Место дисциплины «Сети ЭВМ и телекоммуникации

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ
УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ В Г. ТАГАНРОГЕ
(ТТИ Южного федерального университета)
Факультет автоматики и вычислительной техники
УТВЕРЖДАЮ
Рассмотрено и рекомендовано
на заседании кафедры ВТ
Протокол № 1
«31» _августа_2012 г.
Декан ФАВТ
Зав. кафедрой ВТ__________ В.Ф. Гузик
______________ Ю.М. Вишняков
«01» _сентября_ 2012 г.
УЧЕБНО – МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС
учебной дисциплины
«Сети ЭВМ и телекоммуникаций»
цикла ОМ и ЕН
по направлению 230100.62 «Информатика и вычислительная техника»
(квалификация «бакалавр»)
Очная форма обучения
Составитель: к.т.н., доцент Беспалов Дмитрий Анатольевич
Таганрог
2012
СОДЕРЖАНИЕ
1
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА ............................................................................. 3
1.1 Цель преподавания дисциплины «Сети ЭВМ и телекоммуникации» .......... 3
1.2 Задачи изучения дисциплины............................................................................ 3
1.3 Место дисциплины «Сети ЭВМ и телекоммуникации» в реализации ООП 3
1.4 Место дисциплины «Сети ЭВМ и телекоммуникации» в обеспечении
образовательных интересов личности обучающегося студента по данной ОПП 4
1.5 Место дисциплины в удовлетворении требований заказчиков выпускников
университета данной ОПП ......................................................................................... 4
1.6 Междисциплинарные связи дисциплины «Сети ЭВМ и
телекоммуникации» в учебном плане бакалавриата ............................................... 5
2
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ........................................................................................ 7
2.1 Учебно-тематический план дисциплины ......................................................... 7
2.1 Учебные модули дисциплины «Сети ЭВМ и телекоммуникации»............... 8
2.2 Перечень рекомендованной литературы ........................................................ 11
2.3 Формы и методы контроля усвоения материала учебной дисциплины.
Тесты рубежного контроля ...................................................................................... 13
4
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЕ
20
ПЕРЕЧЕНЬ ТЕМ ДЛЯ НАПИСАНИЯ ДИПЛОМНЫХ РАБОТ ....................... 21
5
ПЕРЕЧЕНЬ ВЫНОСИМЫХ НА ЭКЗАМЕН ВОПРОСОВ ................................ 22
3
1 ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
1.1 Цель преподавания дисциплины «Сети ЭВМ и телекоммуникации»
Целью дисциплины является изучение студентами основных технологий
компьютерных сетей (КС) различного масштаба (региональных, корпоративных и
локальных), освоение различных технологий сетевого обмена данными (таких как
Ethernet, TCP/IP, FDDI, ATM и т.п.), получение знаний об основных устройствах
структуризации сетей, а также знакомство с современной аппаратной базой
компьютерных сетей.
1.2Задачи изучения дисциплины
В результате изучения дисциплины «Сети ЭВМ и телекоммуникации»
студенты должны:
знать и уметь использовать:
 основные технологии, применяющийся в современных КС;
 основные методы построения КС;
 модель сетевого соединения и обмена данными в локальных и
глобальных сетях;
 состав аппаратных средств построения и структурирования для сетей
различных рангов и архитектур;
 методы и средства анализа и разработки аппаратных и программных
компонентов сетевых и телекоммуникационных систем.
уметь:
 подбирать технологии и соответствующее оборудование для конкретных
типов сетевых технологий;
 решать задачи на определение оптимальных соотношений параметров
различных сетей при их проектировании;
 работать в качестве системного администратора сетевых операционных
систем.
иметь опыт:
 в области инсталляции аппаратных и программных сетевых средств и их
настройки;
 установки и настройки аппаратно-программных средств обеспечения
информационной безопасности сетей;
 обслуживания и эксплуатации компьютерных сетей.
