Рабочая программа - Гродненский государственный

Ф 27-019
Учреждение образования
“Гродненский государственный университет имени Янки Купалы”
УТВЕРЖДАЮ
Декан факультета математики и
информатики
___________________Е.Н. Ливак
«___» _______ _____ г.
Регистрационный № УД- _____/р.
по
Глобальные сетевые технологии
Учебная программа для специальностей
(рабочий вариант)
1-31 03 01- 01- Прикладная математика (научно-производственная деятельность)
Факультет
Математики и информатики
Кафедра
ТФФА и ПМ
Курс
Семестр
5
9
Лекции
______22_____
Экзамен
__________
(количество часов)
(семестр)
Практические (семинарские)
занятия
______18_____
Зачёт
_____9____
(количество часов)
(семестр)
Лабораторные
занятия
____14________
Курсовая работа
(проект)________
(количество часов)
(семестр)
Всего аудиторных часов
по дисциплине ____54______
(количество часов)
Всего часов
по дисциплине ____90____
Форма получения
высшего образования _очная_
(количество часов)
Составил ст. преподаватель - Васечко А.К.
(И.О.Фамилия, степень, звание)
2013 г.
1
Учебная программа (рабочий вариант) составлена на основе учбной
программы утвержденной 30.05.2013 № УД-12/МИ-211 баз.
____________________________________________________________
(название типовой учебной программы (учебной программы), дата утверждения, регистрационный номер)
Рассмотрена и рекомендована к утверждению в качестве рабочего
варианта на заседании кафедры теории функций, функционального
анализа и прикладной математики
15 мая 2013., протокол N° 5
Заведующий кафедрой
________ Е.А. Ровба
Одобрена и рекомендована к утверждению на заседании Методической комиссии
по специальности (ям)
16 мая 2013., протокол N°_5_
Председатель
___________ М.Н. Гончарова
(И.О.Фамилия)
Одобрена и рекомендована к утверждению на заседании Совета
факультета математики и информатики
17 мая_2013., протокол N°5
Учёный секретарь
_______________
___М.Н. Гончарова_
(И.О.Фамилия)
2
1. ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
1.1. Цель преподавания дисциплины
Цель дисциплины - обеспечить знание теоретических и практических основ в организации и функционировании глобальных сетевых технологий,
умение применять в профессиональной деятельности навыки построения и
управления глобальными сетями.
1.2. Формы и методы обучения и воспитания
Учебная программа предмета предполагает проведение лекционных
занятий в сумме 22 часов, а также практических и лабораторных занятий в
сумме 32 ч.
1.3. Рекомендации по организации самостоятельной работы студентов
Часть теоретического материала, предполагаемого курсов, отводится на
самостоятельно изучение. Предполагается, что в течение учебного
семестра каждый студент готовит и защищает индивидуальный проект по
разработке схемы некоторой глобальной сети. Студентам предлагается на
выбор разработать схему сети из списки примерных тематик, либо студент
самостоятельно выбирает тематику.
1.4. Компетенции студентов
В результате изучения учебной дисциплины студент должен:
– знать: технологии построения современных глобальных компьютерных сетей; архитектуру динамических протоколов, лежащих в основе глобальных
сетей; методы эффективной и безопасной передачи данных в глобальных сетях;
– владеть навыками: настройки маршрутизаторов для работы в автономной
системе с использованием различных протоколов; локализации проблем,
возникающих при работе с маршрутизацией в глобальной сети; научиться
анализировать предполагаемый трафик при разработке проекта сети; поставить задачу и, при необходимости, спроектировать и настроить сеть небольшого провайдера с интеграцией ее в глобальную сеть.
1.5. Распределение общих и аудиторных часов по семестрам
Распределение нагрузки по семестрам
9 семестр: 22 ч. – лекции, 18 ч. – практика, 14 - лабораторные
3
2. СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОГО МАТЕРИАЛА
№
п/п
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Наименование
раздела, темы
дисциплины
Введение
Содержание в соответствии с учебной программой
Понятие глобальных сетей. Варианты классификации глобальных сетей. Основные сервисы в глобальных сетях.
