РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Институт математики и компьютерных наук
Кафедра информационной безопасности
Сериков Д.В.
Телекоммуникационные технологии и сети
|
Учебно-методический комплекс
|
Рабочая программа для студентов
очной формы обучения специальности
|
090105.65 «Комплексное обеспечение информационной
|
безопасности автоматизированных систем»
|
|
|
Тюменский государственный университет
201_
Д.В. Сериков. Телекоммуникационные технологии и сети
Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для студентов очной формы обучения специальности 090105.65 – «Комплексное обеспечение информационной безопасности автоматизированных систем». Тюмень, 201_, 9 стр.
Рабочая программа составлена в соответствии с требованиями ГОС ВПО.
Рабочая программа дисциплины опубликована на сайте ТюмГУ: Телекоммуникационные технологии и сети [электронный ресурс] / Режим доступа: http://www.umk.utmn.ru, свободный.
Рекомендован к изданию кафедрой информационной безопасности.
Утверждено проректором по учебной работе Тюменского государственного университета.
Ответственный редактор: А.А.Захаров, зав. кафедрой информационной безопасности, д.т.н., проф.
© Тюменский государственный университет, 201_
© Сериков Д.В., 201_
Пояснительная записка
Дисциплина изучается специальностью «Комплексное обеспечение информационной безопасности автоматизированных систем» в 7 семестре в цикле Дисциплины специализации. Вид итогового контроля – экзамен.
1.1. Цели и задачи дисциплины
Целью преподавания дисциплины «Телекоммуникационные технологии и сети» является изучение теоретических принципов и практических основ построения и управления корпоративными сетями.
В результате изучения курса студент должен иметь представления о дизайне сетей, протоколах маршрутизации и коммутации, построении виртуальных частных сетей.
Знания, умения и практические навыки, полученные в результате изучения дисциплины «Телекоммуникационные технологии и сети», используются студентами при разработке курсовых и дипломных работ.
Задачи дисциплины:
-
обучить студентов принципам работы сетевых протоколов;
-
обучить студентов принципам проектирования сетей;
-
дать студентам навыки построения отказоустойчивых сетей;
1.2. Требования к уровню освоения содержания дисциплины
В результате изучения дисциплины студенты должны
иметь представление: о принципах проектирования и построения корпоративных сетей;
знать:
Основные протоколы маршрутизации и коммутации. Технологии и принципы построения отказоустойчивых сетей. Технологии построения виртуальных частных сетей;
.
уметь:
-
проектировать и внедрять сетевую инфраструктуру
-
производить настройку сетевого оборудования;
-
определять и устранять сетевые неисправности;
иметь навыки в проектировании и администрировании корпоративных сетей.
Объем дисциплины и виды учебной работы
Вид занятий
|
Всего часов
|
Семестр
|
7
|
Общая трудоемкость
|
90
|
90
|
Аудиторные занятия
|
54
|
54
|
Лекции
|
18
|
18
|
Лабораторные занятия
|
36
|
36
|
Самостоятельная работа
|
36
|
36
|
Вид итогового контроля
|
экзамен
|
Тематический план изучения дисциплины
№ п/п
|
Наименование темы
|
Лекции, час.
|
Лабораторные занятия
|
Самост. работа
|
Итого количество баллов
|
1.
|
2.
|
3.
|
4.
|
5.
|
6.
|
Модуль 1.
|
1
|
IPv4 адреса. Суммаризация, VLSM. Назначение сетевой маски
|
1
|
0
|
2
|
1
|
2
|
Листы контроля доступа. Трансляция сетевых адресов.
|
1
|
2
|
2
|
6
|
3
|
Классификация протоколов маршрутизации.
|
1
|
1
|
1
|
3
|
4
|
Дистанционно-векторные протоколы. RIP1&2.
|
1
|
1
|
1
|
4
|
5
|
EIGRP. Алгоритм DUAL
|
1
|
2
|
2
|
5
|
6
|
Протоколы маршрутизации по состоянию канала. OSPF.
|
1
|
2
|
2
|
6
|
7
|
IPv6 адреса. Правила адресации и типы адресов. Заголовок IPv6
|
1
|
1
|
2
|
3
|
Всего
|
28
|
Модуль 2.
|
8
|
Коммутаторы L2 и L3.
|
1
|
2
|
2
|
6
|
9
|
VLAN, принципы конфигурации и адресации. Транки. Протокол DTP.
|
1
|
1
|
2
|
5
|
10
|
Протокол VTP.
|
1
|
2
|
2
|
6
|
11
|
Протокол STP.
|
1
|
2
|
2
|
7
|
12
|
Протокол RSTP.
