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_

1. 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.

2. 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

3. 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

1. 
   IPv4 адреса. Представление адреса. Зарезервированные адреса. Структура пакета. Исчерпание адресного пространства. Суммаризация, CIDR. VLSM. Назначение сетевой маски.
   
2. 
   Листы контроля доступа. Стандартные и расширенные ACL. Динамические и рефлексивные ACL . Трансляция сетевых адресов.
   
3. 
   Классификация протоколов маршрутизации. Понятие метрики в различных протоколах, понятие административной дистанции.
   
4. 
   Протоколы RIP1&2. Характеристики протокола. Таймеры. Особенности анонсирования сетей. Суммирование маршрутов.
   
5. 
   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.
   
6. 
   Протокол OSPF. Настройка OSPF для сетей различных типов сетей. Изменения параметров протокола. Управление информацией о маршрутах. Суммирование и перераспределение маршрутов. Virtual link.
   
7. 
   IPv6 адреса. Правила адресации и типы адресов. Заголовок IPv6. Механизмы безопасности. QoS. Зарезервированные адреса IPv6.
   
8. 
   Коммутаторы L2 и L3. Многоуровневые коммутаторы.
   
9. 
   VLAN. Trunk и access порты. DTP. Native VLAN. Маршрутизация между VLAN. VTP и GVRP. Cisco Express Forwarding.
   
10. 
    Протокол VTP. Назначение, особенности функционирования и конфигурирования.
    
11. 
    Протокол STP. PVST+ и MSTP. Port Fast. Безопасность STP. BPDU Guard и BPDU Filtering.
    
12. 
    Протокол RSTP. Назначение, особенности функционирования и конфигурирования.
    
13. 
    Border Gateway Protocol. Автономная система. Internal BGP и External BGP. Отношения соседства. Атрибуты пути. Выбор пути. Аутентификация. Перераспределение маршрутов. Суммирование маршрутов. Построение таблицы маршрутизации.
    
14. 
    Route-map. Редистрибуция. Редистрибуция из одного протокола в другой. Назначение метрики при редистрибуции.
    
15. 
    Иерархический и функциональный дизайн локальных сетей. Уровень ядра. Уровень распределения. Уровень доступа
    
16. 
    Протоколы отказоустойчивости шлюза по умолчанию. HSRP, VRRP, GLBP. Multiple HSRP. Балансировка нагрузки. Агрегирование каналов
    
17. 
    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.

1. 
   Настройка листов контроля доступа на коммутаторах.
   

Тема 2: Протоколы RIP1&2.

1. 
   Базовая настройка RIP v2.
   

Тема 3: Протокол EIGRP.

1. 
   Базовая настройка EIGRP.
   
2. 
   Настройка балансировки нагрузки между маршрутами с одинаковой метрикой.
   
3. 
   Настройка аутентификации в EIGRP.
   

Тема 4: Протокол OSPF.

1. 
   Базовая настройка OSPF на маршрутизаторе Cisco.
   
2. 
   Аутентификация в OSPF.
   
3. 
   Настройка Virtual link.
   
4. 
   Настройка тупиковых зон.
   
5. 
   Редистрибуция OSPF в EIGRP.
   

Тема 5: VLAN.

1. 
   Настройка access и trunk портов.
   
2. 
   Настройка протокола DTP.
   
3. 
   Настройка маршрутизации между VLAN.
   

Тема 6: Border Gateway Protocol.

1. 
   Настройка iBGPи eBGP .
   

Тема 7: HSRP.

1. 
   Настройка HSRP на коммутаторах 3го уровня.
   

Тема 8: MPLS.

1. 
   Базовая настройка MPLS.
   

6. Самостоятельная работа.
Самостоятельная работа включает в себя:

1. 
   Изучение дополнительного материала по теме.
   
2. 
   Изучение научной периодики (печатных и электронных изданий) по теме (работа в библиотеке).
   
3. 
   Подготовка доклада по теме. Примерные темы докладов:
   

1. 
   Структура операционной системы Cisco IOS.
   
2. 
   IPsec в Cisco.
   
3. 
   Операционная система JUNOS.
   

