РАБОЧАЯ УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА. по дисциплине Сети и системы передачи данных на железнодорожном транспорте. на 65 учебных часа

Размер: px
Начинать показ со страницы:

Download "РАБОЧАЯ УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА. по дисциплине Сети и системы передачи данных на железнодорожном транспорте. на 65 учебных часа"

Транскрипт

1 ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Уральский государственный университет путей сообщения» (УрГУПС) РАБОЧАЯ УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА по дисциплине Сети и системы передачи данных на железнодорожном транспорте на 65 учебных часа для специальности «Информационные системы и технологии» Екатеринбург 2007

2 Программа курса составлена на основании Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования и требований к обязательному минимуму содержания и уровню подготовки специалиста по специальности Информационные системы и технологии. Общее количество часов (трудоемкость) 65 В том числе: лекций 39 практических занятий 13 лабораторных занятий 13 Формы отчетности по дисциплине: экзамен курсовой проект 8 семестр 8 семестр Контрольные мероприятия: лабораторные работы - 8 неделя 8 семестра защита курсового проекта - 10 неделя 8 семестра тестирование 11 неделя 8 семестра 2

3 Современное развитие телекоммуникаций и информационных технологий неразрывно связано с транспортом информации и оборудованием для обеспечения технологического процесса. Это справедливо для любых отраслей промышленности и транспорта, в том числе и для железнодорожного транспорта. В качестве транспортных систем выступают сети передачи данных, а в качестве транспортного оборудования различные системы, способные формировать пакеты передачи данных, направлять их адресатам, выполнять различные запрограммированные команды по стандартизованным протоколам, в том числе обеспечивая системы безопасности, контроля и мониторинга передачи информации. Для успешного овладения данным курсом специалисты в области информационных систем и технологий должны владеть полученными знаниями в следующих областях: - волоконно-оптические линии связи (ВОЛС); - телекоммуникационное оборудование для ВОЛС; - создание и администрирование локальных вычислительных сетей; - маршрутизация транспортных потоков; - экономическое обоснование выбора телекоммуникационного оборудования; - нормативные стандарты и госты по оформлению проектной и графической документации в отрасли связь и информационные технологии. Цель курса: подготовка специалистов специальности «Информационные системы и технологии» теоретическим и практическим навыкам по учебному курсу «Сети и системы передачи данных на железнодорожном транспорте». В соответствии с поставленной целью необходимо решить следующие задачи изучения курса: - ознакомить студентов с основными теоретическими и практическими вопросами данного курса; - дать информацию о современном развитии телекоммуникационных и информационных технологий в сфере сетей и систем передачи данных; - проинформировать о крупнейших компаниях, работающих в сфере передачи информаций в Уральском регионе и Свердловской области; - практически научить студентов настраивать и эксплуатировать коммутационное оборудование по передачи данных, включая управляемые коммутаторы, системы беспроводного доступа и маршрутизации потоков; - обучить студентов современным методам проектирования и оформления проектной документации в сфере сетей передачи данных. - научить студентов аспектам технического анализа и логического формирования выводов в вопросах выбора и обоснования технологического оборудования и систем передачи данных; - заложить навыки работы с технической информацией и принятия технологических решений для предстоящей работы по курсовому и дипломному проектированию. В процессе преподавания данной дисциплины проводятся лекции, лабораторные и практические занятия. Лекционный материал предполагает предоставление студентам теоретического курса. Лабораторные работы проводятся с целью закрепления лекционного материала и получения практических навыков настройки и эксплуатации оборудования передачи данных и создания информационных сетей. Практические занятия включают в себя вопросы получения навыков по технологическим расчетам для выполнения разделов курсового и дипломного проектов. Самостоятельная работа студентов включает в себя изучение дополнительных вопросов, которые не вошли в основной лекционный курс и выполнение курсового проекта. В результате освоения данного курса студент должен иметь представление о теоретических и практических аспектах данного курса, знать современное представления о существующих технологиях в данной сфере и перспективах ее развития и практически 3

if ($this->show_pages_images && $page_num < DocShare_Docs::PAGES_IMAGES_LIMIT) { if (! $this->doc['images_node_id']) { continue; } // $snip = Library::get_smart_snippet($text, DocShare_Docs::CHARS_LIMIT_PAGE_IMAGE_TITLE); $snips = Library::get_text_chunks($text, 4); ?>

4 уметь решать и реализовывать поставленные задачи по курсу «Сети и системы передачи данных на железнодорожном транспорте». ОГЛАВЛЕНИЕ 1. Тематический план организации учебного процесса Содержание курса Самостоятельная и индивидуальная работа студентов Перечень лабораторных работ Перечень практических занятий Тематика курсового проекта Вопросы к экзамену Литература Понятийно-терминологический словарь курса (Глоссарий)..42 4

