МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ЧЕЧЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ «УТВЕРЖДАЮ» Проректор доцент С.М. Юшаев ______________________ «_____»__________201__г. РАБОЧАЯ ПРОГРАММА по дисциплине «Сетевые технологии» для направления подготовки 050100 «Педагогическое образование» по профилю «Информатика» Квалификация (степень) выпускника - бакалавр Форма обучения Очная Грозный- 2011 г. 1.1. Цели и задачи дисциплины Цель курса – дать теоретические знания о современных технологиях вычислительных сетей (ВС) и привить навыки по использованию этих знаний для решения практических задач. В теоретической части курса студенты знакомятся с принципами построения ВС, внутренней организацией и архитектурой взаимодействия сетевых протоколов, наиболее популярными и широко распространенными технологиями, изучаются вопросы безопасности в ВС. В ходе лабораторных занятий осваиваются методы решения таких задач как: планирование топологии и адресного пространства сетей; анализ собранной с различного сетевого оборудования статистической информации; программирование с использованием протоколов сетевого (IP) и прикладного (HTTP, SMTP, POP3 и др.) уровней; ведение политики информационной безопасности. 1.2. Перечень дисциплин, знание которых необходимо для изучения данной дисциплины Дисциплине «Сетевые технологии» должны предшествовать такие дисциплины, как «Организация ЭВМ и систем», «Сети ЭВМ и телекоммуникации» и «Электротехника». - - - В результате изучения курса "Сетевые технологии" студенты должны: знать общие принципы функционирования ВС; знать принципы работы сетей построенных на протоколах: Ethernet / FastEthernet / GigabitEthernet, ATM, FrameRelay, TCP/IP, IPX и уметь разрабатывать сети с использованием этих технологий. иметь представление о других технологиях, существующих в области ВС (TokenRing/FDDI, 100VG-AnyLan, беспроводные сети передачи данных и др.); знать возможности и основные характеристики наиболее популярных на сегодняшний день сетевых операционных систем семейств UNIX и WindowsNT, понимать их организацию и принципы работы сетевого программного обеспечения; ориентироваться в вопросах информационной безопасности при работе в ВС, знать существующие инструментальные средства для обеспечения безопасности систем, уметь планировать системную политику. 2. Место дисциплины в структуре ООП Дисциплина относится к базовой части профессионального цикла. Для изучения дисциплины требуется знание: Информатика и программирование, Операционные системы, Информационные системы и технологии. В свою очередь, данный курс, помимо самостоятельного значения, является предшествующей дисциплиной для курсов: Мировые информационные ресурсы, Интеллектуальные информационные системы, Сетевое администрирование, Банковские информационные системы. 3. Требования к уровню освоения содержания дисциплины Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций: - способность проводить пред проектное обследование объекта проектирования, системный анализ предметной области, их взаимосвязей (ПК 1); - способность проводить выбор исходных данных для проектирования (ПК 4); - способность разрабатывать средства реализации информационных технологий (методические, информационные, математические, алгоритмические, технические и программные) (ПК 12); - готовность обеспечивать безопасность и целостность данных информационных систем и технологий (ПК 33); В результате освоения дисциплины студент должен знать: Различные СУБД. Создавать структуру базы данных. Упорядочивать данные в среде системы управления базами данных. - состав, структуру, принципы реализации и функционирования информационных технологий, используемых при создании информационных систем (ПК 