РП_Будылдина Н.В. Основы сетевых технологий в

Федеральное агентство связи
ФГОБУ ВПО «Сибирский государственный университет
телекоммуникаций и информатики»
Уральский технический институт связи и информатики (филиал)
УТВЕРЖДАЮ:
Директор УрТИСИ ФГОБУ ВПО «СибГУТИ»проректор ФГОБУ ВПО «СибГУТИ»
_______________________ Е.А. Субботин
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
«Основы сетевых технологий в инфокоммуникационных
системах и сервисах»
Кафедра
общепрофессиональных дисциплин технических
специальностей
Рекомендуется для направления подготовки
080100«Экономика»
по профилям:
«Экономика предприятий и организаций»
Квалификация (степень) выпускника
Екатеринбург
2011
«бакалавр»
Рабочая программа составлена на основании
требований Федерального
государственного образовательного стандарта высшего профессионального
образования по направлению подготовки
080100 «Экономика»
(квалификация (степень) «бакалавр») 2009 г.
Разработчики:
УрТИСИ ФГОБУ
ВПО «СибГУТИ»
к.т.н., доцент
Н.В. Будылдина
(место работы)
(занимаемая должность)
(инициалы, фамилия)
(место работы)
(занимаемая должность)
(инициалы, фамилия)
Эксперты (рецензенты):
ФГОБУ ВПО «СибГУТИ»
д.т.н., профессор
В.П. Шувалов
(место работы)
(занимаемая должность)
(инициалы, фамилия)
(место работы)
(занимаемая должность)
(инициалы, фамилия)
Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры:
Протокол №
«
»
20___ г.
Заведующий кафедрой _________________________
Протокол №
«
»
20___ г.
Заведующий кафедрой _________________________
Протокол №
«
»
20___ г.
Заведующий кафедрой _________________________
Согласовано:
«____» __________ 20___ г.
Зам. директора УрТИСИ ФГОБУ ВПО
«СибГУТИ» по УМР
_______________ Е.А. Минина
2
1. Цели и задачи дисциплины
Целью преподавания дисциплины «Основы сетевых технологий в инфокоммуникационных системах и сервисах» в системе подготовки по направлению 080100 «Экономика» является теоретическая и практическая подготовка,
которая должна обеспечить получение у студентов углубленных представлений
о современных сетевых технологиях высокоскоростной передачи данных в инфокоммуникационных системах (ИС) и сервисах, способах их реализации и
применения.
Задачами преподавания дисциплины «Основы сетевых технологий в инфокоммуникационных системах и сервисах» в системе подготовки бакалавра по
обозначенному выше направлению и с учетом его последующей профессиональной деятельности является: изучение основ различных высокоскоростных современных сетевых технологий и их применения в ИС и сервисах;
конкретных методов доступа в канал, спецификаций физического уровня модели ОSI, реализаций последней мили и 100 Вазе/1000-Вазе/10GbE Ethernet,
применения высокоскоростных технологий для реализации сервисов городских сетей и центров хранения данных (ЦОД), предотвращения отказов, диагностики и повышения производительности инфокоммуникационной системы
с целью наиболее полного удовлетворения потребностей населения в услугах
передачи данных, а также развития новых сервисов телекоммуникационных
компаний.
2. Место дисциплины в структуре ООП
Дисциплина относится к вариативной части профессионального цикла является дисциплиной по выбору. Теоретической базой дисциплины «Основы сетевых
технологий в инфокоммуникационных системах и сервисах» является основные
положения дисциплин естественнонаучного и профессионального циклов: теории
вероятностей и математической статистики; информационные технологии.
В свою очередь, предусмотренные программой дисциплины «Основы сетевых технологий в инфокоммуникационных системах и сервисах» знания являются
не только базой для последующего изучения других специальных дисциплин, таких как: «Информационные системы в экономике», «Организация производства
на предприятиях электросвязи», но имеют и самостоятельное значение для формирования единого образовательного пространства при подготовке бакалавров по
направлению «Экономика».