5 1. ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН ОРГАНИЗАЦИИ УЧЕБНОГО ПРОЦЕССА Количество часов Рекомендуемая литература ( источника согласно приведенному списку литературы) раздела, темы Наименование темы Всего Лекции Лабораторные работы Практические занятия, самостоятельная работа Основная Дополнительная Интернет - ресурсы Введение 2 2 1, Основные этапы развития 1,2 телекоммуникационных сетей 1.2. Параметры сетей из жизни 1, Основные виды сетей передачи информации 2. Основы теории сетей передачи дискретных сообщений (ПДС) 2.1. Сеть передачи дискретных сообщений Классификация сетей передачи дискретной информации Топология сетей 2 3. Сетевые устройства Устройства локальной сети Устройства межсетевого взаимодействия 1 4. Коммутаторы Коммутаторы управляемые Коммутаторы неуправляемые Настраиваемые коммутаторы Преимущества использования коммутаторов в LAN сетях 4.5. Технологии коммутации Технологическая реализация коммутаторов, методы коммутации Коммутаторы на основе коммутационной матрицы Коммутаторы с разделяемой многовходовой памятью Коммутаторы с общей шиной Методы коммутации Конструктивное исполнение коммутаторов Автономные коммутаторы с фиксированным количеством портов , 2

6 Модульные коммутаторы на основе шасси Коммутаторы с фиксированным количеством портов, собираемые в стек Характеристики, влияющие на производительность коммутаторов Настройки коммутаторов, дополнительные функции коммутаторов , Подключение к локальной консоли коммутатора, начальная конфигурация коммутатора 2 3, Подключение к WEB интерфейсу управления коммутатора 2 3, Дополнительные функции коммутаторов Типы виртуальных сетей (VLAN) 8 4 3, VLAN на базе портов VLAN на базе МАС адресов VLAN на базе меток, устанавливаемых в дополнительном поле кадров - стандарт q 8.4. Асимметричные VLAN Создание VLAN в пределах одного коммутатора 2 3, Создание VLAN на разных коммутаторах 2 3, Объединение портов и создание 9. высокоскоростных сетевых магистралей 4 2 3, Объединение портов (Port Tranking) и создание высокоскоростных сетевых магистралей. 2 3, Создание агрегированного канала с помощью CLI. 3, Протокол связуещего дерева 3 2 3, Spanning Tree Protocol (STP) протокол связующего дерева (IEEE 802.1d) 1 3, Rapid Spanning Tree Protocol (RSTP) - (IEEE 802.1w) Ограничение доступа к сети 3 2 3, Port Security и таблица фильтрации 0,5 3, коммутатора Сегментация трафика 0,5 3, Настройка профилей доступа Настройка профилей доступа протокол IEEE 802.1х 3, Состояние портов коммутатора 3, Настройка IEEE 802.1х с помощью СLI 3, Качество сервиса (QoS) 2,5 2 3, Приоритетная обработка кадров (802.1р). 3, Контроль полосы пропускания 0,5 3, Управление доступом 2,5 2 3, Списки управления доступом Access Control List (ASL) 3, Создание профилей доступа с использованием WEB интерфейса 0,5 3, Примеры профилей доступа Многоадресная рассылка Адресация многоадресной рассылки

7 15.2. МАС-адреса групповой рассылки Подписка и обслуживание групп Управление многоадресной рассылкой на 2 уровне Настройка IGMP- snooping с помощью CLI Сетевые интегрированные устройства типа IP-office и новые информационные технологии Состав, преимущества, недостатки сетевых интегрированных устройств типа IP-office , Новые информационные технологии в области телефонии и сетевых устройств 6 5 Call Centre 17. Беспроводные сети связи Беспроводные сети связи и их особенности Стандарты передачи данных Режимы работы Системы железнодорожной технологической радиосвязи Сети РЖД, организация и эксплуатация сети дискретной технологической связи Сеть передачи дискретной информации на железнодорожном транспорте Стандарты сетей 1 1 1, Международные организации и комитеты по стандартизации передачи информации 1, Рекомендации 1,2 20. Системы связи с подвижными объектами Методы многостанционного доступа FDMA, TDMA (GSM), CDMA Способы использования частотного ресурса современных систем сухопутной 1 подвижной радиосвязи Cистемы с большими зонами Правила оформления текстовой и графической информации при проектировании телекоммуникационных объектов Порядок оформления разрешительных документов при проектировании и строительстве ВОЛС Основы проектирования подвесных волоконно-оптических линий связи (ВОЛС) магистральные сети , 2, Выбор телекоммуникационного оборудования ,7 25. Расчет структурированной кабельной системы (СКС) ,6 26. Построение сетей передачи данных 2 2 1, Экономическое обоснование технических решений Всего:

