2.2. Модель открытых информационных систем ISO/OSI. Информационные межуровневые взаимодействия в модели. Интерфейсы уровней. Протоколы уровней. Стек протоколов. Типы протоколов. Блоки данных в модели OSI. Формат блока данных. Кадр, пакет, дейтаграмма, сегмент, сообщение. Идентификация блоков данных. Характеристика уровней модели OSI (Прикладной, представления данных, сеансовый, транспортный, сетевой, канальный, физический). Адресация в сетях. Типы адресов. Аппаратные, числовые и символьные адреса.

4.2.3. Раздел 3. Каналы и линии связи.

4.2.3.1. Понятия канала и линии связи. Состав канала связи. Канал тональной частоты. Групповой тракт. Широкополосный канал. Проводные и беспроводные каналы связи. Цифровые и аналоговые каналы связи. Первичные и вторичные сети. Сетевые узлы. Классификация сетевых узлов. Классы вторичных каналов связи. Коммутируемые и выделенные каналы связи. Классификация вторичных сетей.

4.2.3.2. Сети передачи данных. Система обработки данных. Система передачи данных. Основные характеристики сети (пропускная способность, время реакции, задержка передачи, расширяемость, масштабируемость, прозрачность, управляемость, совместимость, надежность и т.д.), Классификация сетей передачи данных. Коммутация в сетях. Коммутация каналов. Коммутация сообщений. Коммутация пакетов. Сравнительный анализ методов коммутации. Принципы разделения канала между абонентами. Мультиплексирование. Виртуальные каналы и цепи.

4.2.3.3. Методы доступа к среде передачи данных в локальных сетях. Вероятностные и детерминированные методы. Метод коллективного доступа с опознаванием несущей и обнаружением коллизий CSMA/CD. Приоритетный метод доступа с рассылкой предупреждений. Маркерный доступ. Метод приоритетных запросов. Методы доступа к среде передачи данных в глобальных сетях. Мультиплексирование с временным разделением TDM. Мультиплексирование с частотным разделением FDM. Мультиплексирование с разделением длины волны.

4.2.4. Раздел 4. Локальные сети.

4.2.4.1. Основные определения локальных сетей. Узлы сети. Кабельный сегмент. Сетевой сегмент. Логический сегмент. Преимущества локальных сетей. Классификация локальных сетей. Одноранговые и иерархические сети. Методы доступа в локальных сетях. Основные топологии локальных сетей.

4.2.4.2. Кабельная система локальной сети. Характеристики среды передачи. Основные среды передачи (витая пара, коаксиальный кабель, оптоволокно, радиоканалы, инфракрасные каналы, каналы видимого диапазона). Коаксиальный кабель. Конструкция кабеля. Типы кабелей. Среднеполосный и широкополосный кабель. Использование толстого коаксиального кабеля в сети. Использование тонкого кабеля в сети. Основная топология сети на коаксиальном кабеле. Витая пара. Типы витой пары. Экранированная и неэкранированная витая пара. Конструкция витой пары. Категории витой пары. Основная топология сети на витой паре. Оптоволоконный кабель. Конструкция оптоволоконного кабеля. Источники и приемники света. Типы оптоволоконных кабелей. Многомодовые и одномодовые кабели. Достоинства и недостатки оптоволокна.

4.2.4.3. Беспроводные каналы связи. Диапазоны радиоволн. Радиорелейные и спутниковые каналы связи. Преимущества и недостатки беспроводных каналов. Инфракрасные каналы связи. Каналы связи видимого диапазона.

4.2.4.4. Протоколы локальных сетей. Стандарты семейства IEEE 802.x. Канальный уровень локальных сетей. Подуровень управления доступом к среде MAC. Подуровень логической передачи данных LLC. Способы прямого соединения компьютеров. Стандарты технологии Ethernet. Основные характеристики стандарта. Принципы работы Ethernet. Метод доступа в Ethernet. Спецификации физической среды Ethernet 10 Мбит. Стандарт 10Base-5. Стандарт 10Base-2. Стандарт 10Base-T. Использование повторителей.

4.2.4.5. Спецификации физической среды Fast Ethernet. Стандарт 100Base-TX. Стандарт 100Base-T4. Стандарт 100Base-FX. Протокол Gigabit Ethernet. Стандарт 1000BaseLX. Стандарт 1000BaseSX. Стандарт 1000BaseCX. Стандарт 1000BaseT. Стандарт маркерная шина IEEE 802.4. Стандарт Token Ring. Основные характеристики стандарта. Форматы кадров. Характеристика технологии 100VG-AnyLAN. Характеристики стандарта. Протокол доступа Demand Priority. Стандарт технологии FDDI. Характеристики стандарта. Метод доступа. Двойное кольцо. Свертывание колец. Физический и канальный уровень в стандарте. Кабельное оборудование. Способы подключения к кольцам. Стандарт Fibre Channel. Характеристики стандарта. Классы услуг в технологии. Формат пакетов. Адресация. Уровни протокола Fibre Channel.