1.3Место дисциплины «Сети ЭВМ и телекоммуникации» в реализации
ООП
Дисциплина «Сети ЭВМ и телекоммуникации» относится к группе
дисциплин специализации, регламентированных для направления 230100
«Информатика и вычислительная техника» соответствующим государственным
образовательным стандартом высшего профессионального образования
1.4Место дисциплины «Сети ЭВМ и телекоммуникации» в обеспечении
образовательных интересов личности обучающегося студента по
данной ОПП
В результате изучения дисциплины «Сети ЭВМ и телекоммуникации»
инженер по специальности 230100 «Информатика и вычислительная техника»
должен знать:

современные тенденции развития информатики и ВТ;

современные технологии компьютерных сетей и баз данных;

пути применения полученных знаний в научно-исследовательской,
проектно-конструкторской, производственно-технологической и организационноуправленческой деятельности;

стандарты, методические и нормативные материалы, определяющие
проектирование, производство и сопровождение КС как объектов
профессиональной деятельности;

модели, методы и средства анализа и разработки математического,
лингвистического,
информационного
и
программного
обеспечения
компьютерных сетей;

методы анализа, исследования и моделирования вычислительных и
информационных процессов, связанных с функционированием объектов
профессиональной деятельности и их компонентов;

принципы, методы и способы комплексирования аппаратных и
программных средств;
должен владеть:

современными информационными и инструментальными средствами
для решения различных задач в области совершенствования компьютерных сетей
и сетевых технологий;

методами и способами разработки требований и спецификаций
компьютерных сетей и их отдельных узлов;

методами объединения средств вычислительной техники в комплексы, и
сети;

методами и средствами разработки математического, лингвистического,
информационного и программного обеспечения компьютерных сетей;

методами и средствами анализа, моделирования и оптимизации
компьютерных сетей и их компонентов;
1.5Место дисциплины в удовлетворении
выпускников университета данной ОПП
требований
заказчиков
С учетом общего направления подготовки специалистов дисциплина
направлена на удовлетворение требований заказчиков выпускников университета,
т.е. на получение знаний, умений и практических навыков по следующим
направлениям деятельности:
Проектно-конструкторская деятельность:
 системный анализ сетей как объекта модернизации или проектирования,
предметной области, их взаимосвязей;
 выбор исходных данных для модернизации и построения компьютерных
сетей;
 разработка обобщенных вариантов решения проблемы, анализ этих
вариантов, прогнозирование последствий, нахождение компромиссных решений;
 оценка надежности и качества функционирования сетей.
Производственно технологическая деятельность:
 технология
разработки
и
модернизации
сетей как
объектов
профессиональной деятельностью.
Организационно-управленческая деятельность:
 нахождения компромисса между различными требованиями (стоимости,
качества, сроков исполнения) как при долгосрочном, так и при краткосрочном
планировании и нахождение оптимальных решений при модернизации или
проектировании компьютерных сетей;
1.6Междисциплинарные
связи
дисциплины
«Сети
телекоммуникации» в учебном плане бакалавриата
ЭВМ
и
Место дисциплины «Сети ЭВМ и телекоммуникации» в общем перечне
дисциплин направления подготовки представлены на следующем рисунке:
Информатика
Теория автоматов
Организация ЭВМ и
систем
Дискретная
математика
Физика
Сети ЭВМ и
телекоммуникации
Проектирование
компьютерных
сетей
Технология
программирования
Периферийные
устройства
Высшая математика
Системное программное обеспечение
При изучении дисциплины «Сети ЭВМ и телекоммуникации» используется
материал следующих дисциплин:
«Информатика» (принципы построения комплексных информационных
систем, организация вычислительного процесса, общие концепции построения
ЭВМ, общие основы функционирования узлов ЭВМ и систем).
«Программирование на языке высокого уровня» (принципы разработки
программного обеспечения, строение программных решений, построение
алгоритмов, основы работы с современными средами разработки).
«Электротехника и электроника» (принципы построения электронных схем,
основы функционирования полупроводниковых приборов, цепей, основные
характеристики аналоговых и цифровых сигналов, методы расчета параметров
электронных схем).
2 РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
2.1 Учебно-тематический план дисциплины
Дисциплина бакалавриата «Сети ЭВМ и телекоммуникации».
Кафедра вычислительной техники
Форма обучения – очная. Срок обучения – 4 года.
Технология обучения – стандартная.
Курс 2. Семестр 4.
Распределение нагрузки
в неделю по видам
занятий
2-2-0-1
Трудоемкость
дисциплины.
экзамен
курсового
проекта
входит
Академические часы 167
Аудиторных
занятий
Из них:
лекций
практических
лабораторных
самостоятельных
КСР
-
90 час.
-
36
0
36
50
18
Промежуточный
рейтингконтроль
Итоговый
рейтингконтроль
(экзамен)
Вид занятий
Трудоёмкость
в зачетных единицах
(кредитах)
4,5
Форма
итогового контроля
в
общую
трудоемкость
Зачетные единицы 4,5
Учебных занятий
Из них:
лекций
практических
лабораторных
самостоятельных
КСР
час.
час.
час.
час.
час.
-
3,0 з.е.
-
1 з.е.
0 з.е.
1 з.е
1 з.е.
0 з.е
Промежуточный
рейтингконтроль
Итоговый
рейтингконтроль
(экзамен)
4 часа
27 часов
Модуль 1
Модуль 2
Модуль 3
0.5 з.е.
1 з.е.
Всего
Модуль 4
ауд
сам
ауд
сам
ауд
сам
ауд
сам
ауд
сам
Лекции
8
6
10
6
10
6
8
7
36
25
Пр. занятия
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
Лаб. занятия
10
6
8
6
10
6
9
7
36
25
КСР
-
4
-
4
-
4
-
6
-
18
Курс. проект
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
2.1 Учебные модули дисциплины «Сети ЭВМ и телекоммуникации»
2.1.1 Лекционные занятия
Модуль 1. Введение в сети ЭВМ и телекоммуникации. (8 часа).