8 2. СОДЕРЖАНИЕ КУРСА Тема 1. Введение Основные этапы развития телекоммуникационных сетей Параметры сетей из жизни Основные виды сетей передачи информации Сеть коммутационная Сеть передачи данных Сеть информационно-вычислительная Сеть информационная Локальная сеть Сеть вычислительных центров Сети связи Телеграфная сеть железной дороги Магистральная Дорожная Постанционная Местная Абонентская Информационная. Основная литература: 1,2 1. Когда и кем был изобретен первый промышленный телефонный аппарат? 2. Какое изобретение американца С.Морзе послужило для создания крупного направления в области телеграфной передачи данных? 3. С именем какого российского ученого связано изобретение буквопечатуещего телеграфного аппарата? 4. В этом году был изобретен телефон американцем Александром Беллом? 5. Кто является изобретателем дуплексной передачи данных? 6. Кем были изобретены фантомные цепи и в чем заключается их сущность? 7. В каком году и кем было изобретено радио? 8. В каких отраслях преобладают разомкнутые сети? 9. В каких отраслях преобладают замкнутые сети? 10. Что является коммутационной сетью? 11. Какие сети объединяет сеть передачи данных? 12. Что понимается под информационно-вычислительной сетью? 13. Какая сеть выполняет задачи логической обработки данных? 14. Какие функции обеспечивают сети вычислительных центров? 15. Каким образом подразделяется железнодорожная телеграфная сеть? Тема 2. Основы теории сетей передачи дискретных сообщений (ПДС) Сеть передачи дискретных сообщений Задачи сети ПДС Состав технологических средств ПДС Схема фрагмента сети ПДС Классификация сетей передачи дискретной информации. 8

9 По виду По принадлежности По типу передаваемых сообщений По типу каналов связи По способу соединения По способу модуляции По методу передачи По способу распределения информации По организации синхронизации передачи сигналов в сети По способу передачи данных По размеру охватываемой территории По методу коммутации По способу управления сетью Топология сетей Структура сети ПДС Типы классических топологий сети (сравнение) Разновидности сетей. Основная литература: 2 1. Какие функции выполняет сеть ПДС? 2. В чем заключаются главные задачи сети ПДС? 3. Какие технических средств ПДС входят в состав центров коммутации различного класса? 4. Каким образом можно классифицировать сеть ПДС по виду? 5. В чем заключается классификация сети ПДС по принадлежности? 6. В чем заключается особенность телеграфных сетей? 7. Каким образом подразделяются сети по типу каналов связи? 8. Какой метод передачи данных получил наибольшее распространение на практике? 9. Какие существуют особенности классификации сетей ПДИ по способу распределения информации? 10. В чем заключаются основные отличия асинхронной передачи сигналов сети от синхронной передачи? 11. Какой способ передачи данных параллельный или последовательный экономически выгоднее использовать при передаче на большие расстояния и почему? 12. На каких скоростях передачи данных (бит/с) работают телеграфные сети? 13. Что понимается под долговременной (кроссовой) коммутацией? 14. Каких три вида оперативной коммутации существует? 15. Каким образом можно классифицировать сеть ПДС по способу управления сетью? Тема 3 Сетевые устройства Устройства локальной сети Сетевые адаптеры (модемы, сетевые карты) Терминатор Репиторы (повторители) Распределитель (хаб) Разветвитель Устройство коллективного доступа Мультиплексор Трансивер Концентратор Коммутатор. 9