3.Требования к результатам освоения дисциплины
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих
компетенций:
-владеет культурой мышления, способен к обобщению, анализу, восприятию
информации, постановке цели и выбору путей ее достижения (ОК-1);
-умеет использовать нормативные правовые документы в своей деятельности
(ОК-5);
3
способен логически верно, аргументировано и ясно строить устную и письменную речь (ОК-6);
-готовностью к кооперации с коллегами, работе в коллективе (ОК-7);
-способен к саморазвитию, повышению своей квалификации и мастерства
(ОК-9);
-способен находить организационно-управленческие решения и готов нести
за них ответственность (ОК-8);
-способен к саморазвитию, повышению своей квалификации и мастерства
(ОК-9);
-способен критически оценивать свои достоинства и недостатки, наметить
пути и выбрать средства развития достоинств и устранения недостатков (ОК-10);
-осознает социальную значимость своей будущей профессии, обладает высокой мотивацией к выполнению профессиональной деятельности (ОК-11);
-способен понимать сущность и значение информации в развитии современного информационного общества, сознавать опасности и угрозы, возникающие в
этом процессе, соблюдать основные требования информационной безопасности, в
том числе защиты государственной тайны (ОК-12);
-владеет основными методами, способами и средствами получения, хранения,
переработки информации, имеет навыки работы с компьютером как средством
управления информацией, способен работать с информацией в глобальных компьютерных сетях (ОК-13);
-владеет одним из иностранных языков на уровне не ниже разговорного (ОК14);
-способен, используя отечественные и зарубежные источники информации,
собрать необходимые данные проанализировать их и подготовить информационный обзор и/или аналитический отчет (ПК-9);
-способен использовать для решения аналитических и исследовательских задач современные технические средства и информационные технологии (ПК-10);
-способен использовать для решения коммуникативных задач современные
технические средства и информационные технологии (ПК-12).
В результате освоения дисциплины студент должен:
знать:
- основные протоколы и стандарты высокоскоростных сетевых технологий, нормативную и правовую документацию, терминологию, способы кодирования и мультиплексирования данных в современных сетевых технологиях, основы
реализации современных сред передачи данных, высокоскоростные методы доступа в канал и методы коммутации, способы связи сегментов сетей, способы реализации последней мили.
- спецификации физического и канального уровня модели ОSI и модели
IEЕЕ, реализации Ethernet для предоставления современных сервисов связи, сетевые протоколы, методы диагностики ошибок высокоскоростных технологий;
- основные требования информационной безопасности, метрологические
принципы и способы инструментальных измерений;
4
- способы и средства монтажа, наладки и настройки сетевых средств, проверки их работоспособности и сдачи в эксплуатацию, методы моделирования
процессов в инфокоммуникационных системах с использованием специализированных пакетов системных и прикладных программ, методы управления и
эмуляции сетевых устройств;
- сущность и особенности функционирования рынка инфокоммуникационных услуг в условиях конвергенции и вхождения Российской информационной инфраструктуры в Глобальную информационную инфраструктуру.
уметь:
- использовать средства диагностики неисправностей, применять современные методы обслуживания, составлять спецификации на оборудование и программное обеспечение, осуществить приемку и освоение вводимого оборудования и программного обеспечения в соответствии с действующими нормативами осуществлять размещение средств и оборудования реализации сетевых
технологий;
- составлять инструкции по эксплуатационно-техническому обслуживанию и программам испытаний сетевых технологий в инфокоммуникационных системах;
- проводить расчеты технических метрик высокоскоростных технологий с использованием стандартных методов и с применением самостоятельно создаваемых оригинальных методик, контролировать соответствие разрабатываемых функциональных схем и технической документации стандартам и другим
нормативным документам;
- изучать научно-техническую информацию, отечественный и зарубежный
опыт в области инфокоммуникционных технологий и организовывать работы
по практическому использованию новых технологий.