Лекция 1. Введение в сети. Основные определения и классификация
компьютерных сетей. Архитектура клиент/сервер. Топологии сетей. Способы
коммутации данных. Основные типы систем обработки данных: вычислительные
комплексы, системы и сети.
Лекция 2. Принципы многоуровневой организации глобальных и локальных
компьютерных сетей. Декомпозиция функций обработки, передачи и
преобразования данных в компьютерных сетях. Модель OSI/ISO. Физические
среды передачи данных.
Лекция 3. Линии связи и представление информации. Характеристики линий
связи. Аналоговые и цифровые линии связи. Спектральный анализ сигналов.
Оценка искажений и помех. Пропускная способность. Помехоустойчивость и
достоверность. Характеристики кабельных линий связи. TDM и FDM.
Лекция 4. Методы передачи и доступа. Аналоговая модуляция. Цифровое
кодирование и требования к методам цифрового кодирования. Методы доступа к
моноканалу: Pure ALOHA, Slotted ALOHA, CSMA, CSMA/CD, Token Bus.
Модуль 2. Основы компьютерных телекоммуникаций. (10 часов).
Лекция 5. Технология Ethernet. Стандарты и развитие Ethernet. Этапы доступа.
Форматы кадров. Технологии Fast Ethernet, Gigabit Ethernat, Wireless Ethernet
(Radio Ethernet).
Лекция 6. Технологии Token Ring и FDDI. Принципы функционирования сети
Token Ring. Форматы кадров. Физический уровень Token Ring. Принципы работы
FDDI. Методы доступа в FDDI. Физический уровень FDDI.
Лекция 7. Устройства структуризации сетей. Физическая структуризация –
повторители и концентраторы. Логическая структуризация сети – мосты и
коммутаторы.
Маршрутизаторы.
Модульные
многофункциональные
концентраторы. Технология 100VG-AnyLAN. Стек протоколов IPX/SPX.
Лекция 8 Технология ATM. Общие сведения. ATM как сети с трансляцией ячеек, с
установкой соединения, как коммутируемые сети. Архитектура ATM.
Распределение по уровням: физический, уровень ATM, уровень адаптации и
качество сервиса. Формат ячейки ATM.
Лекция 9. Адресация в IP-сетях. Типы адресов: физический, сетевой и
символьный. Классы IP-адресов. Специальные IP-адреса. Отображение
физических адресов на IP-адреса: протоколы ARP и RARP. Отображение
символьных адресов на IP-адреса: служба DNS. Автоматизация процесса
назначения IP-адресов узлам сети – протокол DHCP.
Модуль 3. Локальные компьютерные сети.(10 часов).
Лекция 10. Стек протоколов TCP/IP. Пакет IP. Управление фрагментацией.
Маршрутизация с помощью IP-адресов. Таблицы маршрутизации.
Лекция 11. Протоколы транспортного уровня TCP и UDP. Логические соединения
TCP. Протоколы маршрутизации. Классификация способов маршрутизации.
Протоколы RIP, OSPF, BGP и ICMP.
Лекция 12. Дополнительные функции маршрутизаторов IP-сетей. Фильтрация.
Стандарты QoS в IP-сетях. Трансляция сетевых адресов.
Лекция 13. Сервисы в сети Internet. Протоколы файлового обмена, электронной
почты, дистанционного управления. Виды конференц-связи. Web-технологии.
Языки и средства создания Web-приложений.
Лекция 14. Протоколы X.25 и HDLC. Сети Frame Relay. Стек протоколов Frame
Relay. Сравнение технологий виртуальных каналов и дейтаграмм.
Модуль 4. Глобальные компьютерные сети. (8 часов).
Лекция 15. Сетевые операционные системы. Функции операционных систем. ОС
Unix, Linux и Windows как сетевые ОС. Распределенные вычисления.
Лекция 16. Организация корпоративных
современных сетевых устройств.
сетей.
Принципы
организации
Лекция 17. Безопасность сетей. Проблемы секретности в сетях и использование
методов криптографии. Сервис защищенного канал. Протокол IPSec.
Лекция 18. Сети виртуальных частных сетей. Технология MPLS VPN. Тенденции
развития систем телекоммуникаций.
2.1.2 Лабораторные занятия
Модуль 1. Лабораторная работа 1. Изучение принципов организации и
функционирования сети SONET/SDH. (10 часа).
Выполнить формирование структуры сети заданных топологий, с
использованием соответствующих мультиплексоров SONET/SDH. Создать сеть
оптимальной топологии, обращая внимание на конфигурацию сети и перечень
используемого оборудования. Составить общую карту сети. Сформировать отчет
о проделанной работе.
Модуль 1. Лабораторная работа 2. Исследование организации стека
протоколов IPX/SPX. (4 часа).
Изучить формат передаваемых пакетов. Создать проект сети с
использованием базовых примитивов. Организовать передачу и доставку пакетов.
Провести анализ пересылаемых пакетов и воспроизвести последовательности
действий по генерируемому LOG файлу. Сформировать отчет о проделанной
работе.