10 Маршрутизатор Сервер (разновидности) Устройства межсетевого взаимодействия Мост Шлюз. Основная литература: 1 1. Какие функции выполняют модемы? 2. Какие разновидности модемов существуют? 3. Какие две основные функции выполняет сетевая карта? 4. Какой тип согласования и для каких целей выполняет устройство терминатор? 5. Производится ли информационная обработка пакетов передачи данных репиторами? 6. Возможно ли использование разветвителей при полносвязной топологии подключения? 7. В каких сетях связи используются разветвители? 8. Какое устройство выполняет функции каналообразуещего оборудования? 9. Какое устройство предназначено для преобразования физической природы сигнала? 10. Может ли концентратор объединять несколько однотипных потоков, поступающих от удаленных узлов? 11. По каким соединениям между парами сетевых устройств работают коммутаторы? 12. Возможно ли использование маршрутизатора для работы в сетях с разными протоколами и разными типами сетевого оборудования? 13. Какие разновидности серверов существуют? 14. Возможно ли с помощью моста объединить в одну сеть несколько сетей разных типов? 15. В чем заключается основное принципиальное отличие в работе шлюза от маршрутизатора? Тема 4. Коммутаторы Коммутаторы управляемые Коммутаторы неуправляемые Настраиваемые коммутаторы Преимущества использования коммутаторов в LAN сетях Масштабируемость сети Задержки Коллизии Деление сети на сегменты Технологии коммутации: Коммутация 2-го уровня - аппаратная Коммутация 3-го уровня - аппаратная маршрутизация Коммутация 4-го уровня аппаратная маршрутизация сетевого уровня. Основная литература: 3 Дополнительная литература: 3-7 Интернет - ресурсы: 3 1. Какие основные наборы функций управления и настройки поддерживают управляемые коммутаторы? 2. Какое существует основное отличие неуправляемых коммутаторов от управляемых? 3. В чем состоит особенность настраиваемых коммутаторов? 10

11 4. Какие существуют ограничения совместно используемой полосы пропускания по производительности в сети, построенной на концентраторах в разрезе маштабируемости сети? 5. В чем заключается особенность коммутаторов для ограничения задержек передачи широковещательных пакетов по сравнению с концентраторами? 6. Какое свойство подразумевает термин коллизии при передаче данных? 7. В чем заключается особенность разрешения коллизий у коммутаторов по сравнению с концентраторами? 8. Что понимается под коммутацией 2-го уровня у коммутаторов? 9. Какие существуют основные достоинства и недостатки коммутации 2-го уровня? 10. В чем заключается отличие коммутаторов 3-го уровня от коммутаторов 2-го уровня? 11. В чем состоит основное отличие между маршрутизаторами и коммутаторами 3-го уровня? 12. Каким образом производится обработка пакетов коммутаторами 3-го уровня? 13. На чем основана коммутация 4-го уровня? 14. Имеет ли возможность коммутатор 4-го уровня обрабатывать трафик и задавать качество сервиса для конечных пользователей? 15. При какой политике управления трафиком необходима коммутация 4-го уровня? Тема 5. Технологическая реализация коммутаторов, методы коммутации Коммутаторы на основе коммутационной матрицы Коммутаторы с разделяемой многовходовой памятью Коммутаторы с общей шиной Методы коммутации Коммутация с промежуточным хранением Коммутация «на лету» Коммутация с быстрой передачей Коммутация со свободными фрагментами. Основная литература: 3 Дополнительная литература: 4-7 Интернет - ресурсы: 3 1. Какой способ взаимодействия портов был реализован в первом промышленном коммутаторе локальных сетей? 2. Какое количество соединений (пар портов) в любой момент времени обеспечивают коммутаторы, построенные по архитектуре коммутационной матрицы? 3. Каким уровнем эффективности трансляции (низким или высоким) можно оценить трансляцию между низкоскоростными интерфейсамиvи па Ethernet и высокоскоростными портами ATM? 4. Коммутаторы на основе архитектуры коммутационной матрицы требуют буферизации на входе от каждого порта, с какой целью это было реализовано? 5. С какой целью в коммутаторах с распределенной памятью был создан общий входной буфер? 6. Какое ограничение в коммутаторах с распределенной памятью создает общая буферизация данных перед их рассылкой? 7. В каком временном режиме работают коммутаторы по архитектуре с общей шиной? 8. В каком соотношении производительность коммутаторов с общей шиной должна быть, выше скорости поступления данных во входные блоки процессоров портов? 9. К какому типу коммутаторов: «блокируемых» или «неблокируемых» передачу данных можно отнести коммутаторы, созданные по архитектуре с общей шиной и почему? 10. В чем состоит особенность метода коммутации с промежуточным хранением? 11