Раздел 1. Стеки сетевых Семиуровневая модель OSI. Стек протоколов TCP/IP
протоколов
Раздел 2. Протокол IP
Функции протокола IP. IP-адреса. Маршрутизация. Формат заголовка IP-дейтаграммы. Протокол ICMP. Протокол ARP
Раздел 3. Протокол TCP
Функции протокола TCP. Базовая передача данных. Обеспечение достоверности. Разделение каналов. Управление соединениями. Управление потоком. Заголовок TCP-сегмента. Промежуточные состояния соединения. Фаза установления соединения.
Фаза закрытия соединения
Раздел 4. Протокол RIP
Алгоритм построения таблицы маршрутов. Пример построения
таблицы маршрутов. Изменение состояния RIP-системы. Зацикливание. Счет до бесконечности. Реализация протокола RIP. Типы и формат сообщений. Работа протокола RIP. Конфигурирование RIP.
Раздел 5. Протокол OSPF
Построение маршрутов. Метрики. База данных состояния связей. Алгоритм SPF. Пример работы алгоритма SPF. Разграничение хостов и маршрутизаторов. Поддержка множественных
маршрутов. Накладывающиеся маршруты. Внешние маршруты.
Построение базы данных состояния связей. Протокол Hello.
Протокол обмена. Протокол затопления (flooding). Дополнительные возможности OSPF. Сети множественного доступа.
Уменьшение числа отношений смежности. Уменьшение размера
базы данных. Выборы выделенного маршрутизатора. NBMA- и
point-to-multipoint сети. Иерархическая маршрутизация (Разбиение на области). Пример разбиения на области. Разрыв магистрали. Тупиковые и не совсем тупиковые области. Типы и
форматы сообщений. OSPF-заголовок. Сообщение Hello. Сообщение "Описание базы данных (Database Description)". Сообщение "Запрос состояния связи (Link State Request)". Сообщение
"Обновление состояния связей (Link State Update)". Сообщение
"Подтверждение приема сообщения о состоянии связей (Link
State Acknowledgment)". Типы Объявлений о состоянии связей
(LSA). Заголовок LSA. Тело LSA типа 1. Тело LSA типа 2. Тело
LSA типов 3 и 4. Тело LSA типа 5.
Раздел 6. Протокол EIGRP Основные особенности EIGRP. Split Horizon и Poison Reverse.
Алгоритм DUAL.
Раздел 7. Протокол BGP
Задача внешней маршрутизации. Внутренний BGP, маршрутные
серверы и атрибут NEXT_HOP. Атрибуты пути (Path Attributes).
ORIGIN.
AS_PATH.
NEXT_HOP.
MULTI_EXIT_DISC.
LOCAL_PREF. Атрибуты агрегирования. Обработка маршрутной информации (Decision Process) и маршрутные политики.
Decision Process. Конфликты маршрутных политик. Формулировка маршрутных политик. Реализация BGP. Типы BGPсообщений. Формат BGP-сообщения. Формат сообщения OPEN.
Формат сообщения KEEPALIVE. Формат сообщения UPDATE.
4
9.
10.
Формат сообщения NOTIFICATION.
Раздел 8. Групповая рас- Основные сведения о мультикастинге. Протокол IGMP. Маршсылка дейтаграмм (муль- рутизация групповых дейтаграмм. Веерная рассылка (Flooding).
тикастинг)
Остовые деревья (Spanning Trees). RPF. CBT. Протоколы маршрутизации групповых дейтаграмм. DVMRP. MOSPF. PIM DM.
PIM SM. CBT
Раздел 9. Проблемы без- Методы и инструменты. Прослушивание сети. Сканирование
опасности
протоколов сети. Генерация пакетов. Перехват данных. Ложные ARPTCP/IP
ответы. Навязывание ложного маршрутизатора. Имперсонация.
Имперсонация без обратной связи. Десинхронизация TCPсоединения. Несанкционированное подключение к сети. Несанкционированный обмен данными. Туннелирование. Атака
крошечными фрагментами (Tiny Fragment Attack). Принуждение
к ускоренной передаче данных. Расщепление подтверждений.
Ложные дубликаты подтверждений. Преждевременные подтверждения. Отказ в обслуживании. Истощение ресурсов узла
или сети. Сбой системы. Изменение конфигурации или состояния узла.
