КАЛИНИНГРАДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ


УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА

по дисциплине "СЕТЕВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ"

для подготовки инженеров по специальностям:
230101.65 - вычислительные машины, комплексы, системы и сети,
230102.65 - автоматизированные системы обработки информации и управления (дневная форма обучения).

Факультет автоматизации производства и управления
Кафедра Систем управления и вычислительной техники


КАЛИНИНГРАД
2003


1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ

1.1. Цель преподавания дисциплины.

Ознакомление с принципами функционирования сетевых структур и возможностями реализации различных сетевых технологий, изучение сетевой архитектуры. Знания и навыки, полученные при изучении дисциплины, являются специальными и используются при эксплуатации и проектировании информационных сетей.

1.2. Задачи изучения дисциплины.

В результате изучения дисциплины студенты должны уметь определять места изучаемых процессов среди других информационных технологий в распределенных системах, применять изучаемые сетевые технологии в различных предметных областях, оценивать их эффективность.

2. ТРЕБОВАНИЯ К УРОВНЮ ОСВОЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Студенты должны знать принципы построения современных сетевых технологий.
Студенты должны уметь использовать сетевые инструментальные (программные и технические) средства, методы моделирования при выборе структуры сетей; иметь опыт проектирования сетевых технологий и их элементов, применения математических моделей и методов анализа, выбора архитектуры и аппаратно-программных средств, реализующих сетевые технологии.

3. ОБЪЕМ ДИСЦИПЛИНЫ И ВИДЫ УЧЕБНОЙ РАБОТЫ


Виды учебной работы Всего часов Семестры
Общая трудоемкость дисциплины 160 8
Аудиторные занятия 74 8
Лекции 44 8
Лабораторные работы 30 8
Самостоятельная работа 86 8
Вид итогового контроля
- зачет
- курсовая работа
- экзамен

-
-
-

8
8
8

4. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

4.1. Разделы дисциплины и виды занятий

№ п/п Раздел дисциплины Лекции ЛР
1 Введение 1 -
2 Принципы построения сетевой системы 2 -
3 Открытые системы и проблемы стандартизации 2 -
4 Локальные и глобальные сети 2 4
5 Передача данных на физическом уровне 2 2
6 Передача данных на канальном уровне 2 -
7 Методы коммутации и маршрутизации 4 -
8 Технологии локальных сетей 4 6
9 Технологии межсетевого взаимодействия 2 2
10 Технологии глобальных сетей 4 8
11 Сетевые технологии на верхних уровнях 2 4
12 Сетевые операционные системы и административное управление 4 4
13 Сетевые технологии обеспечения безопасности 4 -
14 Моделирование и проектирование сетевых технологий 8 -
15 Заключение 1 -

4.2. Содержание разделов дисциплины

1. Введение.

Преимущества и недостатки распределенных сетевых систем. Типы сетевых систем. Понятие сетевой технологии. Что дает предприятию и учреждению использование сетей. Интеграция информационного сервиса пользователей.

2. Принципы построения сетевой системы.

Взаимодействие двух компьютеров. Передача данных по линиям связи. Объединение нескольких компьютеров. Типовые топологии связей. Построение локальной сети с общим каналом и множественным доступом. Структуризация сетей. Программные и аппаратные компоненты сети. Приложения вычислительных сетей.

3. Открытые системы и проблемы стандартизации.

Понятие открытой системы. Уровни. Соединения. Модель ISO/OSI при решении задач обмена сообщениями между компьютерами сетевой системы. Концепция архитектуры открытых систем как основа построения цифровых сетей интегрального обслуживания (ISDN). Стандарты. Стеки коммуникационных протоколов. Модульность.

4. Локальные и глобальные сети.

Территориальный принцип классификации сетей. Глобальные, городские и локальные сети. Отличия локальных сетей от глобальных. Конвергенция локальных и глобальных сетей. Основные этапы построения сетей; иерархия моделей процессов в сетях. Сети предприятий, учреждений, кампусов и корпораций. Интерсети.

5. Передача данных на физическом уровне.

Типы и характеристики линий связи. Модуляция. Кодирование. Побитовая передача и прием. Тактовая синхронизация. Аналоговые и цифровые каналы. Характеристики.

6. Передача данных на канальном уровне.

Передача с установлением соединений и без установления соединений. Байт-ориентированная и бит-ориентированная передачи. Обнаружение и исправление ошибок. Сжатие данных. Мультиплексирование и демультиплексирование.