Модуль 2. Лабораторная работа 3. Изучение технологии ATM. (8 часов).
Изучить организацию основных уровней (AAL, ATM, PHY) и платформ
технологии АТМ и формата передаваемой ячейки. Создать проект сети на основе
рабочих станций и коммутаторов. Провести настройки таблиц коммутации.
Сформировать и отправить последовательность ячеек. Провести анализ
полученных результатов. Сформировать отчет о проделанной работе.
Модуль 3. Лабораторная работа 4. Исследование организации стека
протоколов TCP/IP. (10 часов).
Создать проект сети на основе базовых примитивов (рабочая станция,
концентратор). Организовать передачу данных для протоколов TCP, UDP и
Ethernet. Провести анализ пересылаемых пакетов и последовательности действий
по генерируемому LOG файлу.
Модуль 4. Лабораторная работа 5. Сетевые компоненты ОС Widows. (9
часов).
Ознакомиться с основными сетевыми компонентами Windows NT, 2000, XP.
Настроить доступ к сети. Изучить основные сетевые возможности ОС.
Познакомиться с группами: Пользователи и администраторы. Выполнить
инсталляцию и настройка дополнительного сетевого ПО.
2.1.3 Практические занятия
Практические занятия по данному курсу не планируются.
2.1.4 Индивидуальные занятия
Индивидуальные занятия по данному курсу не планируются.
2.1.5 Самостоятельная работа студентов: организованная и внеаудиторная
Самостоятельная работа студентов заключается в подготовке к выполнению
студентами лабораторных работ и практических занятий (организованная);
проработке лекционного материала, подготовке к экзаменам (внеаудиторная).
2.1.6 Курсовое проектирование
Курсовое проектирование по данному курсу не планируется.
2.2 Перечень рекомендованной литературы
N
п/п
Автор, название, место издания,
издательство, год издания
учебной и учебно-методической
литературы
Кол-во
экземпляров
на кафедре ВТ
Кол-во
экземпляров в
НТБ
2.2.1 Основная литература
Олифер
В.Г.,
Олифер
Н.А. 1
Компьютерные сети: принципы,
технологии,
протоколы:
учеб.
пособие для студ. вузов. – 3-е изд. –
СПб.: Питер, 2008. – 958 с.
Олифер В.Г., Олифер Н.А. Сетевые 1
операционные
системы:
учеб.
пособие для студ. вузов. – СПб. :
Питер, 2006. – 538 с.
Гук М. Аппаратные средства 1
локальных сетей. Энциклопедия. –
СПб.: Питер, 2005. – 572 c.
1.
2.
3.
Абоне
Расположение
мент в
электронного вида
НТБ
28
28
30
30
6
6
N
п/п
1.
2.
Автор, название, место издания,
издательство, год издания
учебной и учебно-методической
литературы
Таненбаум Э. Компьютерные сети .
4-е изд. – СПб.: Питер, 2007. – 991 с.
Закер К. Компьютерные сети.
Модернизация и поиск
неисправностей. – СПб. : БХВПетербург, 2005. – 988 с.
Кол-во
экземпляров
на кафедре ВТ
Кол-во
экземпляров в
НТБ
2.2.2 Дополнительная литература
Абоне
Расположение
мент в
электронного вида
НТБ
1
17
12
1
15
15
N
п/п
Автор, название, место издания,
издательство, год издания
учебной и учебно-методической
литературы
В.Ф. Гузик, М.Ю. Поленов и др.
Проектирование и моделирование
компьютерных сетей. Учебное
пособие. – Таганрог: Изд-во ТРТУ,
2003. - 96с
1.
Кол-во
экземпляров
на кафедре ВТ
Кол-во
экземпляров в
НТБ
2.2.3 Методические пособия
100
97
Абоне
Расположение
мент в
электронного вида
НТБ
//VT/Users/Студент
ы/Учебные курсы/
Проектирование
компьютерных
сетей
2.2.4 Обучающие программы, САПР
N
п/п
Название
Авторы
Год
Место
разра Расположение
разработки
ботки
1.
Программная среда для
моделирования и
исследования
функционирования сетей
SONET/SDH
Поленов
М.Ю.
Сверблюк
А.Л.
Кафедра ВТ 2003
ТТИ ЮФУ
2.
Программная среда для
моделирования и
исследования
функционирования сетей
TCP/IP
Поленов
М.Ю.
Кафедра ВТ 2003
ТТИ ЮФУ
3.
Программная среда для
моделирования и
исследования
функционирования сетей
IPX/SPX
Поленов
М.Ю.
Кафедра ВТ 2004
ТТИ ЮФУ
4.
Программная среда для
моделирования и
исследования
функционирования сетей
ATM
Поленов
М.Ю.
Кафедра ВТ 2003
ТТИ ЮФУ
Сервер
\\vt\Students\У
чебные
курсы\Сети
ЭВМ и
телекоммуник
ации
Сервер
\\vt\Students\У
чебные
курсы\Сети
ЭВМ и
телекоммуник
ации
Сервер
\\vt\Students\У
чебные
курсы\Сети
ЭВМ и
телекоммуник
ации
Сервер
\\vt\Students\У
чебные
курсы\Сети
ЭВМ и
телекоммуник
ации
5.
