Сетевые технологии

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
ЧЕЧЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
«УТВЕРЖДАЮ»
Проректор
доцент С.М. Юшаев
______________________
«_____»__________201__г.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
по дисциплине «Сетевые технологии»
для направления подготовки
050100 «Педагогическое образование»
по профилю
«Информатика»
Квалификация (степень) выпускника - бакалавр
Форма обучения
Очная
Грозный- 2011 г.
1.1. Цели и задачи дисциплины
Цель курса – дать теоретические знания о современных технологиях
вычислительных сетей (ВС) и привить навыки по использованию этих знаний для решения
практических задач.
В теоретической части курса студенты знакомятся с принципами построения ВС,
внутренней организацией и архитектурой взаимодействия сетевых протоколов, наиболее
популярными и широко распространенными технологиями, изучаются вопросы безопасности
в ВС.
В ходе лабораторных занятий осваиваются методы решения таких задач как:
планирование топологии и адресного пространства сетей; анализ собранной с различного
сетевого оборудования статистической информации; программирование с использованием
протоколов сетевого (IP) и прикладного (HTTP, SMTP, POP3 и др.) уровней; ведение
политики информационной безопасности.
1.2. Перечень дисциплин, знание которых необходимо для изучения данной дисциплины
Дисциплине «Сетевые технологии» должны предшествовать такие дисциплины, как
«Организация ЭВМ и систем», «Сети ЭВМ и телекоммуникации» и «Электротехника».
-
-
-
В результате изучения курса "Сетевые технологии" студенты должны:
знать общие принципы функционирования ВС;
знать принципы работы сетей построенных на протоколах: Ethernet / FastEthernet /
GigabitEthernet, ATM, FrameRelay, TCP/IP, IPX и уметь разрабатывать сети с
использованием этих технологий.
иметь представление о других технологиях, существующих в области ВС
(TokenRing/FDDI, 100VG-AnyLan, беспроводные сети передачи данных и др.);
знать возможности и основные характеристики наиболее популярных на сегодняшний
день сетевых операционных систем семейств UNIX и WindowsNT, понимать их
организацию и принципы работы сетевого программного обеспечения;
ориентироваться в вопросах информационной безопасности при работе в ВС, знать
существующие инструментальные средства для обеспечения безопасности систем,
уметь планировать системную политику.
2. Место дисциплины в структуре ООП
Дисциплина относится к базовой части профессионального цикла. Для изучения дисциплины
требуется знание: Информатика и программирование, Операционные системы,
Информационные системы и технологии.
В свою очередь, данный курс, помимо самостоятельного значения, является
предшествующей дисциплиной для курсов: Мировые информационные ресурсы,
Интеллектуальные информационные системы, Сетевое администрирование, Банковские
информационные системы.
3. Требования к уровню освоения содержания дисциплины
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:
- способность проводить пред проектное обследование объекта проектирования,
системный анализ предметной области, их взаимосвязей (ПК 1);
- способность проводить выбор исходных данных для проектирования (ПК 4);
- способность разрабатывать средства реализации информационных технологий
(методические, информационные, математические, алгоритмические, технические и
программные) (ПК 12);
- готовность обеспечивать безопасность и целостность данных информационных систем
и технологий (ПК 33);
В результате освоения дисциплины студент должен
знать:
Различные СУБД. Создавать структуру базы данных. Упорядочивать данные в среде
системы управления базами данных.
- состав, структуру, принципы реализации и функционирования информационных
технологий, используемых при создании информационных систем (ПК 12, ПК14, ПК 18),
уметь:
Формировать запросы на поиск данных в среде системы управления базами данных.
Создавать, вводить и использовать базы данных при решении различных задач.
базовые и прикладные информационные технологии (ПК 18),
инструментальные средства информационных технологий (ПК 23, ПК 27);
владеть:
Создавать, вводить и использовать базы данных при решении различных задач.
базовые и прикладные информационные технологии (ПК 18),
инструментальные средства информационных технологий (ПК 23, ПК 27);
4. Объем дисциплины и виды учебной работы.