7. Методы коммутации и маршрутизации.

Коммутация каналов в аналоговых телефонных сетях. Коммутация каналов в цифровых телефонных сетях. Система сигнализации N7. Коммутация сообщений и пакетов. Распределение информации на сетевом уровне. Управление режимами коммутации. Адаптивная коммутация. Технология управления обменом информации в сетях. Методы маршрутизации. Управление потоками и маршрутизацией. Адаптивная маршрутизация.

8. Технологии локальных сетей.

Структура стандартов IEEE 802.x. Стандарты IEEE 802.3: 10Base-5, 10Base-2, 10Base-T, l0Base-F. Сеть Ethernet. Стандарты IEEE 802.4 и 802.5. Сеть Token Ring. Стандарты FDDI. Высокоскоростные сети Fast Ethernet и l00VG-AnyLAN. Типы кабелей. Структурированная кабельная система. Концентраторы и сетевые адаптеры. Интегральные распределительные сети.

9. Технологии межсетевого взаимодействия.

Объединение сетей с помощью протоколов сетевого уровня. Протокол ЕСМА-92. Протокол маршрутизации остовного дерева. Реализация сетевого уровня в стеке TCP/IP. Реализация сетевого уровня в стеке Novel. Протоколы обмена маршрутной информацией. Характеристики маршрутизаторов, коммутаторов, концентраторов, шлюзов и мостов.

10. Технологии глобальных сетей.

Построение автоматизированных систем на основе телефонных сетей с коммутацией каналов. Использование аналоговых и цифровых телефонных сетей. Узкополосные и широкополосные цифровые сети интегрального обслуживания ISDN. Система SDH. Глобальные сети с коммутацией пакетов. Сети Х.25. Сети Frame Relay. Технология ATM. Шлюзы для подключения локальных сетей к глобальным. Технология IP-сетей. Internet-технологии. Технология MAP/TOP. Технология Intranet.

11. Сетевые технологии на верхних уровнях.

Распределенные системы обработки информации. Электронная почта. Служба и протокол управления ассоциацией. Служба и протокол передачи, доступа и управления файлом. Служба и протокол передачи и обработки заданий. Служба надежной передачи и удаленных операций. Протоколы верхних уровней архитектуры DARPA. Протокол виртуального терминала TELNET.

12. Сетевые операционные системы и административное управление.

Административное управление в сетевых системах. Концепция управления взаимодействием открытых систем. Дисциплины управления. Поток управляющих воздействий. Информационные службы и протоколы управления. Служба справочника. Административное управление в сетях DECnet. Управление в сети DDN. Сетевые операционные системы (ОС). Серверы, коммуникационные драйверы. Сетевые оболочки и встроенные сетевые средства. Распределенная файловая система. Сетевые ОС фирмы Novell. Сетевые ОС фирмы Microsoft.

13. Сетевые технологии обеспечения безопасности.

Конфиденциальность, целостность и доступность данных. Криптографические методы защиты данных. Аутентификация, авторизация, аудит. Программные средства обеспечения безопасности. Функции обеспечения безопасности, встроенные в аппаратуру.

14. Моделирование и проектирование сетевых технологий.

Аналитические и имитационные модели сетевых технологий. Характеристики и критерии. Ограничения. Задачи многокритериальной оптимизации сетевых систем. Задача выбора сетевых технологий. Этапы проектирования сетевых технологий. Анализ и синтез топологической структуры магистральной локальной сети. Оценка эффективности сетей.

15. Заключение.

Перспективы развития сетевых технологий. Перспективы развития ISDN; широкополосные B-ISDN.

5. ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ

№ п/п № раздела дисциплины Наименование лабораторных работ
1 4 Передача непрерывной информации со сжатием в интегральной локальной сети ISDN
2 5 Последовательная передача данных
3 8 Программирование в сети Ethernet
4 8 Вероятностно-временные характеристики неоднородной локальной сети
5 9 Устройства сопряжения распределенных систем
6 10 Статистическое оценивание функциональной надежности сети
7 10 Работа в Интернет
8 10 Анализ временных характеристик сети
9 11 Электронная почта
10 12 Анализ сети со случайно-временным доступом и услугами административного управления


В ходе выполнения курсового работы студенты моделируют компьютерную сеть, проект которой был выполнен в дисциплине «Сети ЭВМ и телекоммуникации».

6. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

6.1. Рекомендуемая литература

а) Основная литература:
1. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы: Учебник для вузов. 2-е издание / В.Г. Олифер, Н.А. Олифер - СПб.: Питер, 2003.-864 с.
2. Сетевые операционные системы / В.Г. Олифер, Н.А. Олифер - СПб.: Питер, 2001.-544 с.
3. Бройдо В.Л. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации: Учебник для вузов. 2-е издание - СПб.: Питер, 2003.- 704 с.
4. Неренков И.П., Трудоношин В.А. Телекоммуникационные технологии и сети. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2000. - 248 с.
5. Мельников Д.А. Информационные процессы в компьютерных сетях. Протоколы, стандарты, интерфейсы, модели. - М.: КУДИЦ-ОБРАЗ, 1999.-256 с.
б) Дополнительная литература:
6. Технология корпоративных сетей. Энциклопедия. - СПб.: Питер, 1999.-704 с,
7. Щербо В.К. Стандарты вычислительных сетей. Взаимосвязи сетей. Справочник. - М.: КУДИЦ-ОБРАЗ, 2000. - 272с.
8. Компьютерные сети. Выбор, использование и администрирование /Кулаков Ю.А., Омелянский СВ. - К.: Юниор, 1999. - 544 с.
9. Федорчук А. Как создаются Web-сайты: Краткий курс. - СПб.: Питер, 2000.-224 с.
10. Соломенчук В. Интернет: Краткий курс- СПб.: Питер, 2000.- 288 с.
11. Технология передачи данных. 7-е изд./ Г. Хелд.- СПб.: Питер, 2003.-720 с.
12. Таненбаум Э. Компьютерные сети. - СПб.: Питер, 2002.- 848 с.
13. Столлингс В. Беспроводные линии связи и сети. - М.: Изд. дом «Вильяме», 2003.- 640 с.
14. Столлингс В. Компьютерные системы передачи данных. - М.: Изд. дом «Вильяме», 2002.- 928 с.
15. Шиндер Д. Основы компьютерных сетей. - М.: Изд. дом «Вильяме», 2002.- 656 с.
16. Уолрэнд Дж. Телекоммуникационные и компьютерные сети. Вводный курс. - М.: Постмаркет, 2001. -480 с.
17. Шиллер Й. Мобильные коммуникации. - М.: Лори, 2002. - 384.
18. Мартин М. Введение в сетевые технологии. - М.: Изд. дом «Вильяме», 2002.- 659 с.

7. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Лабораторные работы выполняются в лаборатории Систем телекоммуникации и компьютерных сетей с использованием IBM-совместимых PC, сетевого аппаратного и программного обеспечения.

8. САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА

В ходе самостоятельной работы студенты закрепляют теоретические знания и готовятся к выполнению лабораторных работ, используя конспекты лекций, учебники и учебные пособия, периодические издания, Интернет-источники, консультации преподавателей. Практические навыки закрепляются в ходе самостоятельной работы в лаборатории, имеющей доступ к сети Интернет.

№ п/п Раздел дисциплины Лекции
1 Введение 1
2 Принципы построения сетевой системы 4
3 Открытые системы и проблемы стандартизации 2
4 Локальные и глобальные сети 2
5 Передача данных на физическом уровне 2
6 Передача данных на канальном уровне 2
7 Методы коммутации и маршрутизации 6
8 Технологии локальных сетей 6
9 Технологии межсетевого взаимодействия 4
10 Технологии глобальных сетей 6
11 Сетевые технологии на верхних уровнях 4
12 Сетевые операционные системы и административное управление 8
13 Сетевые технологии обеспечения безопасности 4
14 Моделирование и проектирование сетевых технологий 2
15 Заключение 1
16 Выполнение курсовой работы 34

Программа составлена в соответствии с Государственными образовательными стандартами высшего профессионального образования подготовки инженеров по специальностям 230101.65 -Вычислительные машины, комплексы, системы и сети, 202200 - Автоматизированные системы обработки информации и управления.

Автор: Петрикин В. А., доцент кафедры Систем управления и вычислительной техники.

Программа одобрена на заседании кафедры Систем управления и вычислительной техники 11 декабря 2003г, протокол №3.
Программа одобрена методической комиссией факультета автоматизации производства и управления 9 февраля 2004г, протокол №9.