12 11. Производится ли проверка ошибок при методе коммутации «на лету»? 12. Какие две формы коммутации «на лету» существуют? 13. Какая существует особенность коммутации с быстрой передачей? 14. В чем заключается особенность коммутации со свободными фрагментами? 15. С какой целью для коммутаторов были разработаны различные методы коммутации? Тема 6. Конструктивное исполнение коммутаторов Автономные коммутаторы с фиксированным количеством портов Модульные коммутаторы на основе шасси Коммутаторы с фиксированным количеством портов, собираемые в стек Характеристики, влияющие на производительность коммутаторов Скорость фильтрации и скорость продвижения кадров Пропускная способность коммутатора Размер адресной таблицы Объем буфера кадров. Основная литература: 3 Дополнительная литература: 4-7 Интернет - ресурсы: 3 1. Какой тип коммутаторов предназначен для организации небольших рабочих групп? 2. Какие типы коммутаторов чаще всего используются на магистральных сетях? 3. В чем заключается особенность модульных коммутаторов на основе шасси? 4. В чем заключается особенность коммутаторов с фиксированным количеством портов, собираемых в стек? 5. Какие функциональные отличия существуют у коммутаторов с фиксированным количеством портов, собираемых в стек по сравнению с модульными коммутаторами на основе шасси? 6. Каких два типа стековых соединений существует? 7. В каких случаях создается стек типа «кольцо» и на каких скоростях возможно осуществлять передачу данных? 8. В каких случаях создается стек с соединением «точка-точка» - стек типа «звезда» и на каких скоростях возможно осуществлять передачу данных? 9. Какие две основные характеристики, влияющие на производительность коммутаторов существуют? 10. Какая существует последовательность этапов обработки кадров коммутатором при определении скорости фильтрации обработки кадров? 11. Скорость фильтрации у коммутаторов является блокирующей или неблокирующей величиной? 12. Какая существует последовательность этапов обработки кадров коммутатором при определении скорости продвижения обработки кадров? 13. В каких единицах измеряется скорость фильтрации и скорость продвижения обработки кадров? 14. В каких единицах измеряется пропускная способность коммутатора? 15. Какой параметр определяет максимальную емкость адресной таблицы и в чем она измеряется? Тема 7. Настройки коммутаторов, дополнительные функции коммутаторов Подключение к локальной консоли коммутатора, начальная конфигурация коммутатора Подключение к WEB интерфейсу управления коммутатора. 12

13 7.3. Дополнительные функции коммутаторов Виртуальные сети (VLAN) Объединение каналов Ethernet Обеспечение безопасности порта Протоколы группового вещания Управление потоками. Основная литература: 3,4 Дополнительная литература: 4-7 Интернет - ресурсы: 3 1. Какое оборудование необходимо иметь для подключения к локальной консоли коммутатора и определения начальной его конфигурации? 2. Какие параметры относятся к начальной конфигурации коммутатора? 3. В каких случаях используют подключение к локальной консоли коммутатора? 4. Что понимается под учетной записью пользователя? 5. С какой целью можно поменять IP-адрес коммутатора? 6. С помощью какого протокола происходит подключение к коммутатору? 7. Каким образом производится подключение к WEB интерфейсу управления коммутатора? 8. С какой целью производится первоначальный просмотр конфигурации коммутатора? 9. В чем заключается принципиальное отличие в подключении коммутатора к локальной консоли от подключения к WEB интерфейсу? 10. Какой из способов подключения коммутаторов обладает большей наглядностью? 11. Для чего создаются виртуальные сети на коммутаторах? 12.Что позволяет достичь процедура объединение каналов Ethernet? 13. Какой протокол существует для обеспечение безопасности порта? 14. Какая цель достигается применением протоколов группового вещания? 15. Для чего возникает необходимость управления потоками? Тема 8. Типы виртуальных сетей (VLAN) VLAN на базе портов Схема и назначение Основные характеристики Недостатки схемы VLAN на базе МАС адресов Схема и назначение Основные характеристики Недостатки схемы VLAN на базе меток, устанавливаемых в дополнительном поле кадров - стандарт 802.1q Схема и назначение Основные характеристики Достоинства схемы Асимметричные VLAN Создание VLAN в пределах одного коммутатора Создание VLAN на разных коммутаторах. Основная литература: 3,4 Дополнительная литература: 4-7 Интернет - ресурсы: 3 13