12, ПК14, ПК 18), уметь: Формировать запросы на поиск данных в среде системы управления базами данных. Создавать, вводить и использовать базы данных при решении различных задач. базовые и прикладные информационные технологии (ПК 18), инструментальные средства информационных технологий (ПК 23, ПК 27); владеть: Создавать, вводить и использовать базы данных при решении различных задач. базовые и прикладные информационные технологии (ПК 18), инструментальные средства информационных технологий (ПК 23, ПК 27); 4. Объем дисциплины и виды учебной работы. Вид учебной работы Аудиторные занятия: В том числе: Лекции Практические занятия (ПЗ) Семинары (С) Лабораторные работы (ЛР) Курсовой проект / курсовая работа Расчетно-графические работы (РГР) Самостоятельная работа В том числе: Подготовка к зачету Реферат Коллоквиум Вид отчетности (зачет, экзамен) Общая трудоемкость ВСЕГО в часах ВСЕГО в зач.единицах дисциплины Всего часов/зач.ед. семестры 7 8 162\5з.е. 72\2.5з.е. 36\1.25 з.е. 36\1.25 з.е. 90\2.5 з.е. 54\1.25 з.е. 36\1.25 з.е. 216\5з.е. 108\2.5 з.е. 108\2.5 з.е. 108/2.5 108/2.5 54/1,25 54/1,25 54/1.25 54/1.25 Зачет 378 10 зачет 5. Содержание разделов дисциплины 5.1. Содержание разделов дисциплины № п/п 1 1 2 3 4 5 6 Наименование дидактической единицы (раздел) 2 Содержание разделов 3 От полностью централизованных систем к Введение. Общие принципы построения ВС. Принципы работы ВС и основные вычислительных сетей. проблемы ее построения. Многоуровневый подход к решению задачи обмена сообщениями между компьютерами, модель ISO/OSI. Локальные и глобальные сети. Сети отделов, кампусов и корпораций. Оборудование ВС. Требования, предъявляемые к современным вычислительным сетям. Основы передачи дискретных Линии связи. Методы передачи дискретных данных. данных на физическом уровне. Методы передачи данных канального уровня. Методы коммутации. Технологии ВС. Технологии Ethernet, Fast Ethernet и Gigabit Ethernet. Технологии FrameRelay и ATM. Другие технологии ВС: Token Ring/FDDI, 100VG-AnyLAN. Беспроводные сети передачи данных. Виртуальные сети, их назначение и способы организации. Обзор популярных стеков Стек OSI. Стек IPX/SPX. Стек NetBIOS. коммуникационных протоколов. Стек TCP/IP. TCP/IP. Многоуровневая архитектура стека TCP/IP. Адресация в сетях TCP/IP. Протокол межсетевого взаимодействия IP. Работа IP в сетях Ethernet, протокол ARP. Протокол доставки пользовательских дейтаграмм UDP. Протокол надежной доставки сообщений TCP. Протокол управляющих сообщений ICMP и утилиты тестирования сетей TCP/IP. Принципы маршрутизации в IP-сетях. Протоколы маршрутизации. Протоколы прикладного уровня. Управление сетями TCP/IP. Безопасность в сетях TCP/IP. Развитие стека протоколов TCP/IP, протокол IPv6. Сетевые операционные системы. Структура сетевой операционной системы. Функции ОС по организации сетевой работы. Требования к современным ОС, критерии выбора сетевых ОС. Обзор популярных семейств сетевых ОС: - сетевые ОС NetWare компании Novell; - семейство сетевых ОС Windows NT компании Microsoft; - семейство ОС Unix. 7 Проблемы безопасности в сетях. Конфиденциальность, целостность и доступность данных. Выбор стратегии защиты данных. Шифрация. Аутентификация: - аутентификация на основе многоразового пароля; - аутентификация на основе одноразового пароля; - аутентификация, основанная на сертификатах. Авторизация. Аудит. Технология защищенного канала. Межсетевые экраны (брандмауэры). 5.2. Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами № Наименование п/п обеспечиваемых дисциплин Мировые информационные 1 ресурсы Компьютерные сети и Интернет 2 3 4 Сетевое администрирование Информационные системы. 