|
1
|
2
|
2
|
6
|
Всего
|
30
|
Модуль 3.
|
13
|
Протокол BGPv4.
|
1
|
4
|
4
|
12
|
14
|
Route-map. Редистрибуция.
|
1
|
4
|
2
|
6
|
15
|
Иерархический и функциональный дизайн локальных сетей.
|
1
|
2
|
2
|
4
|
16
|
Протоколы отказоустойчивости шлюза по умолчанию - HSRP, VRRP, GLBP. Принципы работы, конфигурирования, различия.
|
1
|
4
|
2
|
8
|
17
|
Протокол MPLS, принципы конфигурирования и функционирования. MPLS VPN, принципы конфигурирования и функционирования, особенности настройки.
|
2
|
4
|
4
|
12
|
Всего
|
42
|
Итого (часов, баллов)
|
18
|
36
|
36
|
100
|
4. Содержание разделов дисциплины
-
IPv4 адреса. Представление адреса. Зарезервированные адреса. Структура пакета. Исчерпание адресного пространства. Суммаризация, CIDR. VLSM. Назначение сетевой маски.
-
Листы контроля доступа. Стандартные и расширенные ACL. Динамические и рефлексивные ACL . Трансляция сетевых адресов.
-
Классификация протоколов маршрутизации. Понятие метрики в различных протоколах, понятие административной дистанции.
-
Протоколы RIP1&2. Характеристики протокола. Таймеры. Особенности анонсирования сетей. Суммирование маршрутов.
-
Протокол EIGRP. Поддержка VLSM. RTP и PDM. Таблица топологии. Таймеры протокола. Типы маршрутов. Вычисление метрики. Перераспределение маршрутов. Балансировка нагрузки. Алгоритм DUAL Схема определения лучшего и запасного лучшего маршрута.
-
Протокол OSPF. Настройка OSPF для сетей различных типов сетей. Изменения параметров протокола. Управление информацией о маршрутах. Суммирование и перераспределение маршрутов. Virtual link.
-
IPv6 адреса. Правила адресации и типы адресов. Заголовок IPv6. Механизмы безопасности. QoS. Зарезервированные адреса IPv6.
-
Коммутаторы L2 и L3. Многоуровневые коммутаторы.
-
VLAN. Trunk и access порты. DTP. Native VLAN. Маршрутизация между VLAN. VTP и GVRP. Cisco Express Forwarding.
-
Протокол VTP. Назначение, особенности функционирования и конфигурирования.
-
Протокол STP. PVST+ и MSTP. Port Fast. Безопасность STP. BPDU Guard и BPDU Filtering.
-
Протокол RSTP. Назначение, особенности функционирования и конфигурирования.
-
Border Gateway Protocol. Автономная система. Internal BGP и External BGP. Отношения соседства. Атрибуты пути. Выбор пути. Аутентификация. Перераспределение маршрутов. Суммирование маршрутов. Построение таблицы маршрутизации.
-
Route-map. Редистрибуция. Редистрибуция из одного протокола в другой. Назначение метрики при редистрибуции.
-
Иерархический и функциональный дизайн локальных сетей. Уровень ядра. Уровень распределения. Уровень доступа
-
Протоколы отказоустойчивости шлюза по умолчанию. HSRP, VRRP, GLBP. Multiple HSRP. Балансировка нагрузки. Агрегирование каналов
-
Multiprotocol Label Switching. MPLS VPN. Обнаружение соседей и аутентификация MPLS. Label Distribution Protocol. CE, PE и P маршрутизаторы. Virtual Routing and Forwarding. Route Distinguishers. Route Targets.
5. Тематика лабораторных занятий
Тема 1: Листы контроля доступа.
-
Настройка листов контроля доступа на коммутаторах.
Тема 2: Протоколы RIP1&2.
-
Базовая настройка RIP v2.
Тема 3: Протокол EIGRP.
-
Базовая настройка EIGRP.
-
Настройка балансировки нагрузки между маршрутами с одинаковой метрикой.
-
Настройка аутентификации в EIGRP.
Тема 4: Протокол OSPF.
-
Базовая настройка OSPF на маршрутизаторе Cisco.
-
Аутентификация в OSPF.
-
Настройка Virtual link.
-
Настройка тупиковых зон.
-
Редистрибуция OSPF в EIGRP.
Тема 5: VLAN.
-
Настройка access и trunk портов.
-
Настройка протокола DTP.
-
Настройка маршрутизации между VLAN.
Тема 6: Border Gateway Protocol.
-
Настройка iBGPи eBGP .
Тема 7: HSRP
.
-
Настройка HSRP на коммутаторах 3го уровня.
Тема 8: MPLS.
-
Базовая настройка MPLS.