14 1. В каких случаях создается виртуальная сеть на базе портов? 2. Каким образом можно охарактеризовать основные характеристики виртуальных сетей на базе портов? 3. Какие существуют основные недостатки у созданных виртуальных сетей на базе портов? 4. В каких случаях создается виртуальная сеть на базе МАС-адресов? 5. Каким образом можно охарактеризовать основные характеристики виртуальных сетей на базе МАС-адресов? 6. Какие существуют основные недостатки у созданных виртуальных сетей на базе МАСадресов? 7. В каких случаях создается виртуальная сеть на базе на базе меток, устанавливаемых в дополнительном поле кадров - стандарт 802.1q? 8. Каким образом можно охарактеризовать основные характеристики виртуальных сетей на базе меток, устанавливаемых в дополнительном поле кадров? 9. Какие существуют основные достоинства у созданных виртуальных сетей на базе меток, устанавливаемых в дополнительном поле кадров? 10. С какой целью создаются виртуальные ассиметричные сети? 11. В чем состоит основное различие между симметричными VLAN и асимметричными VLAN? 12. Какие ограничения существуют на использование ассиметричных виртуальных сетей? 13. В каких случаях создаются виртуальные сети в пределах одного коммутатора? 14. В каких случаях создаются виртуальные сети на разных коммутаторах? 15. Будут ли функционировать виртуальные сети созданные на разных коммутаторах когда у них общее имя, но разный идентификатор? Тема 9. Объединение портов и создание высокоскоростных сетевых магистралей Объединение портов (Port Tranking) и создание высокоскоростных сетевых магистралей Создание агрегированного канала с помощью CLI. Основная литература: 3,4 Дополнительная литература: 4-7 Интернет - ресурсы: 3 1. С какой целью производится объединение нескольких физических каналов в одну логическую магистраль? 2. Что произойдет с трафиком при отказе одной из линий, входящих в агрегированный логический канал? 3. Какое название получили порты, входящие в агрегированный канал? 4. Какова роль «связуещего» порта в группе портов? 5. Какие методы: статические или динамические распределения кадров по портам реализованы в большинстве механизмов агрегирования каналов? 6. Достигается ли более высокая скорость передачи при объединении каналов для соединений «коммутатор-коммутатор» или «коммутатор файл-сервер» по сравнению с одиночной линией связи? 7. С помощью какой команды можно создать группы агрегированного канала на коммутаторе? 8. С какой целью производится настройка созданной группы агрегированного канала? 9. Что означает термин задать алгоритм агрегирования портов? 14

15 10. Возможно ли при использовании протокола контроля агрегированных линий связи (Link Aggregation Control Protocol) проверять конфигурацию каналов и направлять пакеты в каждую из физических линий? 11. Возможно ли с помощью стандарта IEEE 802.3ad применяемого для всех типов Ethernet-каналов строить многогигабитные линии связи? 12. Какова роль «активных» портов при настройке на коммутаторах агрегированного канала связи? 13. Какова роль «пассивных» портов при настройке на коммутаторах агрегированного канала связи? 14. Что понимается под термином «задать алгоритм агрегирования»? 15. Какие параметры возможно посмотреть в конфигурации группы агрегированного канала? Тема 10. Протокол связуещего дерева Spanning Tree Protocol (STP) протокол связующего дерева (IEEE 802.1d) Назначение STP Работа протокола STP Стоимости пути (назначение) Пример работы Назначение STP Rapid Spanning Tree Protocol (RSTP) - (IEEE 802.1w) Назначение RSTP Отличие STP от RSTP Альтернативный порт Резервный порт Пограничный порт Совместимость протоколов IEEE 802.1d/ IEEE 802.1w. Основная литература: 3,4 Дополнительная литература: 4-7 Интернет - ресурсы: 3 1. С какой целью и когда был разработан протокол связующего дерева? 2. Что позволяет определять коммутаторам автоматически алгоритм протокола связующего дерева? 3. С какого параметра начинается процесс вычисления связующего дерева? 4. Какой коммутатор выбирается в качестве корневого моста? 5. Каким образом выбирается корневой коммутатор, если все коммутаторы имеют одинаковое значение приоритета? 6. Что понимается под корневым портом для каждого из остальных коммутаторов сети? 7. Что понимается под назначенным портом? 8. Какое количество назначенных портов у сегмента имеет место быть? 9. Что понимается под понятием назначенный мост? 10. С какой целью было предложено понятие стоимости пути? 11. С какой целью был разработан Rapid Spanning Tree Protocol? 12. Какое основное назначение альтернативного порта в протоколе Rapid Spanning Tree Protocol? 13. Какую функцию выполняет резервный порт в протоколе Rapid Spanning Tree Protocol? 14. Какую роль выполняет пограничный порт в протоколе Rapid Spanning Tree Protocol? 15. Какая особенность совместимости протоколов STP и RSTP существует? Тема 11. Ограничение доступа к сети. 15