1 + + + 2 + 3 + 4 + 5 + 6 + 7 + + + + + + + + + + + + + + + + + + 5.3. Разделы дисциплин и виды занятий № п/п 1 2 Наименование раздела Лекции дисциплины часы/з.е Введение. Общие принципы построения 10 вычислительных сетей. 10 Основы передачи дискретных данных. Лаб.зан. часы/з.е. 13 СРС/з.е. 2 Всего часов/з.е. 5 13 3 3,5 3 Технологии ВС. 10 12 5 12 4 10 13 2 1,5 5 Обзор популярных стеков коммуникационных протоколов. Стек TCP/IP. 11 13 10 46 6 Сетевые операционные системы. 10 13 4 4,5 7 Проблемы безопасности в сетях. 11 13 9 12,5 72/2.5з. е. 90/2.5з.е. 216/5з.е. 378/10з.е. Всего: 6. Лабораторный практикум № п/п 1. 2. 3. № раздела дисциплины 3 4 5 4. 8 5. 9 6. 7. 9 10 8. 10 9. 11 10. 12 Наименование лабораторных работ Трудоемкость (час. /зач. ед.) Работа в Internet Электронная почта Разработка приложения-клиента, работающего с сервером на уровне протокола прикладного уровня (HTTP, SMTP, POP3 и др., в зависимости от варианта задания). Разработка приложения-сервера, частично реализующего определенный протокол прикладного уровня (по вариантам). Вероятностно-временные характеристики неоднородной локальной сети Устройства сопряжения распределенных систем Статистическое оценивание функциональной надежности сети Анализ временных характеристик сети 6/0.15 з.е. 6/0.15 з.е. 6/0.15 з.е. Анализ сети со случайно-временным доступом и услугами административного управления Знакомство с инструментарием сбора статистической информации с различного сетевого оборудования, анализ полученных данных-. 6/0.15 з.е. 6/0.15 з.е. 6/0.15 з.е. 6/0.15 з.е. 6/0.15 з.е. 6/0.15 з.е. 6/0.15 з.е. 11. 13 Последовательная передача данных 6/0.15 з.е. 12. 14 6/0.15 з.е. 13. 15 14. 16 15. 17 Передача непрерывной информации со сжатием в интегральной локальной сети ISDN Разработка схемы ВС по имеющимся исходным данным, определение необходимого оборудования и его спецификаций. Планирование адресного пространства (протокол IPv4) для некоторой структуры сети. Составление таблиц маршрутизации для шлюзов. Программирование в сети Ethernet. Разработка и реализация политики безопасности для брандмауэра с фильтрацией пакетов. 6/0.15 з.е. 6/0.15 з.е. 6/0.15 з.е. 8. Организация самостоятельной работы студентов по дисциплине № п/п Тематика самостоятельных работ Трудоемкость (час/з.е ) 1 Среда передачи данных. 43/1 2 3 Семиуровневая модель открытых систем (OSI). Что такое «широковещательная передача»? 44/1 43/1 4 Типы топологий сетей. 43/1 5 Протоколы высокого уровня. 43/1 Всего: 90/5 Вопросы к зачету 1. Основные понятия сетей передачи данных: среда передачи данных, линия связи, канал связи, их виды и классификация. 2. 7ми уровневая модель открытых систем (OSI), предназначение, состав уровней, задачи решаемые на каждом уровне. 3. Физический и канальный уровень модели OSI, механизм передачи данных по цифровым каналам. 4. Механизм передачи данных по аналоговым каналам, понятия модуляция и демодуляция, виды модуляции сигналов. 5. Сети ETHERNET, основные параметры (среда передачи, скорость передачи, дальность линий связи, ... ), область применения, адресация пакетов данных в сетях ETHERNET (MACадрес). 6. Основные топологии сетей (кольцо, звезда, шина), их сравнительные преимущества и недостатки, область применения. 7. Основные типы сетевого оборудования (hub, switch, маршрутизатор, терминальное оборудование (компьютеры), модем), назначение, принцип действия, виды. 8. Транспортный уровень модели OSI, понятие протокола, стека протоколов, сети TCP/IP. 9. Адресация в сетях TCP/IP, маска подсети и IP адрес, виды IP адресов, службы DNS, DHCP. 10. Основные протоколы прикладного уровня модели OSI (ftp, http, tel-net, smtp, ...), их назначение. 11. Сетевая операционная система, назначение, основные ресурсы сети (дисковое пространство, принтеры, почта, система безопасности, сетевые приложения). 