Вид учебной работы
Аудиторные занятия:
В том числе:
Лекции
Практические занятия (ПЗ)
Семинары (С)
Лабораторные работы (ЛР)
Курсовой проект / курсовая работа
Расчетно-графические работы (РГР)
Самостоятельная работа
В том числе:
Подготовка к зачету
Реферат
Коллоквиум
Вид отчетности (зачет, экзамен)
Общая трудоемкость ВСЕГО в часах
ВСЕГО в зач.единицах
дисциплины
Всего
часов/зач.ед.
семестры
7
8
162\5з.е.
72\2.5з.е.
36\1.25 з.е.
36\1.25 з.е.
90\2.5 з.е.
54\1.25 з.е.
36\1.25 з.е.
216\5з.е.
108\2.5 з.е.
108\2.5 з.е.
108/2.5
108/2.5
54/1,25
54/1,25
54/1.25
54/1.25
Зачет
378
10
зачет
5. Содержание разделов дисциплины
5.1. Содержание разделов дисциплины
№
п/п
1
1
2
3
4
5
6
Наименование дидактической
единицы (раздел)
2
Содержание разделов
3
От полностью централизованных систем к
Введение. Общие принципы построения
ВС. Принципы работы ВС и основные
вычислительных сетей.
проблемы ее построения. Многоуровневый
подход к решению задачи обмена
сообщениями между компьютерами, модель
ISO/OSI. Локальные и глобальные сети. Сети
отделов, кампусов и корпораций.
Оборудование ВС. Требования,
предъявляемые к современным
вычислительным сетям.
Основы передачи дискретных
Линии связи. Методы передачи дискретных
данных.
данных на физическом уровне. Методы
передачи данных канального уровня. Методы
коммутации.
Технологии ВС.
Технологии Ethernet, Fast Ethernet и Gigabit
Ethernet. Технологии FrameRelay и ATM.
Другие технологии ВС: Token Ring/FDDI,
100VG-AnyLAN. Беспроводные сети передачи
данных. Виртуальные сети, их назначение и
способы организации.
Обзор популярных стеков
Стек OSI. Стек IPX/SPX. Стек NetBIOS.
коммуникационных протоколов.
Стек TCP/IP.
TCP/IP.
Многоуровневая архитектура стека TCP/IP.
Адресация в сетях TCP/IP. Протокол
межсетевого взаимодействия IP. Работа IP в
сетях Ethernet, протокол ARP. Протокол
доставки пользовательских дейтаграмм UDP.
Протокол надежной доставки сообщений TCP.
Протокол управляющих сообщений ICMP и
утилиты тестирования сетей TCP/IP.
Принципы маршрутизации в IP-сетях.
Протоколы маршрутизации. Протоколы
прикладного уровня. Управление сетями
TCP/IP. Безопасность в сетях TCP/IP.
Развитие стека протоколов TCP/IP, протокол
IPv6.
Сетевые операционные системы.
Структура сетевой операционной системы.
Функции ОС по организации сетевой работы.
Требования к современным ОС, критерии
выбора сетевых ОС. Обзор популярных
семейств сетевых ОС:
- сетевые ОС NetWare компании
Novell;
- семейство сетевых ОС Windows NT
компании Microsoft;
- семейство ОС Unix.
7
Проблемы безопасности в сетях.
Конфиденциальность, целостность и
доступность данных. Выбор стратегии защиты
данных. Шифрация. Аутентификация:
- аутентификация на основе
многоразового пароля;
- аутентификация на основе
одноразового пароля;
- аутентификация, основанная на
сертификатах.
Авторизация. Аудит. Технология
защищенного канала. Межсетевые экраны
(брандмауэры).
5.2. Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми
(последующими) дисциплинами
№
Наименование
п/п
обеспечиваемых дисциплин
Мировые информационные
1
ресурсы
Компьютерные сети и Интернет
2
3
4
Сетевое администрирование
Информационные системы.
1
+
+
+
2
+
3
+
4
+
5
+
6
+
7
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
5.3. Разделы дисциплин и виды занятий
№ п/п
1
2
Наименование раздела
Лекции
дисциплины
часы/з.е
Введение. Общие принципы построения 10
вычислительных сетей.
10
Основы передачи дискретных
данных.
Лаб.зан.
часы/з.е.
13
СРС/з.е.
2
Всего
часов/з.е.
5
13
3
3,5
3
Технологии ВС.
10
12
5
12
4
10
13
2
1,5
5
Обзор популярных стеков
коммуникационных протоколов.
Стек TCP/IP.