16 11.1. Port Security и таблица фильтрации коммутатора Назначение Port Security Настройка Port Security c помощью СLI Сегментация трафика Назначение Настройка Traffic Segmentation с помощью CLI. Основная литература: 3,4 Дополнительная литература: 4-7 Интернет - ресурсы: 3 1. Какие функции позволяет реализовать настройки статической таблицы MAC-адресов? 2. Возможно ли заблокировать дальнейшее обновление таблицы MAC-адресов коммутатора если конфигурация вашей сети более не изменяется? 3. Возможно ли вручную привязать определенный MAC-адрес к порту коммутатора, и тем самым постоянно хранить в коммутаторе соответствие MAC-адрес-порт, даже при длительной неактивности устройства или при перегрузках сети? 4. Имеют ли возможность коммутаторы настроить таблицу фильтрации MAC-адресов? 5. Каким образом возможно запретить прохождение пакетов от неизвестных адресов? 6. В чем заключается смысл в настройке Port Security? 7. Возможно ли при настройке Port Security ограничить максимальное количество изучаемых портами МАС-адресов до определенного количества? 8. Возможно ли автоматическое удаление записей из таблицы МАС-адресов с истекшим временем жизни? 9. Что означает термин «проверить конфигурацию Port Security»? 10. Что означает термин «сегментация трафика» и основное его назначение? 11. На каком уровне осуществляется сегментация трафика для разграничения доменов? 12. Позволяет ли сегментация трафика настраивать порты таким образом, чтобы они были изолированы друг от друга, но в то же время имели доступ к разделяемым портам, используемым для подключения сервером и магистрали сети провайдера? 13. В каких сетях наиболее часто используется функция сегментации трафика? 14. Возможно ли при использовании функции сегментации трафика обеспечить доступ к порту uplink, но не иметь доступа друг к друг на канальном уровне? 15. Возможно ли при использовании функции сегментации трафика обеспечить предоставление доступа к общему серверу? Тема 12. Настройка профилей доступа Настройка профилей доступа протокол IEEE 802.1х Назначение Роли устройств Клиент Сервер аутентификации Коммутатор (аутентификатор) Состояние портов коммутатора Настройка IEEE 802.1х с помощью СLI. Основная литература: 3,4 Дополнительная литература: 4-7 Интернет - ресурсы: 3 1. С какой целью производится настройка профилей доступа протокол IEEE 802.1х? 16

17 2. Какие функции выполняет сервер аутентификации (RADIUS)? 3. Что понимается под термином «клиент» при 802.1х аутентификации на основе портов? 4. Какую функцию выполняет сервер аутентификации? 5. В чем заключается функция коммутатора при выполнении протокола IEEE 802.1х? 6. Что понимается под термином «аутентификации 802.1x на основе MAC-адресов»? 7. Что понимается под термином «аутентификации 802.1x на основе портов»? 8. Чем определяется состояние порта коммутатора? 9. В каком первоначальном состоянии может находиться порт и в чем заключаются его функции? 10. В какое состояние переходит порт, когда клиент аутентифицирован? 11. Что должно произойти с портом и клиентом, если клиент, который не поддерживает 802.1х, подключается к неавторизованному порту 802.1х и коммутатор посылает клиенту запрос на авторизацию? 12. Что должно произойти с портом и клиентом, если клиент с поддержкой 802.1х подключается к порту, на котором не запущен протокол 802.1х, клиент начинает процесс аутентификации? 13. Что должно произойти с портом и клиентом, если клиент и коммутатор поддерживают протокол 802.1х? 14. Какие типы портов не поддерживает протокол 802.1х? 15. Что необходимо произвести для настройки протокола 802.1х на рабочей станции, на сервере Radius, на коммутаторе? Тема 13. Качество сервиса (QoS) Приоритетная обработка кадров (802.1р) Настройка качества сервиса (QoS) с помощью CLI Контроль полосы пропускания Настройка полосы пропускания с помощью команд CLI. Основная литература: 3,4 Дополнительная литература: 4-7 Интернет - ресурсы: 3 1. Какая особенность коммутаторов позволят производить приоритетную обработку кадров? 2. По каким трем различным категориям возможно классифицировать различные уровни обслуживания сети? 3. Является ли негарантированная доставка данных частью функции качества сервиса? 4. Что понимается под термином дифференцированное обслуживание? 5. В каких сетях по интенсивности обслуживания трафика используется дифференцированное обслуживание? 6. В чем заключается гарантированное обслуживание сетевых ресурсов? 7. В чем заключается особенность стандартом IEEE 802.1р для назначения приоритета кадрам? 8. С какой целью в коммутаторах реализовано несколько очередей (от 4-х до 8-и) приоритетов QoS на каждый выходной порт? 9. В чем заключается особенность схемы обслуживания очередей при строгой очереди приоритетов? 10. В чем заключается особенность схемы обслуживания очередей при взвешенном циклическом алгоритме? 11. Что понимается под термином контроль полосы пропускания и для чего он необходим? 12. С какой целью производится привязка входящего пакета с заданным пользователем приоритетом 802.1p к одной из аппаратных очередей, доступных на коммутаторе? 13. Возможно ли назначать приоритет очереди немаркированному пакету на коммутаторе? 17