Программная среда для
разработки распределенных
компьютерных сетей
регионального масштаба
NetPro
Поленов
М.Ю.
Кафедра ВТ 2002
ТТИ ЮФУ
6.
Презентационные
лекционные материалы по
дисциплине «Сети ЭВМ и
телекоммуникации»
Поленов
М.Ю.
Беспалов
Д.А.
Кафедра ВТ 2010ТТИ ЮФУ 2012
Сервер
\\vt\Students\У
чебные
курсы\Сети
ЭВМ и
телекоммуник
ации
Сервер
\\vt\Students\У
чебные
курсы\Сети
ЭВМ и
телекоммуник
ации
2.3 Формы и методы контроля усвоения материала учебной дисциплины.
Тесты рубежного контроля
2.3.1 Методы контроля достижения и реализации заявленных целей и задач
изучения дисциплины «Сети ЭВМ и телекоммуникации»
Входной контроль осуществляется в виде допуска к началу выполнения
заданий по курсу. При этом выявляется уровень остаточных знаний студентов по
ряду курсов, предшествовавших курсу «Сети ЭВМ и телекоммуникации», знания
по которым необходимы для успешного освоения данного курса.
Для осуществления промежуточного (текущего) контроля дважды в семестр
проводится тестирование по пройденному материалу.
Промежуточный контроль №1. Зачет по лабораторным работам 1 и 2.
Промежуточное тестирование. Максимум – 20 баллов, минимум – 11 баллов.
Промежуточный контроль №2. Зачет по лабораторным работам 3 и 4,
практическим заданиям 3-4. Промежуточное тестирование. Максимум – 20
баллов, минимум – 11 баллов.
Итоговый контроль
Заключительное тестирование (экзамен).
Максимум – 60 баллов, минимум – 33 балла.
Итоговая оценка:
удовлетворительно: 55-69 баллов;
хорошо: 70-84 баллов;
отлично: 85-100 баллов.
Для допуска к итоговому контролю необходимо набрать минимальное
количество баллов (60%) по результатам рейтингового тестирования, а также
получить зачет по выполненным лабораторным работам и индивидуальному
заданию.
По курсу «Сети ЭВМ и телекоммуникации» итоговый контроль
осуществляется в процессе индивидуальной беседы на экзамене, либо (на
усмотрение преподавателя) посредством итогового тестирования.
Экзаменационные билеты содержат три вопроса из трех глобальных
тематик курса.
При ответе на вопросы из теоретического раздела программы студент
должен проявить теоретические знания по заданной теме, обязательно дать
определение соответствующих понятий, терминов, способов, методов, их
особенностей, описать сущность соответствующего понятия подхода, метода,
способа, их достоинств и недостатков, показать понимание проблемы на
конкретных примерах.
2.3.2 Анализ результатов обучения и перечень корректирующих мероприятий
по учебной дисциплине
После окончания изучения студентами учебной дисциплины «Сети ЭВМ и
телекоммуникации» осуществляются следующие мероприятия:
1). Анализ и обработка результатов преподавания дисциплины на основе
результатов промежуточного и итогового контроля знаний, умений и
навыков студентов и анализа методики преподавания дисциплины.
2). Разработка рекомендаций и мероприятий по совершенствованию
преподавания и изучения дисциплины:
 внесение изменений (корректировка) в учебные, методические и
организационные формы и методы преподавания дисциплины;
 совершенствование методического обеспечения студентов по
дисциплине и организация доступности к нему всех студентов;
 подведение итогов сдачи студентами промежуточных и итоговых
аттестаций и разработка мероприятий по повышению ответственности
студентов за результаты усвоения материала курса;
 формирование перечня рекомендаций и пожеланий по содержанию и
реализации материала дисциплины.
2.3.3 Контрольные вопросы по курсу «Сети ЭВМ и телекоммуникации»
Теоретические вопросы
1. К какому типу вычислительных систем относятся вычислительные
сети,
многопроцессорные
компьютеры,
многомашинные
вычислительные
комплексы
(кластеры)?
Какой
главный
отличительный признак указанных систем? В чем их достоинства и
недостатки?
2. Что такое WAN, MAN, LAN и FAN сети? Чем они отличаются?
3. Поясните принцип клиент-серверной организации сети. Что такое
«тонкий» клиент?
4. Перечислите физические среды передачи данных. В чем их
достоинства и недостатки?
5. Что такое дейтаграммный и ориентированный на соединение
протокол передачи данных? Какие уровни модели OSI/ISO их
регламентируют? Приведите примеры этих протоколов.
6. Чем отличаются аналоговые и цифровые линии передачи данных?
Поясните, что такое FDM и TDM.
7. Что такое пропускная способность линии связи? От чего она зависит?
За счет чего можно повысить пропускную способность и какие при
этом имеются ограничения?