11
13
10
46
6
Сетевые операционные системы.
10
13
4
4,5
7
Проблемы безопасности в сетях.
11
13
9
12,5
72/2.5з.
е.
90/2.5з.е.
216/5з.е.
378/10з.е.
Всего:
6. Лабораторный практикум
№
п/п
1.
2.
3.
№ раздела
дисциплины
3
4
5
4.
8
5.
9
6.
7.
9
10
8.
10
9.
11
10.
12
Наименование лабораторных работ
Трудоемкость
(час. /зач. ед.)
Работа в Internet
Электронная почта
Разработка приложения-клиента, работающего с
сервером на уровне протокола прикладного уровня
(HTTP, SMTP, POP3 и др., в зависимости от варианта
задания).
Разработка приложения-сервера, частично
реализующего определенный протокол прикладного
уровня (по вариантам).
Вероятностно-временные характеристики
неоднородной локальной сети
Устройства сопряжения распределенных систем
Статистическое оценивание функциональной
надежности сети
Анализ временных характеристик сети
6/0.15 з.е.
6/0.15 з.е.
6/0.15 з.е.
Анализ сети со случайно-временным доступом и
услугами административного управления
Знакомство с инструментарием сбора статистической
информации с различного сетевого оборудования,
анализ полученных данных-.
6/0.15 з.е.
6/0.15 з.е.
6/0.15 з.е.
6/0.15 з.е.
6/0.15 з.е.
6/0.15 з.е.
6/0.15 з.е.
11.
13
Последовательная передача данных
6/0.15 з.е.
12.
14
6/0.15 з.е.
13.
15
14.
16
15.
17
Передача непрерывной информации со сжатием в
интегральной локальной сети ISDN
Разработка схемы ВС по имеющимся исходным
данным, определение необходимого оборудования и его
спецификаций.
Планирование адресного пространства (протокол IPv4)
для некоторой структуры сети. Составление таблиц
маршрутизации для шлюзов.
Программирование в сети Ethernet. Разработка и
реализация политики безопасности для брандмауэра с
фильтрацией пакетов.
6/0.15 з.е.
6/0.15 з.е.
6/0.15 з.е.
8. Организация самостоятельной работы студентов по дисциплине
№
п/п
Тематика самостоятельных работ
Трудоемкость
(час/з.е )
1
Среда передачи данных.
43/1
2
3
Семиуровневая модель открытых систем (OSI).
Что такое «широковещательная передача»?
44/1
43/1
4
Типы топологий сетей.
43/1
5
Протоколы высокого уровня.
43/1
Всего:
90/5
Вопросы к зачету
1. Основные понятия сетей передачи данных: среда передачи данных, линия связи, канал
связи, их виды и классификация.
2. 7ми уровневая модель открытых систем (OSI), предназначение, состав уровней, задачи
решаемые на каждом уровне.
3. Физический и канальный уровень модели OSI, механизм передачи данных по цифровым
каналам.
4. Механизм передачи данных по аналоговым каналам, понятия модуляция и демодуляция,
виды модуляции сигналов.
5. Сети ETHERNET, основные параметры (среда передачи, скорость передачи, дальность
линий связи, ... ), область применения, адресация пакетов данных в сетях ETHERNET (MACадрес).
6. Основные топологии сетей (кольцо, звезда, шина), их сравнительные преимущества и
недостатки, область применения.
7. Основные типы сетевого оборудования (hub, switch, маршрутизатор, терминальное
оборудование (компьютеры), модем), назначение, принцип действия, виды.
8. Транспортный уровень модели OSI, понятие протокола, стека протоколов, сети TCP/IP.
9. Адресация в сетях TCP/IP, маска подсети и IP адрес, виды IP адресов, службы DNS, DHCP.
10. Основные протоколы прикладного уровня модели OSI (ftp, http, tel-net, smtp, ...), их
назначение.
11. Сетевая операционная система, назначение, основные ресурсы сети (дисковое
пространство, принтеры, почта, система безопасности, сетевые приложения).
12. Передача информации через модем, основные AT-команды управления модемом,
протоколы передачи файлов при помощи модемного соединения (X,Y,Z - modem), их
отличия, преимущества и недостатки, передача internet-траффика по модемному соединению
(протокол PPP).
9. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
а) основная
1. Сетевые технологии. Электронное издание. citforum.interline.ru/nets/index.html
2. Олифер В.Г., Олифер Н.А. "Компьютерные сети". СПб, "Питер", 1999.
3. Норенков Игорь Петрович ,Трудоношин Владимир Анатольевич
Телекоммуникационные технологии и сети . -М.:МГТУ им. Н.Э.Баумана,1998231с.
4. Шварц М. Сети связи: протоколы, моделирование и анализ;[В 2 ч.] Ч.1./Пер. с
англ. Неймана В.И. -М.:Наука,1992-335с.: ил.
5. Шварц М. Сети связи: протоколы, моделирование и анализ;[В 2 ч.] Ч.2./Пер. с
англ. Неймана В.И. -М.:Наука,1992-272с.: ил.
б) дополнительная
1. Барфилд, Эд, Уолтерс, Брайен. Программирование "клиент-сервер" в
локальных вычислительных сетях;Учебник:Пер.с англ. . -М.:Филинъ,1997423с.:ил.
2. Верма, Преймоуд К. Сети связи ЭВМ. Оценка эффективности
функционирования: Структурный анализ; Пер. с англ. - М.: Радио и связь,1992113с.:ил.
3. Керниган, Брайан В. , Пайк, Роб. UNIX - универсальная среда программирования; Пер. с
англ../Под ред. Белякова М.И. -М.: Финансы и статистика,1992-303с.
4. Кульгин М. "Технологии корпоративных сетей" - СПб: ЗАО "Издательство
"Питер", 1999.-704с.: ил.
5. Нанс, Бэрри. Компьютерные сети; [Пер.с англ.] . -М.:БИНОМ,1996-395с.:ил.
6. Немет Э. и др. "UNIX. Руководство системного администратора". Киев, "bhv",
1997.
7. Нессер, Даниэль Дж. Оптимизация и поиск неисправностей в сетях; [Пер. с
англ.]. - Киев: Диалектика,1996-372с.: ил.
8. Робачевский А.М. "Операционная система UNIX" - СПб: BHV - СанктПетербург, 1998.-528с.: ил.
9. Семенов Юрий Алексеевич. Протоколы и ресурсы Internet . -М.: Радио и
связь,1996-320с.: ил.
10. Сетевые средства Windows NT. Windows NT Workstation и Windows NT Server версия 3.5
./Гл. ред. Кондукова Е. -СПб.:BHV-Санкт-Петербург,1996-496с.:ил.-(Профессиональная
технология)
11. Сети Windows NT 4.0; Пер. с англ. /Рули Джон Д.,Мэсвин Дэвид, Хендерсон Томас,
Хеллер Мартин - Киев:BHV,1997-798c.:ил.
12. Томас, Стефан А., Сью, Пламли Создание Intranet-сети в Windows NT 4.0; Пер. с англ. Киев: Изд. группа BHV, 1997-395с.: ил.
10. Материально-техническое обеспечение дисциплины
Практические занятия должны проводиться в специализированной аудитории, оснащенной
современными персональными компьютерами и программным обеспечением в соответствии
с тематикой изучаемого материала. Число рабочих мест в аудитории должно быть таким,
чтобы обеспечивалась индивидуальная работа студента на отдельном персональном
компьютере. Аудитория также должна быть оснащенной современным компьютером с
подключенным к нему проектором с видеотерминала на настенный экран, или иным
аналогичным по функциональному назначению оборудованием.
Лекционная аудитория должна быть оснащена проектором видеосигнала на настенный экран
с возможностью подключения аналогового VGA-источника сигнала, либо подключенным к
проектору современным персональным компьютером.
Разработчик:
ассистент кафедры «Информатики»
_________ /Мурадова П.Р./
СОГЛАСОВАНО:
Зав.кафедрой «Информатики»
Эксперт от факультета
___________/Хатаева Р.С./
__________ /Джамбетов Э.М./
(Член рабочей группы ЧГПИ по ФГОС от факультета)
Начальник УМО
__________/Идрисова Р.А./
«Утверждено»:
на заседании кафедры информатики «____»___________ 2011г.
зав. кафедрой ____________________________ /Хатаева Р.С./
на заседании совета
физико-математического факультета «____» _____________2011г.
декан физико-математического ф-та ____________/Джамбетов Э.М./