4.2.4.6. Структурированная кабельная система. Преимущества использования структурированной кабельной системы. Базовые схемы построения магистралей в составных сетях. Магистраль, стянутая в точку. Распределенная магистраль. Применение маршрутизаторов и коммутаторов при построении магистралей.

4.2.5. Раздел 5. Сетевое оборудование.

4.2.5.1. Сетевое оборудование. Классы оборудования локальных сетей. Сетевые адаптеры. Типы адаптеров. Функции адаптеров. Усилители, повторители. Функции повторителей. Сетевые концентраторы (хабы). Типы концентраторов. Функции концентраторов.

4.2.5.2. Сетевые мосты. Сегментирование сетей. Сетевой сегмент. Методы сегментирования (маршрутизация, мостовые соединения). Принцип работы моста. Ретрансляция. Фильтрация. Межсегментный и внутри сегментный трафик. Таблица MAC-адресов. Старение адресов. Виды мостовых соединений (прозрачное соединение, соединение маршрут-источник, трансляционное соединение, прозрачное соединение маршрут-источник). Преимущества использования мостов. Широковещательная область. Классы мостов. Инкапсулирующие и транслирующие мосты. Прозрачные мосты и мосты с маршрутизацией от источника. Основные характеристики моста.

4.2.5.3. Протокол покрывающего дерева. Петли и широковещательные штормы. Протокольный блок данных. Формат протокольного блока. Принципы работы мостов по алгоритму покрывающего дерева. Инициализация мостов. Ретрансляция кадров. Состояния портов.

4.2.5.4. Коммутаторы (переключатели). Сравнение мостов и коммутаторов. Параметры коммутатора. Типы коммутаторов. Логическая схема коммутатора. Принцип работы матрицы переключения. Способы переключения. Переключение на лету Cut-Through. Переключение на лету с ограничением по размеру кадров Interium Cut-Through. Переключение Store and Forward. Базовые схемы взаимодействия коммутаторов. Коммутационная матрица. Разделяемая многовходовая память. Общая шина. Комбинированная схема. Организация виртуальных сегментов. Способы построения виртуальных сетей. Группирование портов. Группирование MAC-адресов. Использование дополнительных полей кадра. Применение АТМ-коммутаторов.

4.2.5.5. Маршрутизаторы. Сравнение сетей на базе мостов и маршрутизаторов. Преимущества применения маршрутизаторов. Сравнение сетей на базе коммутаторов и маршрутизаторов. Типы маршрутизаторов. Протоколы маршрутизации. Таблица маршрутов. Виды маршрутизации. Фиксированная маршрутизация. Простая маршрутизация. Адаптивная маршрутизация. Алгоритмы маршрутизации. Шлюзы. Многофункциональные устройства.

4.2.6. Раздел 6. Глобальные сети.

4.2.6.1. Глобальные сети. Отличия от локальных сетей. Классификация глобальных сетей. Типы коммутации в глобальных сетях. Коммутация пакетов. Коммутация сообщений. Коммутация каналов, Адаптивная коммутация. Методы выбора маршрутов передачи сообщений (фиксированные пути, направленный выбор пути, случайный выбор, лавинный выбор). Магистральные сети и сети доступа.

4.2.6.2. Сети доступа на аналоговых телефонных коммутируемых линиях связи. Телефонная сеть общего пользования. Локальные петли. Магистрали. Станции коммутации. Цифровая и аналоговая передача в телефонных сетях. Проблемы локальных петель.

4.2.6.3. Сети доступа на выделенных линиях связи. Аналоговые выделенные линии связи. Цифровые выделенные линии связи. Основные технологии уплотнения. Плезиохронная цифровая иерархия (PDH). Синхронная цифровая иерархия (SDH). Мультиплексирование. Основные типы каналов PDH (каналы Е1-Е3, Т1-Т3). Основные скорости в данных технологиях. Архитектура сетей SDH.

4.2.6.4. Магистральные сети. Цифровые сети с интегральными услугами ISDN. Узкополосные и широкополосные сети. Характеристика узкополосной ISDN. Линия ISDN. Режимы ISDN (режим передачи данных, режим коммутации кадров). Характеристика широкополосной ISDN. Сети АТМ. Протокол АТМ. Режимы синхронной и асинхронной передачи. Принцип асинхронной передачи. Быстрая коммутация пакетов. Адресация в АТМ сетях. Структура АТМ. Мультиплексирование в АТМ. Структура АТМ ячейки. Сети Х.25. Основной протокол X.25. Пакетный ассемблер/дизассемблер. Коммутируемый и постоянный виртуальный канал. Адресация в X.25. Сети Frame Relay. Ретрансляция кадров. Кадры Frame Relay. Достоинства и недостатки технологии. Сети с двойной шиной и распределенной очередью (DQDB). Мультимегабитная информационная служба SMDS. Сети UltraNet.