8. Назовите два основных типа физического кодирования. Что такое
модуляция
и
каких
типов
она
бывает?
Что
такое
самосинхронизирующиеся коды?
9. Назовите основные методы доступа для ЛКС магистрального типа. В
чем их достоинства и недостатки? Чем обусловлено их деление на
случайные и детерминированные?
10.Что такое коллизия в сети Ethernet? Чем определяется минимальный
размер кадра в этой сети? Что такое максимальный диаметр сети
Ethernet?
11.В чем основные отличия технологии Fast Ethernet и Gigabit Ethernet от
«классического» Ethernet? Какие трудности, связанные с методом
доступа CSMA/CD имеются в этих стандартах и как они
преодолеваются?
12.Станция в сети Ethernet желает передать кадр. Опишите возможные
варианты развития событий. В каком случае кадр передан не будет?
13.Станция в сети Token Ring желает передать кадр с заданным уровнем
приоритета. Опишите схематично действия станции и сети, включая
момент подтверждения приема.
14.Назовите основные отличия технологии FDDI от Token Ring. Что
такое «сворачивание колец»? Поясните механизм регулирования
асинхронного трафика FDDI с использованием понятия «время
оборота маркера» (TRT).
15.Что отличаются концентраторы и коммутаторы? Почему подсеть,
связанную только лишь концентраторами, называют «доменом
коллизий»?
16.Чем отличается мост от коммутатора? Что такое «режим обучения»
коммутатора («прозрачный коммутатор») и за счет чего он
реализуется?
17.Какие функции выполняет маршрутизатор? Что такое модульные
многофункциональные концентраторы?
18.В чем преимущество ячеек ATM перед кадрами Ethernet? В чем
отличие в доступе станций к коммутатору в технологиях ATM и
Ethernet?
19.Как осуществляется коммутация ячеек ATM? Что такое VCI и VPI?
20.Какими средствами обеспечивается требуемый уровень сервиса для
различных видов трафика (видео, речь, данные) в технологии ATM?
Практические задания
1. Модем работает на скорости 2400 бод и использует амплитуднофазовую модуляцию, причем различаются 4 состояния фазы и 4
значения амплитуды сигнала. С какой битовой скоростью передает
данные модем?
2. Модем работает на скорости 4800 бод и использует амплитуднофазовую модуляцию, причем различаются 2 состояния фазы и 4
значения амплитуды сигнала. С какой битовой скоростью передает
данные модем?
3. Модем работает на скорости 9600 бод и использует амплитуднофазовую модуляцию, причем различаются 2 состояния фазы и 2
значения амплитуды сигнала. С какой битовой скоростью передает
данные модем?
4. Модем работает на скорости 1200 бод и использует амплитуднофазовую модуляцию, причем различаются 4 состояния фазы и 8
значений амплитуды сигнала. С какой битовой скоростью передает
данные модем?
5. Нарисуйте форму выходного сигнала при кодировании методом NRZ
(без
возврата
к
0)
заданной
последовательности:
0
1
0
0
0
1
1
1
0
1
6. Нарисуйте форму выходного сигнала при кодировании методом NRZ
(без
возврата
к
0)
заданной
последовательности:
1
1
0
1
1
0
0
0
1
0
7. Нарисуйте форму выходного сигнала при кодировании биполярным
кодом AMI (NRZI) заданной последовательности (потенциал первой
«1»
в
последовательности
–
отрицательный):
0
1
0
0
0
1
1
1
0
1
8. Нарисуйте форму выходного сигнала при кодировании биполярным
кодом AMI (NRZI) заданной последовательности (потенциал первой
«1»
в
последовательности
–
отрицательный):
1
1
0
1
1
0
0
0
1
0
9. Нарисуйте форму выходного сигнала при кодировании биполярным
импульсным
кодом
заданной
последовательности:
0
1
0
0
0
1
1
1
0
1
10.Нарисуйте форму выходного сигнала при кодировании биполярным
импульсным
кодом
заданной
последовательности:
1
1
0
1
1
0
0
0
1
0
11.Нарисуйте
форму
выходного
сигнала
Манчестерским
кодом
заданной
0
1
0
0
0
1
1
1
0
1
Нарисуйте
форму
выходного
сигнала
Манчестерским
кодом
заданной
1
1
0
1
1
0
0
0
1
при
кодировании
последовательности:
при
кодировании
последовательности:
0
12.Восстановите
по
заданной
форме
сигнала
исходную
последовательность из 10 бит, закодированную методом NRZ (без
возврата
к
0):
13.Восстановите
по
заданной
форме
сигнала
исходную
последовательность из 10 бит, закодированную методом NRZ (без
возврата
к
0):
14.Восстановите
по
заданной
форме
сигнала
исходную
последовательность из 10 бит, закодированную биполярным кодом
AMI
(NRZI):
15.Восстановите
по
заданной
форме
сигнала
исходную
последовательность из 10 бит, закодированную биполярным кодом
AMI
(NRZI):
16.Восстановите
по
заданной
форме
сигнала
исходную
последовательность из 10 бит, закодированную биполярным
импульсным
кодом:
17.Восстановите
по
заданной
форме
сигнала
исходную
последовательность из 10 бит, закодированную биполярным
импульсным
кодом:
18.Восстановите
по
заданной
форме
сигнала
исходную
последовательность из 10 бит, закодированную Манчестерским
кодом:
19.Восстановите
по
заданной
форме
сигнала
исходную
последовательность из 10 бит, закодированную Манчестерским
кодом:
20.Определить таблицы коммутации для каждого коммутатора ATM так,
чтобы любые две станции заданной сети могли обмениваться другу с
другом
ячейками:
Коммутатор 1
1
2 3
порты
Станция 1
Станция 2
Коммутатор 2
1
2
порты
Коммутатор 1
Коммутатор 2
Порт Вх. Порт Вых.