владеть:
- способами проектирования ИС с применением современных сетевых
технологий, принципами работы протоколов маршрутизации и управления, способностью использовать нормативную и правовую документацию,
стандарты связи, терминологию, документацию по системам качества работы
предприятия;
- способностью применять современные теоретические и экспериментальные методы исследования с целью создания новых перспективных средств
электросвязи и информатики, готовностью к организации работ по практическому использованию и внедрению результатов исследований;
- способностью понимать сущность основных экономических и финансовых показа гелей деятельности организации связи, особенности услуг как
специфического рыночного продукта; готовностью организовать бизнеспроцессы предоставления инфокоммуникационных услуг пользователям, нацеленные на наиболее эффективное использование ограниченных производственных ресурсов; готовностью к обеспечению эффективной и добросовестной
конкуренции на рынке услуг связи.
5
4. Объем дисциплины и виды учебной работы
Общая трудоемкость дисциплины составляет __4__ зачетных единиц.
Вид учебной работы
Аудиторные занятия (всего)
В том числе:
Лекции
Практические занятия (ПЗ)
Семинары (С)
Лабораторные работы (ЛР)
Самостоятельная работа (всего)
В том числе:
Курсовой проект (работа)
Подготовка к лекциям
Реферат
Подготовка к практическим занятиям
Подготовка к лабораторным работам
Подготовка к зачету
Вид промежуточной аттестации (зачет, экзамен)
Общая трудоемкость
час.
зач. ед.
6
Всего
часов
54
Таблица 1
Семестр
4
54
36
10
36
10
8
90
8
90
36
18
20
16
36
18
20
16
Зачет
144
Зачет
144
4
4
5. Содержание дисциплины
5.1. Содержание разделов дисциплины
Таблица 2
№
Наименование разп/п
дела дисциплины
1 Протоколы и стандарты. Стандартизирующие организации
2
Кодирование данных
для высокоскоростных сервисов передачи данных
3
Мультиплексирование
данных. Технологии
мультиплексирования
в современных сервисах ИС
4
Среды передачи для
высокоскоростных
сетевых технологий
Структурированные
кабельные системы
5
Содержание раздела
Рекомендации и стандарты в области передачи данных. Международные стандартизирующие организации в области передачи данных и их основные стандарты. Стандартные
стеки коммуникационных протоколов
OSI,TCP/IP.
Основные процессы: прикладной, системный
их понятие, реализация. Модель процесса.
Многоуровневая организация сети. Взаимодействие процессов. Интерфейсы и протоколы. Структура сообщений. Распределение
функций по системам.
Физическое и логическое кодирование данных. Потенциальный код без возвращения к
нулю NRZ (Non Return to Zero). Метод биполярного Код MLT3 (Multi Level Transmission 3).
Кодирования с альтернативной инверсией
(Bipolar Alternate Mark Inversion, AMI, квазитроичный код). Манчестерский код (Manchester). Потенциальный код 2B1Q .
Технологии мультиплексирования в
современных сервисах ИС. Частотное мультиплексирование FDM. Временное мультиплексирование TDM. WDM мультиплексирование.
Системы статистического мультиплексирования.
Общие принципы построения высокоскоростных сетевых технологий. Физические
среды передачи данных
Необходимость применения СКС на сетях
электросвязи России. Структура СКС и её основные комплексные объекты. Типы кабелей,
разрешенных для построения СКС. Области
их применения. Администрирование СКС.
7
6
7
8
9
10
11
Топологии сетевых Назначение и классификация распределенных
систем и методы
систем. Топологии компьютерных сетей.
доступа в канал
Методы доступа к физической среде передачи
данных. Назначение и особенности активных
сетевых устройств. Оценка производительности
сети.
Технологии пакет- Технические средства, обеспечивающие функной коммутации и ционирование высокоскоростных сетей пересвязь сегментов се- дачи данных: концентраторы, мосты, коммутатей
торы, маршрутизаторы и шлюзы. Принципы
коммутации сегментов и узлов локальных сетей, использующих традиционные технологии.
Транспортные технологии пакетной коммутации. Соединение сегментов
через сеть
IP/MPLS.