4.2.6.5. Удаленный доступ. Варианты удаленного доступа. Режим удаленного узла. Удаленное управление. Режимы удаленного доступа. Подключение удаленного доступа. Способы подключения. Оборудование удаленного доступа. Магистральные средства. Средства удаленного доступа. Устройство удаленного доступа. Аппаратура передачи данных (DCE). Оконечное оборудование данных (DTE). Типы устройств DTE. Серверы удаленного доступа. Модемы. Классификация модемов. Команды модемов. Управление потоком данных. Процесс согласования параметров. Модемные протоколы. Технологии DSL (ADLS, HDSL, SDSL, VDSL, RADSL). Проблема последней мили. Оборудование DSL и модемы. Подключение компьютеров то технологии DLS. Основные каналы DSL технологии.

4.2.7. Раздел 7. Беспроводные сети.

4.2.7.1. Стандарт беспроводных сетей IEEE 801.11. Основные частотные диапазоны для беспроводных каналов. Оборудование беспроводных сетей. Радиоадаптер. Беспроводной радиомост. Оборудование для инфракрасной связи. Протокол IrDA. Каналы связи беспроводных сетей.

4.2.7.2. Спутниковая связь. Сравнение с наземной связью Сравнение спутниковой и оптоволоконной связи. Преимущества и недостатки. Основные технологии доступа к среде передачи. Мультиплексирование и частоте и по времени в беспроводных сетях. Основные типы спутников. Геостационарные спутники. Оборудование спутниковой связи. Спутниковые антенны. Низкоорбитальные спутники. Проект Иридиум.

4.2.7.3. Передача данных по технологии сотовой связи. Основные технологии мобильной сотовой связи. Пейджинг. Основные частотные диапазоны. Методы доступа к среде передачи в сотовой связи. Мультиплексирование по времени. Принципы сотовой связи GSM. Подключение компьютеров к сотовым сетям. Перспективы сотовой связи для создания единого информационного пространства.

5. Курсовое проектирование

Курсовое проектирование не предусмотрено программой курса.

6. Лабораторный практикум

№ п/п	№ раздела дисциплины	Наименование лабораторных работ	К-во
1	2	Знакомство с Microsoft Internet Information Server и изучение его архитектуры	2
2	3	Установка IIS и управление сервером IIS	2
3	3	Настройка службы WWW	4
4	4	Настройка службы FTP	4
5	4	Настройка службы Microsoft SMTP	5
ИТОГО			17

7. Учебно-методическое обеспечение дисциплины.

а) основная литература:

А.С. Бождай, А.Г. Финогеев Сетевые технологии. Мультимедийный электронный учебник. – Пенза, 2003 г.
И.Г. Кревский, М.Н. Селиверстов, А.Г. Финогеев. Основы работы в Интернет. Мультимедийный электронный учебник. – Пенза, 2003 г.
А. М. Ларионов, С. А. Майоров, Г. И. Новиков. Вычислительные комплексы, системы и сети: учебник для вузов. – Л.: Энергоатомиздат, 1987. – 288 с.
Ю. Блэк. Сети ЭВМ. Протоколы, стандарты, интерфейсы/ Пер. с англ. – М.: Мир, 1990. – 506 с.
К. Ги. Введение в локальные вычислительные сети. – М.: Радио и связь, 1986. – 176 с.
Э.Якубайтис. Локальные информационно-вычислительные сети. – Рига: Зинантне, 1985. – 284 с.
В. Г. Олифер, Н. А. Олифер. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы. – СПб.: Питер, 2001. – 672 с.

б) дополнительная литература:

Протоколы информационно-вычислительных сетей: Справочник / С.А.Аничкин, С.А.Белов, А.В.Бернштейн и др.; Под ред. И.А.Мизина, А.П.Кулешова. - М.: Радио и связь, 1990. - 504 c.
Стандарты по локальным вычислительным сетям: Справочник / В.К.Щербо, В.М.Киричев, С.И.Самойленко; Под ред. С.И.Самойленко. - М.: Радио и связь, 1990. - 304 с.
Вычислительные сети и сетевые протоколы: Пер. с англ./ Дэвис Д., Барбер Д., Прайс У., Соломонидес С. - М.: Мир, 1982. - 562с.
Мизин И.А., Богатырев В.А., Кулешов А.П.Сети коммутации пакетов. - М.: Радио и связь, 1986. - 408 с.
Бертсекас Д., Галлагер Р. Сети передачи данных: Пер. с англ. - М.: Мир, 1989. - 544с.
Протоколы и методы управления в сетях передачи данных: Пер. с англ./ Под ред. Ф.Ф.Куо. - М.: Радио и связь, 1985. - 480 с.

8. Материально-техническое обеспечение дисциплины.

Лабораторные занятия и курсовое проектирование проводятся в компьютерном классе в операционной среде Windows XP с установкой и настройкой системы Microsoft Internet Information Server.

9. Переутверждение программы на очередной учебный год.

Учебн.

год

Учебн.

группа

Решение

кафедры

№ протокола

Решение

выпускающей

кафедры

№ протокола,

дата, подпись

зав. кафедрой

Лектор,

разработчик

программы

Blog