3. ТРЕБОВАНИЯ К КУРСОВОЙ РАБОТЕ (ПРОЕКТУ)1
3.1. Цель курсовой работы (проекта) по дисциплины
Курсовая работа не предусмотрена учебным планом.
3.2. Объем задания2
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
________
3.3. Примерная тематика курсовых работ (проектов)
Если учебным планом учреждения высшего образования по специальности (направлению специальности,
специализации) предусмотрено выполнение курсовой работы (проекта) по данной дисциплине.
2
Включая количество часов на выполнение курсовой работы (проекта) в соответствии с учебным планом по
специальности (направлению специальности, специализации).
1
5
Пытанні, якія вывучаюцца на занятках
Заняткі (гадзіны)
лекцыі
1
2
практыч.
семінар
3
лабараторныя
4
5
5 семестр
1
2
3
4
Введение
Понятие глобальных сетей. Варианты классификации глобальных сетей. Основные сервисы в глобальных сетях.
Раздел 1. Стеки се- Семиуровневая модель OSI. Стек протоколов
тевых протоколов
TCP/IP
Раздел 2. Протокол Функции протокола IP. IP-адреса. МаршрутиIP
зация. Формат заголовка IP-дейтаграммы.
Протокол ICMP. Протокол ARP
Раздел 3. Протокол Функции протокола TCP. Базовая передача
TCP
данных. Обеспечение достоверности. Разделение каналов. Управление соединениями.
Управление потоком. Заголовок TCPсегмента. Промежуточные состояния соединения. Фаза установления соединения. Фаза
закрытия соединения
7
2
2
2
2
2
2
Кіруемая самаст.
праца
2
6
Форма кантролю
ведаў
Тэмы заняткаў
Літаратура
Ну
мар
тыд
ня
Матэрыяльнае
забяспячэнне
заняткаў
3. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКАЯ КАРТА
7
1
5
6
7
2
3
4
Раздел 4. Протокол Алгоритм построения таблицы маршрутов.
RIP
Пример построения таблицы маршрутов. Изменение состояния RIP-системы. Зацикливание. Счет до бесконечности. Реализация протокола RIP. Типы и формат сообщений. Работа протокола RIP. Конфигурирование RIP.
Раздел 5. Протокол Построение маршрутов. Метрики. База данOSPF
ных состояния связей. Алгоритм SPF. Пример
работы алгоритма SPF. Разграничение хостов
и маршрутизаторов. Поддержка множественных маршрутов. Накладывающиеся маршруты. Внешние маршруты. Построение базы
данных состояния связей. Протокол Hello.
Протокол обмена. Протокол затопления
(flooding). Дополнительные возможности
OSPF. Сети множественного доступа.
Уменьшение числа отношений смежности.
Уменьшение размера базы данных. Выборы
выделенного маршрутизатора. NBMA- и
point-to-multipoint
сети.
Иерархическая
маршрутизация (Разбиение на области). Пример разбиения на области. Разрыв магистрали. Тупиковые и не совсем тупиковые области. Типы и форматы сообщений. OSPFзаголовок.
Раздел 6. Протокол Основные особенности EIGRP. Split Horizon
EIGRP
и Poison Reverse. Алгоритм DUAL.
8
5
2
2
2
2
4
2
2
2
2
2
6
7
1
8
9
10
2
3
4
Раздел 7. Протокол Задача внешней маршрутизации. Внутренний
BGP
BGP, маршрутные серверы и атрибут
NEXT_HOP. Атрибуты пути. Атрибуты агрегирования. Обработка маршрутной информации (Decision Process) и маршрутные политики. Decision Process. Конфликты маршрутных
политик. Формулировка маршрутных политик. Реализация BGP. Типы BGP-сообщений.
Формат BGP-сообщения.
Раздел 8. Групповая Основные сведения о мультикастинге. Прорассылка
дейта- токол IGMP. Маршрутизация групповых дейграмм
(мультика- таграмм. Веерная рассылка (Flooding). Остостинг)
вые деревья (Spanning Trees). RPF. CBT. Протоколы маршрутизации групповых дейтаграмм.
Раздел 9. Проблемы Методы и инструменты. Прослушивание себезопасности прото- ти. Сканирование сети. Генерация пакетов.