7. Оценка работы студента в рейтинговых баллах

0. 
   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

0. 
   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

0. 
   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

1. 
   Классификация протоколов маршрутизации (классовые\бесклассовые, дистанционно-векторные\по состоянию канала).
   
2. 
   Понятие метрики, административной дистанции в протоколах маршрутизации. Метрика в различных протоколах маршрутизации.
   
3. 
   IPv4 адреса, назначение, классы адресов, типы адресов. суммаризация, VLSM.
   
4. 
   Листы контроля доступа. Назначение. Типы листов контроля доступа. Принципы конфигурирования.
   
5. 
   Трансляция сетевых адресов. Типы трансляции, назначение. Принципы конфигурирования.
   
6. 
   IPv6 адреса, назначение. Правила адресации, типы адресов. Заголовок IPv6.
   
7. 
   Дистанционно-векторные протоколы. Основные особенности, отличие от протоколов по состоянию канала.
   
8. 
   Особенности протокола RIPv1&2 (таблицы, таймеры, структурные элементы), принципы конфигурирования.
   
9. 
   Особенности протокола EIGRP (таблицы, таймеры, структурные элементы), принципы конфигурирования.
   
10. 
    Протоколы маршрутизации по состоянию канала. Основные особенности, отличие от дистанционно-векторных протоколов.
    
11. 
    Иерархический дизайн OSPF, принципы конфигурирования, суммаризация.
    
12. 
    Типы зон OSPF (тупиковая, полностью тупиковая и т.д). Особенности каждой зоны.
    
13. 
    Алгоритм DUAL. Принципы работы. Типы маршрутов. Схема определения лучшего и запасного лучшего маршрута. SIA.
    
14. 
    Протокол BGPv4. Назначение, дизайн, структурные элементы.
    
15. 
    Протокол BGPv4. Отличие iBGP от eBGP. Принципы конфигурирования протокола BGPv4.
    
16. 
    Протокол BGPv4. Алгоритм выбора лучшего маршрута..
    
17. 
    Route-map. Назначение. Принципы конфигурирования. Применение.
    
18. 
    Редистрибуция. Назначение. Особенности конфигруации редистрибуции в протоколах OSFP, RIP, EIGRP, BGP.
    
19. 
    Иерархический дизайн локальных сетей. Функциональное назначение каждого уровня иерархии. Задачи, решаемые каждым уровнем.
    
20. 
    Функциональный дизайн локальных сетей. Функциональное назначение каждого блока.
    
21. 
    Коммутаторы L2. Назначение. Роль в современных ЛВС. Типы коммутации. Таблица CAM..
    
22. 
    Коммутаторы L3. Назначение. Отличие от коммутаторов L2. Принципы конфигурирования.
    
23. 
    VLAN. Назначение. Роль в современных ЛВС. Принципы конфигурации и адресации в VLAN.
    
24. 
    Транки. Типы транков, протоколы. Принципы конфигурации. Протокол DTP.
    
25. 
    Протокол VTP. Назначение, особенности функционирования и конфигурирования.
    
26. 
    Протокол STP. Назначение. Роли и состояния портов коммутатора в протоколе STP. Алгоритм работы. Время схождения топологии.
    
27. 
    Протокол RSTP. Назначение. Роли и состояния портов коммутатора в протоколе RSTP. Алгоритм работы. Время схождения топологии.
    
28. 
    Особенности протоколов отказоустойчивости шлюза по умолчанию - HSRP, VRRP, GLBP. Принципы работы. Отличия между протоколами. Принципы конфигурирования.
    
29. 
    Протокол MPLS. Назначение, принципы функционирования и конфигурирования. LSP, LDP и предназначение лейблов при обработке пакетов.
    
30. 
    MPLS VPN. Назначение. Принципы организации и функционирования. Отличие маршрутизаторов P, PE, C, CE.
    
31. 
    MPLS VPN. Особенности настройки маршрутизаторов P, PE, C, CE.
    
32. 
    MPLS VPN. Особенности настройки протоколов динамической маршрутизации.
    
33. 
    MPLS VPN. Назначение и настройка VRF.
    
34. 
    MPLS VPN PHP, RD, RT. Определение, назначение, конфигурирование.
    

9. Литература

ОСНОВНАЯ:

1. 
   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.
   
2. 
   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:

1. 
   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.
   
2. 
   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.