6. Самостоятельная работа.
Самостоятельная работа включает в себя:
-
Изучение дополнительного материала по теме.
-
Изучение научной периодики (печатных и электронных изданий) по теме (работа в библиотеке).
-
Подготовка доклада по теме. Примерные темы докладов:
-
Структура операционной системы Cisco IOS.
-
IPsec в Cisco.
-
Операционная система JUNOS.
7. Оценка работы студента в рейтинговых баллах
-
Распределение рейтинговых баллов по модулям, видам работ и контроля.
Виды работ и контроля
|
Максимальное количество баллов
|
Модуль 1
|
Модуль 2
|
Модуль 3
|
Итого
|
7 семестр
|
|
|
|
|
Лекции
|
7
|
5
|
6
|
28
|
Лабораторные занятия
|
9
|
9
|
18
|
30
|
Самостоятельная работа
|
12
|
10
|
14
|
42
|
Итого за работу в семестре
|
28
|
24
|
38
|
100
|
Итоговый контроль (экзамен)
|
Допуск к экзамену, в соответствии с рейтинговой шкалой, получают студенты, имеющие более 35 баллов. Экзамен проходит в традиционной форме ответов на вопросы из билета и позволяет получить оценку, более высокую, чем полученную студентом в семестре по итогам рейтинговых баллов.
|
Итого
|
|
|
|
100
|
-
Виды контроля успеваемости, применяемые на аудиторных занятиях и их оценка в рейтинговых баллах
№ п/п
|
Вид контроля успеваемости
|
Максимальное количество баллов
|
1.
|
Практическое задание
|
0-6 баллов
|
2.
|
Дополнение к практическому заданию для самостоятельного выполнения
|
0-3 балла
|
3.
|
Контроль за своевременностью выполнения практических заданий
|
За несвоевременно сданное практическое задание (-1) балл в неделю
|
4.
|
Активная работа на лекции
|
0-1 балл
|
-
Балльная оценка текущей успеваемости студента.
п/№ Темы
|
Формы текущего контроля
|
Активн. работа на лекции
|
Выполнение заданий на практ. зан.
|
самост. работа
|
Итого ко-личество баллов
|
Модуль 1
|
1.
|
0-1
|
0
|
0
|
0-1
|
2.
|
0-2
|
0-2
|
0-2
|
0-6
|
3.
|
0-1
|
0-1
|
0-1
|
0-3
|
4.
|
0-2
|
0-1
|
0-1
|
0-4
|
5.
|
0-2
|
0-2
|
0-1
|
0-5
|
6.
|
0-2
|
0-2
|
0-2
|
0-6
|
7.
|
0-1
|
0-1
|
0-1
|
0-3
|
Всего
|
|
|
|
0-28
|
Модуль 2
|
8.
|
0-2
|
0-2
|
0-2
|
0-6
|
9.
|
0-2
|
0-1
|
0-2
|
0-5
|
10.
|
0-2
|
0-2
|
0-2
|
0-6
|
11.
|
0-3
|
0-2
|
0-2
|
0-7
|
12.
|
0-2
|
0-2
|
0-2
|
0-6
|
Всего
|
|
|
|
0-30
|
Модуль 3
|
13.
|
0-4
|
0-4
|
0-4
|
0-12
|
14.
|
0-2
|
0-4
|
0
|
0-6
|
15.
|
0-2
|
0-2
|
0
|
0-4
|
16.
|
0-2
|
0-4
|
0-2
|
0-8
|
17.
|
0-4
|
0-4
|
0-4
|
0-12
|
Итого
|
|
|
|
0 – 100
|
8. Вопросы к экзаменам
-
Классификация протоколов маршрутизации (классовые\бесклассовые, дистанционно-векторные\по состоянию канала).
-
Понятие метрики, административной дистанции в протоколах маршрутизации. Метрика в различных протоколах маршрутизации.
-
IPv4 адреса, назначение, классы адресов, типы адресов. суммаризация, VLSM.
-
Листы контроля доступа. Назначение. Типы листов контроля доступа. Принципы конфигурирования.
-
Трансляция сетевых адресов. Типы трансляции, назначение. Принципы конфигурирования.
-
IPv6 адреса, назначение. Правила адресации, типы адресов. Заголовок IPv6.
-
Дистанционно-векторные протоколы. Основные особенности, отличие от протоколов по состоянию канала.
-
Особенности протокола RIPv1&2 (таблицы, таймеры, структурные элементы), принципы конфигурирования.
-
Особенности протокола EIGRP (таблицы, таймеры, структурные элементы), принципы конфигурирования.
-
Протоколы маршрутизации по состоянию канала. Основные особенности, отличие от дистанционно-векторных протоколов.