колов TCP/IP
Перехват данных. Ложные ARP-ответы.
Навязывание ложного маршрутизатора. Имперсонация. Имперсонация без обратной связи. Десинхронизация TCP-соединения. Туннелирование. Атака крошечными фрагментами (Tiny Fragment Attack). Принуждение к
ускоренной передаче данных. Расщепление
подтверждений. Ложные дубликаты подтверждений. Преждевременные подтверждения. Отказ в обслуживании. Истощение ресурсов узла или сети. Сбой системы. Изменение конфигурации или состояния узла.
Всего:
9
5
2
2
2
2
2
2
2
2
2
20
18
14
2
6
7
5. ИНФОРМАЦИОННО-МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ
ПО ДИСЦИПЛИНЕ
5.1.Основная литература
1. М.А.Мамаев. Телекоммуникационные технологии: Сети ТСP/IP. Учебное пособие Владивосток: Изд-во ВГУЭиС, 1999.
2. М.Мамаев, С. Петренко. Технологии защиты информации в Интернете. Специальный справочник - СПб: "Питер", 2002.
3. А.Леинванд, Б.Пински. Конфигурирование маршрутизаторов Cisco. 2-е издание М.: "Вильямс", 2001.
4. В.Олифер, Н.Олифер. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы СПб: "Питер", 2001.
5. Э. Немет, Г. Снайдер, С. Сибасс, Т. Хейн. UNIX: руководство системного администратора. Для професcионалов - СПб: "Питер", 2002.
6. Й.Снейдер. Эффективное программирование TCP/IP. Библиотека программиста СПб: "Питер", 2002.
7. А.М.Робачевский. Операционная система UNIX. - Спб.: BHV - Санкт-Петербург,
1997.
8. М. Кульгин. Технологии корпоративных сетей. Энциклопедия - СПб.: Питер, 1999.
Дополнительная
9. Пятибратов А.П. и др. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации. – М.,
1998.
10. Острейковский В.А. Информатика. – М., 2001.
11. Габбасов Ю. Internet 2000. – С-Пб., 1999.
12. Информатика / Под ред. Н.В.Макаровой. – М., 2000.
13. Олифер В.Г., Олифер Н.А. Компьютерные сети. – С-Пб., 2000.
14. Могилев А.В., Пак Н.И., Хеннер Е.К. Информатика. – М., 2000.
15. Информатика / Под ред. Симоновича. Базовый курс. – С-Пб., 2001.
16. Савельев А.Я. Основы информатики. – М., 2001.
17. Олифер В.Г Олифер Н.А. Компьютерные сети: принципы,технологии, протоколы:
учебник СПб.: Питер, 1999.- 672 c.
5.2. Перечень средств диагностики результатов учебной деятельности
1. Работа со студентами на лабораторных занятиях.
2. зачёт.
6. ПРОТОКОЛ СОГЛАСОВАНИЯ УЧЕБНОЙ ПРОГРАММЫ
ПО ИЗУЧАЕМОЙ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЕ
С ДРУГИМИ ДИСЦИПЛИНАМИ СПЕЦИАЛЬНОСТИ
Название
дисциплины, с
которой
требуется
согласование
Название
кафедры
Современные
сетевые технологии
Компьютерные
сети
ТФФАиПМ
Предложения об
изменениях в
содержании учебной
программы по изучаемой
учебной дисциплине
Решение, принятое кафедрой, разработавшей
учебную программу
(с указанием даты и номера протокола)
ТФФАиПМ
7. ДОПОЛНЕНИЯ И ИЗМЕНЕНИЯ К УЧЕБНОЙ ПРОГРАММЕ
ПО ИЗУЧАЕМОЙ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЕ
на ____ / _____ учебный год
№
Дополнения и изменения
Основание
п/п
Учебная программа пересмотрена и одобрена на заседании кафедры
(протокол № __ от _______ 20__ г.)
Заведующий кафедрой
доктор физ.-мат. наук, профессор____________
Е.А. Ровба.
УТВЕРЖДАЮ
Декан факультета
кандидат тех.наук, доцент___
______________
(степень, звание)
Е.Н. Ливак
(И.О.Фамилия)
11