Вх. VCI Вых. VCI
Порт Вх. Порт Вых.
Вх. VCI Вых. VCI
Станция 3
21.Определить таблицы коммутации для каждого коммутатора ATM так,
чтобы любые две станции заданной сети могли обмениваться другу с
другом
ячейками:
Коммутатор 1
1
Коммутатор 2
2 3
порты
1
2 3
порты
Коммутатор 1
Коммутатор 2
Порт Вх. Порт Вых.
Вх. VCI Вых. VCI
Порт Вх. Порт Вых.
Вх. VCI Вых. VCI
Станция 1 Станция 2 Станция 3 Станция 4
22.Определить таблицы коммутации для каждого коммутатора ATM так,
чтобы любые две станции заданной сети могли обмениваться другу с
другом
ячейками:
Коммутатор 1
1
Коммутатор 2
2
порты
Станция 1
1
2 3 4
порты
Коммутатор 1
Коммутатор 2
Порт Вх. Порт Вых.
Вх. VCI Вых. VCI
Порт Вх. Порт Вых.
Вх. VCI Вых. VCI
Станция 2 Станция 3 Станция 4
23.Определить таблицы коммутации для каждого коммутатора ATM так,
чтобы любые две станции заданной сети могли обмениваться другу с
другом
ячейками:
Коммутатор 1
1
2
порты
Станция 1
Коммутатор 2
1
2 3
порты
Коммутатор 1
Коммутатор 2
Порт Вх. Порт Вых.
Вх. VCI Вых. VCI
Порт Вх. Порт Вых.
Вх. VCI Вых. VCI
Станция 2 Станция 3
24.Представьте графически пример сети полносвязной топологии:
25.Представьте графически пример сети ячеистой топологии:
26.Представьте графически пример сети топологии общей шины:
27.Представьте графически пример сети звездообразной топологии:
28.Представьте графически пример сети кольцевидной топологии:
29.Представьте графически пример сети смешанной топологии:
30.Приведите примеры ООД:
31.Приведите примеры АКД:
3 МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО
САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЕ
Последовательность изучаемых разделов курса
1. Основы построения компьютерных сетей
Необходимо изучить основы компьютерных сетей и телекоммуникаций,
понять основные принципы их функционирования, изучить состав основных
компонент сетей ЭВМ, а также разобраться с классификацией компьютерных
сетей. Для этого целесообразно выбрать книгу: Олифер В.Г., Олифер Н.А.
Компьютерные сети: принципы, технологии, протоколы: учеб. пособие для студ.
вузов. – 3-е изд. – СПб.: Питер, 2008. – 958 с. Основное внимание необходимо
уделить семиуровневой модели сети OSI/ISO.
2. Технологии организации компьютерных сетей
Необходимо изучить основные технологии компьютерных сетей, такие как
Ethernet, FDDI, Token Ring, ATM. Для этого целесообразно выбрать книгу Олифер
В.Г., Олифер Н.А. Компьютерные сети: принципы, технологии, протоколы: учеб.
пособие для студ. вузов. – 3-е изд. – СПб.: Питер, 2008. – 958 с. Основное
внимание следует уделить сравнительной характеристике протоколов и
технологий, а также вариантам практической реализации сети по той или иной
технологии в зависимости от предъявляемых требований.
3. Локальные компьютерные сети
Необходимо изучить принципы и особенности организации и
проектирования корпоративных сетей на структурном уровне, а также изучить
основные виды оборудования, применяющегося для структуризации сетей. Для
этого целесообразно в качестве основного источника информации выбрать книгу:
Гук М. Аппаратные средства локальных сетей. Энциклопедия. – СПб.: Питер,
2005. – 572 c. Особое внимание следует уделить принципам работы
коммутаторов, концентраторов, маршрутизаторов, повторителей и мостов.
4. Глобальные компьютерные сети
Следует рассмотреть: методики маршрутизации в глобальных сетях,
технологии Web-программирования и формирование требований и выбор сетевой
операционной системы для различных компонент сети на основе сравнительной
характеристики современных сетевых ОС. Такая характеристика достаточно
подробно изложена в книге: В. Олифер, Н. Олифер. Сетевые операционные
системы. Учебник. СПб.: Питер. Здесь же рассматриваются вопросы установки и
конфигурирования сетевого программного обеспечения, функции администратора
сети.