-
Иерархический дизайн OSPF, принципы конфигурирования, суммаризация.
-
Типы зон OSPF (тупиковая, полностью тупиковая и т.д). Особенности каждой зоны.
-
Алгоритм DUAL. Принципы работы. Типы маршрутов. Схема определения лучшего и запасного лучшего маршрута. SIA.
-
Протокол BGPv4. Назначение, дизайн, структурные элементы.
-
Протокол BGPv4. Отличие iBGP от eBGP. Принципы конфигурирования протокола BGPv4.
-
Протокол BGPv4. Алгоритм выбора лучшего маршрута..
-
Route-map. Назначение. Принципы конфигурирования. Применение.
-
Редистрибуция. Назначение. Особенности конфигруации редистрибуции в протоколах OSFP, RIP, EIGRP, BGP.
-
Иерархический дизайн локальных сетей. Функциональное назначение каждого уровня иерархии. Задачи, решаемые каждым уровнем.
-
Функциональный дизайн локальных сетей. Функциональное назначение каждого блока.
-
Коммутаторы L2. Назначение. Роль в современных ЛВС. Типы коммутации. Таблица CAM..
-
Коммутаторы L3. Назначение. Отличие от коммутаторов L2. Принципы конфигурирования.
-
VLAN. Назначение. Роль в современных ЛВС. Принципы конфигурации и адресации в VLAN.
-
Транки. Типы транков, протоколы. Принципы конфигурации. Протокол DTP.
-
Протокол VTP. Назначение, особенности функционирования и конфигурирования.
-
Протокол STP. Назначение. Роли и состояния портов коммутатора в протоколе STP. Алгоритм работы. Время схождения топологии.
-
Протокол RSTP. Назначение. Роли и состояния портов коммутатора в протоколе RSTP. Алгоритм работы. Время схождения топологии.
-
Особенности протоколов отказоустойчивости шлюза по умолчанию - HSRP, VRRP, GLBP. Принципы работы. Отличия между протоколами. Принципы конфигурирования.
-
Протокол MPLS. Назначение, принципы функционирования и конфигурирования. LSP, LDP и предназначение лейблов при обработке пакетов.
-
MPLS VPN. Назначение. Принципы организации и функционирования. Отличие маршрутизаторов P, PE, C, CE.
-
MPLS VPN. Особенности настройки маршрутизаторов P, PE, C, CE.
-
MPLS VPN. Особенности настройки протоколов динамической маршрутизации.
-
MPLS VPN. Назначение и настройка VRF.
-
MPLS VPN PHP, RD, RT. Определение, назначение, конфигурирование.
9. Литература
ОСНОВНАЯ:
-
Компьютерные сети: Учебное пособие / Н.В. Максимов, И.И. Попов. - 3-e изд., испр. и доп. - М.: Форум, 2008. - 448 с.: ил.; 60x90 1/16. - (Профессиональное образование). (переплет) ISBN 978-5-91134-235-7, 3000 экз.
-
Карпанов, М. С. Сети и технологии АТМ: характеристика, структура, организация функционирования [Электронный ресурс] / М. С. Карпанов. - М.: Лаборатория книги, 2011. - 149 с. - 978-5-504-00091-6. Режим доступа: http://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=142239 (дата обращения 27.01.2014).
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ:
-
Компьютерные сети: Учебное пособие / А.В. Кузин. - 3-e изд., перераб. и доп. - М.: Форум: ИНФРА-М, 2011. - 192 с.: ил.; 60x90 1/16. - (Профессиональное образование). (переплет) ISBN 978-5-91134-476-4, 1500 экз.
-
Поляк-Брагинский, А. В. Локальные сети. Модернизация и поиск неисправностей / Александр Поляк-Брагинский: 2-е изд., перераб. и доп. — СПб.: БХВ-Петербург, 2009. — 814 с.: ил. — (Системный администратор). - ISBN 978-5-9775-0348-8..
10. Программное обеспечение и Интернет-ресурсы.
- вузовские электронно-библиотечные системы учебной литературы.
- база научно-технической информации ВИНИТИ РАН
- доступ к открытым базам цитирования, в т.ч. springer.com, scholar.google.com, math-net.ru
- симулятор сети передачи данных Cisco Packet Tracer;
- программный эмулятор маршрутизаторов Dynamips
- https://www.netacad.com/ru
11. Технические средства и материально-техническое оснащение.
Лекции читаются в аудитории, оборудованной видеопроектором. В качестве наглядного материала используются презентации MS PowerPoint.
Лабораторные занятия проводятся в компьютерных классах. Используется симулятор сети передачи данных Cisco Packet Tracer и программный эмулятор маршрутизаторов GNS3.