Технологии поТехнологии хDSL , технологии PON на последследней мили в сер- ней миле . Технология LMDS как решение "повисах связи
следней мили". Технология беспроводного широкополосного доступа на системе прямого
спутникового вещания DBS (Direct Broadcast
Satellite). Технология прямого спутникового
вещания BSS. Технологи последней мили FTTx,
Wi-Fi, WiMax,DOCSIS, PLC.
Спецификации фи- Основные задачи канального уровня, функции
зического и каналь- протоколов. Байт-ориентированные протоколы
ного уровня модели BSC, DDCMP, бит - ориентированный протокол
ОSI. Модель IЕЕЕ HDLC. Формат кадра. Режимы пересылки кадров. Псевдоструктура кадра SLIP. Формат кадра
РРР. Построение сетей на основе протоколов
Frame Relay, ATM.
Технология Ethernet Исторические предпосылки развития высокоскоростных сетей передачи данных. Принцип
передачи, формат кадра. Методы диагностики
ошибок высокоскоростных технологий.
Особенности реаТехнологии Fast Ethernet, Gigabit Ethernet
лизация технологий принцип построения для предоставления сер100 Ваsе/1000
висных услуг. Применение высокоскоростных
Ваsе/10 Gbase
технологий для реализации сервисов городских
Ethernet. Сервис
сетей и центров хранения данных (ЦОД).
MetroEthernet
8
12
Сетевые протоколы. ТСР/IР и модель Интернет
13
Проблема управления в сервисах связи. Архитектура
протоколов управления
Принципы маршрутизации. Протоколы маршрутизации
14
IP- протокол. Формат заголовка протокола Ipv4.
Система записи IP-адресов. Классы IP –адресов.
Структурирование IP – сетей с помощью подсетей, маски. Сравнительные характеристики
протоколов Ipv4 и Ipv6.Формат протокол
Ipv6.Адресация. Протоколы ICMP,IGMP. Протоколы кодирования межсетевых адресов ARP,
RARP. Автоматизированное распределение адресов. Протокол DHCP. Статическая и динамическая адресация. Назначение ТСР. Уровневое
взаимодействие Internet протоколов. Модель
сервиса TCP. Формат протокола. Управление
TCP-соединением. Управление передачей в
TCP. Будущее TCP и его производительность.
Назначение протокола. Определение окончательного места назначения. Протокол пользовательских дейтаграмм (UDР). Формат UDР - сообщений. Псевдозаголовок UDР. Разделение на
уровни и вычисление контрольной суммы UDР.
Мультиплексирование, демультиплексирование
и порты UDР. Зарезервированные и свободные
номера портов UDP.
SNMP (Simple Network Management Protocol) –
протокол сетевого управления. Принцип управления .Основные требования информационной
безопасности.
Принципы и алгоритмы
маршрутизации.
Маршрутизация в IP –сетях. Протоколы RIP,
OSPF, BGP-4.
5.2 Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами
№
п/п
1
2
Наименование обеспечиваемых (последующих) дисциплин
Информационные системы в
экономике
Организация производства на
предприятиях электросвязи
Таблица 3
№ разделов данной дисциплины, необходимых для изучения обеспечиваемых (последующих) дисциплин
1 2
3
4
5
6
7
8
+
+
+
9
+
9 10 11
12
+
+
+
+
+
+
13
14
5.3 Разделы дисциплины и виды занятий
Таблица 4
№
п/п
Наименование раздела
дисциплины
1
Протоколы и стандарты.
Стандартизирующие организации
Кодирование данных для
высокоскоростных сервисов передачи данных
Мультиплексирование
данных. Технологии
мультиплексирования в
современных сервисах ИС
Среды передачи для высокоскоростных сетевых
технологий
Структурированные кабельные системы
Топологии сетевых систем и методы доступа в
канал
Технологии пакетной
коммутации и связь сегментов сете
Технологии последней
мили в сервисах связи
Спецификации физического и канального уровня
модели ОSI. Модель IЕЕЕ
Технология Ethernet
Особенности реализация
технологий 100 Ваsе/1000
Ваsе/10 Gbase Ethernet.