Рекомендации по лабораторным занятиям изложены в соответствующих
методических руководствах.
4 ПЕРЕЧЕНЬ ТЕМ ДЛЯ НАПИСАНИЯ ДИПЛОМНЫХ РАБОТ
Дисциплина «Сети ЭВМ и телекоммуникации» изучается студентами на 2-м
курсе, однако ее отдельные аспекты могут быть темами для дипломных работ.
В таком случае, технические задания на дипломное проектирование будут
тесно связаны с курсами «Проектирование компьютерных сетей»,
«Схемотехника»,
«Интерфейсы
и
периферийные
устройства»,
«Микропроцессорные системы», «Проблемно-ориентированные вычислительные
системы (ПОВС)», «Методы и средства защиты информации».
Студентам предлагаются следующие направления для дипломирования:
1. Проектирование сетевых аппаратных средств. Предлагается реализовать
модели, а также комплект конструкторской документации для сетевого
оборудования различных технологий. В данном случае предлагается
разработка сетевых маршрутизаторов, коммутаторов, концентраторов,
сетевых адаптеров.
2. Моделирование работы сетевых протоколов и сетевых технологий. В данном
случае моделирование производится для поддержки электронного
лабораторного практикума, с целью изучения данных протоколов и
технологий. Предлагаемые протоколы: стек TCP/IP, рассматриваемые
сетевые технологии: Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, Frame Relay, Sonet/SDH,
ATM.
3. Разработка сетевых программных комплексов по технологии «Клиентсервер». Предлагаемые направления в рамках тематики: программные
комплексы контроля и управления сетевым трафиком, программные средства
защиты передаваемых данных, сетевые приложения обмена пакетами и
файлами, комплексы для совместной работы с данными.
5 ПЕРЕЧЕНЬ ВЫНОСИМЫХ НА ЭКЗАМЕН ВОПРОСОВ
По дисциплине «Сети ЭВМ и телекоммуникации» на итоговый экзамен
выносятся следующие вопросы:
1. Основные типы компьютерных сетей: глобальные, региональные,
корпоративные и локальные сети.
2. Организация и виды каналов связи, их особенности и основные
характеристики (коаксиал, витая пара, оптоволоконные кабели).
3. Способы модуляции сигналов в каналах связи. Модемы и их использование
в компьютерных коммуникациях.
4. Использование квадратурно-амплитудной модуляции.
5. Частотное уплотнение (мультиплексирование) данных в каналах связи
(FDM).
6. Временное уплотнение (мультиплексирование) данных в каналах связи
(TDM).
7. Использование плезиохронных (PDH) и синхронных (SDH) цифровых
иерархий при организации каналов передачи данных.
8. Механизмы передачи данных в глобальных сетях: коммутация каналов,
коммутация сообщений.
9. Механизм организации передачи данных в глобальных сетях: коммутация
пакетов (вариант виртуального канала и дейтаграммный).
10.Цифровые сети интегрального обслуживания ISDN.
11.Многоуровневая архитектура открытых систем OSI/ISO для глобальных
сетей. Назначение уровней. Представление основных стеков протоколов в
виде модели OSI/ISO.
12.Протокол X.25. Форматы пакетов. Основные фазы работы.
13.Протокол HDLC (LAPB). Формат кадра. Основные режимы работы.
14.Стек протоколов TCP/IP. Общая характеристика, основные протоколы.
15.Протокол поиска адреса ARP. Основные классы IP адресов. Работа с ARPтаблицами.
16.Межсетевой протокол IP. Механизмы формирования и доставки
межсетевых дейтаграмм.
17.Межсетевой протокол IP. Прямая и косвенная маршрутизация.
18.Протоколы маршрутизации RIP и OSPF.
19.Протокол транспортного уровня TCP. Общая характеристика, формат
заголовка сегмента, основные порты.
20.Протокол транспортного уровня TCP. Основные этапы работы модулей TCP
при передаче данных, базовые команды.
21.Протокол транспортного уровня UDP. Общая характеристика.
22.Основные топологии локальных компьютерных сетей.
23.Основные способы представления данных при передаче через моноканал.
Использование манчестерского кода.
24.Основные этапы преобразования данных в рабочей станции (пакет - кадр).
25.Основные методы доступа к моноканалу: CSMA, CSMA/CD, CSMA/CA.
26.Основные методы доступа к моноканалу: маркерный доступ, Token Ring.
27.Сетевая технология Ethernet. Построение сети на базе коаксиального кабеля
и витой пары.
28.Сетевая технология Fast Ethernet.
29.Сетевая технология Gigabit Ethernet.
30.Сетевая технология FDDI.
31.Технология передачи кадров Frame Relay. Базовые конфигурации.
Основные механизмы установления связей в сетях Frame Relay.
32.Сетевая технология АТМ. Принцип действия транспортной станции.
Виртуальные каналы и пути. Основные платформы и уровни АТМ-модели.