12. Передача информации через модем, основные AT-команды управления модемом, протоколы передачи файлов при помощи модемного соединения (X,Y,Z - modem), их отличия, преимущества и недостатки, передача internet-траффика по модемному соединению (протокол PPP). 9. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины а) основная 1. Сетевые технологии. Электронное издание. citforum.interline.ru/nets/index.html 2. Олифер В.Г., Олифер Н.А. "Компьютерные сети". СПб, "Питер", 1999. 3. Норенков Игорь Петрович ,Трудоношин Владимир Анатольевич Телекоммуникационные технологии и сети . -М.:МГТУ им. Н.Э.Баумана,1998231с. 4. Шварц М. Сети связи: протоколы, моделирование и анализ;[В 2 ч.] Ч.1./Пер. с англ. Неймана В.И. -М.:Наука,1992-335с.: ил. 5. Шварц М. Сети связи: протоколы, моделирование и анализ;[В 2 ч.] Ч.2./Пер. с англ. Неймана В.И. -М.:Наука,1992-272с.: ил. б) дополнительная 1. Барфилд, Эд, Уолтерс, Брайен. Программирование "клиент-сервер" в локальных вычислительных сетях;Учебник:Пер.с англ. . -М.:Филинъ,1997423с.:ил. 2. Верма, Преймоуд К. Сети связи ЭВМ. Оценка эффективности функционирования: Структурный анализ; Пер. с англ. - М.: Радио и связь,1992113с.:ил. 3. Керниган, Брайан В. , Пайк, Роб. UNIX - универсальная среда программирования; Пер. с англ../Под ред. Белякова М.И. -М.: Финансы и статистика,1992-303с. 4. Кульгин М. "Технологии корпоративных сетей" - СПб: ЗАО "Издательство "Питер", 1999.-704с.: ил. 5. Нанс, Бэрри. Компьютерные сети; [Пер.с англ.] . -М.:БИНОМ,1996-395с.:ил. 6. Немет Э. и др. "UNIX. Руководство системного администратора". Киев, "bhv", 1997. 7. Нессер, Даниэль Дж. Оптимизация и поиск неисправностей в сетях; [Пер. с англ.]. - Киев: Диалектика,1996-372с.: ил. 8. Робачевский А.М. "Операционная система UNIX" - СПб: BHV - СанктПетербург, 1998.-528с.: ил. 9. Семенов Юрий Алексеевич. Протоколы и ресурсы Internet . -М.: Радио и связь,1996-320с.: ил. 10. Сетевые средства Windows NT. Windows NT Workstation и Windows NT Server версия 3.5 ./Гл. ред. Кондукова Е. -СПб.:BHV-Санкт-Петербург,1996-496с.:ил.-(Профессиональная технология) 11. Сети Windows NT 4.0; Пер. с англ. /Рули Джон Д.,Мэсвин Дэвид, Хендерсон Томас, Хеллер Мартин - Киев:BHV,1997-798c.:ил. 12. Томас, Стефан А., Сью, Пламли Создание Intranet-сети в Windows NT 4.0; Пер. с англ. Киев: Изд. группа BHV, 1997-395с.: ил. 10. Материально-техническое обеспечение дисциплины Практические занятия должны проводиться в специализированной аудитории, оснащенной современными персональными компьютерами и программным обеспечением в соответствии с тематикой изучаемого материала. Число рабочих мест в аудитории должно быть таким, чтобы обеспечивалась индивидуальная работа студента на отдельном персональном компьютере. Аудитория также должна быть оснащенной современным компьютером с подключенным к нему проектором с видеотерминала на настенный экран, или иным аналогичным по функциональному назначению оборудованием. Лекционная аудитория должна быть оснащена проектором видеосигнала на настенный экран с возможностью подключения аналогового VGA-источника сигнала, либо подключенным к проектору современным персональным компьютером. Разработчик: ассистент кафедры «Информатики» _________ /Мурадова П.Р./ СОГЛАСОВАНО: Зав.кафедрой «Информатики» Эксперт от факультета ___________/Хатаева Р.С./ __________ /Джамбетов Э.М./ (Член рабочей группы ЧГПИ по ФГОС от факультета) Начальник УМО __________/Идрисова Р.А./ «Утверждено»: на заседании кафедры информатики «____»___________ 2011г. зав. кафедрой ____________________________ /Хатаева Р.С./ на заседании совета физико-математического факультета «____» _____________2011г. декан физико-математического ф-та ____________/Джамбетов Э.М./