Сервис MetroEtherne
Сетевые протоколы.
ТСР/IР и модель Интернет
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Практ
Лекц.
зан.
Лаб.
зан.
СеВсего
ми- СРС
часов
нары
2
2
2
4
12
18
2
2
2
2
2
2
2
12
6
14
6
2
2
2
18
20
14
18
2
2
2
2
4
6
10
4
22
36
Проблема управления в
сервисах связи. Архитектура протоколов управления
14 Принципы маршрутизации. Протоколы маршрутизации
Итого:
13
2
2
4
36
10
2
12
18
8
90
144
6. Лабораторные работы
№ № раздела
Наименование лабораторных работ
п/п
дисциплины
1
9
Исследование режимов работы протокола Frame
Relay
2
12
Исследование адресации протокола IP
3
14
Исследование протоколов маршрутизации
Итого:
Таблица 5
Трудоемкость
(час.)
2
4
2
8
7. Практические занятия (семинары)
№ № раздела
п/п
дисциплины
3
2
4
2
9
12
10
12
Тематика практических занятий (семинаров)
Методы кодирования по циклическому коду
Методы кодирования свёрточным кодом
Принцип организации связи по IP - телефонии
Построение сетей передачи данных и составление сметы расходов, расчет экономических характеристик
Итого:
Таблица 6
Трудоемкость
(час.)
2
2
2
4
10
8. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
8.1. Основная литература:
1. Олифер В. Г. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы:
учеб. пособие для вузов /.- 3-е изд.- СПб. : Питер, 2007.
2. Будылдина Н. В. Технологии глобальных компьютерных сетей : учеб. пособие для вузов /Екатеринбург : Изд-во УрТИСИ СибГУТИ, 2006.
3. Будылдина Н. В. Современные информационные технологии: учеб. пособие Екатеринбург : Изд-во УрТИСИ ГОУ ВПО "СибГУТИ", 2008.
11
4. Будылдина Н. В. Протоколы компьютерных сетей и сетевые операционные
системы: учеб. пособие для вузов.- Екатеринбург: Изд-во УрТИСИ СибГУТИ,
2003.
5. Величко В. В. Основы инфокоммуникационных технологий: учеб. пособие
для вузов / В. В. Величко, Г. П. Катунин, В. П. Шуваловхнина - М. : Горячая линия - Телеком, 2009.
8.2. Дополнительная литература:
6. Основы построения систем и сетей передачи информации: учеб. пособие
для вузов. / В. В. Ломовицкий, - М. : Горячая линия - Телеком, 2005.
7. Степанов А. Н. Архитектура вычислительных систем и компьютерных сетей: учеб. пособие для вузов / А. Н. Степанов - СПб. : Питер, 2007.
8. Пескова С. А. Сети и телекоммуникации: учеб. пособие для вузов / М. :
Академия, 2007.
8.3. Программное обеспечение:
Программное обеспечение программ по лабораторным работам:
1. Исследование режимов работы протокола Frame Relay.
2. Исследование адресации протокола IP.
3. Исследование режимов передачи протоколов TCP\IP.
4. Исследование протоколов маршрутизации.
8.4. Базы данных, информационно-справочные и поисковые системы:
Базы данных, информационно-справочные и поисковые системы АИС УрТИСИ ГОУ ВПО «СибГУТИ» по дисциплине «Основы сетевых технологий в инфокоммуникационных системах и сервисах» в Е-НОЭС.
9. Материально-техническое обеспечение дисциплины:
Компьютерный класс оборудованный коммутаторами, оконечным оборудованием абонентского доступа, шлюзами D-Link и персональными компьютерами.
10. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины:
Для обеспечения освоения дисциплины используются разработанные преподавателями кафедры методические материалы в форме учебных пособий, методических указаний по выполнению практических , лабораторных и самостоятельных
работ, демонстрационных программ для проведения лекционных занятий.
12