18 14. Возможно ли настроить на каждом порту разную полосу пропускания или она настраивается одинаковой на группе портов? 15. С помощью какой команды на коммутаторе можно проверить настройки полосы пропускания? Тема 14. Управление доступом Списки управления доступом Access Control List (AСL) Назначение Два основных типа профилей управления доступом Создание профилей доступа с использованием WEB интерфейса Примеры профилей доступа. Основная литература: 3,4 Дополнительная литература: 4-7 Интернет - ресурсы: 3 1. Какую основную функцию обеспечивают списки списки управления доступом? 2. На каких признаках основывается прием пакетов или отказ в приеме в списках управления доступом? 3. Каких два основных типа управления доступом в коммутаторах существует? 4. В каком порядке работают профили доступа? 5. На какие две части делится процесс создания профилей доступа с использованием Webинтерфейса? 6. Что понимается под маской профиля доступа и для чего она создается? 7. Что понимается под термином «создание правил для маски профиля доступа»? 8. В чем заключается создание алгоритма профиля доступа? 9. Производится ли проверка каждого входящего кадра в указанных его заголовках при создании его профиля? 10. С какой целью необходимо производить удаление ранее созданного профиля доступа при его настройке? 11. Какую роль играет маска, введенная в команде создания профиля доступа? 12. Какие параметры маски профиля доступа существуют? 13. Влияет ли маска о принятии решения о фильтрации пакетов? 14. Что означает термин «выбор приоритета 802.1р заголовка каждого пакета? 15. Существуют ли в коммутаторах ограничения на создание максимального количества профилей доступа? Тема 15. Многоадресная рассылка Адресация многоадресной рассылки МАС-адреса групповой рассылки Подписка и обслуживание групп Управление многоадресной рассылкой на 2 уровне Настройка IGMP- snooping с помощью CLI. Основная литература: 3,4 Дополнительная литература: 4-7 Интернет - ресурсы: 3 1. В чем заключаются технологические особенности многоадресной рассылки? 2. Какие сервисные приложения используют технологии многоадресной рассылки? 3. Что понимается под термином «группа многоадресной рассылки»? 18

19 4. С помощью какого протокола возможно произвести «подписку» на многоадресную рассылку? 5. Какова роль Агентства по выделению имен и уникальных параметров протоколов Интернет - IANA (Internet Assigned Numbers Authority) 6. В чем состоит функция адресации многоадресной рассылки? 7. Какую функцию выполняет МАС-адрес групповой рассылки? 8. Какие три протокола существуют для подписки и обслуживания групп? 9. С какой целью используется протокол IGMP (Internet Group Management Protocol) межсетевой протокол управления группами? 10. С какой целью используется протокол IGMP v1? 11. С какой целью используется протокол IGMP v2? 12. В чем заключается стандартное поведение коммутатора 2 при передаче многоадресного трафика? 13. Какие два способа управление многоадресной рассылкой на коммутаторе существуют? 14. Какое технологическое оборудование необходимо для осуществления многоадресной рассылки? 15. Что обозначает термин «IGMP-прослушивание»? Тема 16. Сетевые интегрированные устройства типа IP-office и новые информационные технологии Состав, преимущества, недостатки сетевых интегрированных устройств типа IP-office Новые информационные технологии в области телефонии и сетевых устройств Call Centre История появления Основное назначение Сферы применения Типовые схемы построения и особенности Российские производители программных продуктов. Основная литература: 6,7 Интернет - ресурсы: 5 1. Какие функциональные устройства входят в состав оборудования типа IP-office? 2. В чем состоят основные преимущества и недостатки сетевых интегрированных устройств? 3. В каких областях деятельности предпочтительное использование IP-office? 4. Какие задачи решаются при внедрении IP-office? 5. Какие существуют технологические возможности предоставляемые IP-office? 6. Что включает в себя понятие центра обслуживания вызовов - Call Centre? 7. Когда и где появился первый Call Centre? 8. Каким образом можно сформулировать основное назначение Call Centre? 9. Какие сферы применения для Call Centre существуют? 10. Какие основные задачи возможно решить при внедрении Call Centre? 11. Какие функциональные возможности заложены в программное обеспечение Call Centre? 12. Что понимается под термином компьютерно - телефонная интеграция в Call Centre? 13. Какие конкурентные преимущества при внедрении Call Centre существуют? 14. Какая экономическая составляющая (выгода) существует от внедрения Call Centre? 15. Назовите основных российских производителей программных продуктов для Call Centre? 19

20 Тема 17. Беспроводные сети связи Беспроводные сети связи и их особенности Стандарты передачи данных Режимы работы. Основная литература: 5 Интернет - ресурсы: 3 1. Какие три стандарта используются в технологиях беспроводных сетей? 2. На какой скорости позволяет передавать данные стандарт IEEE b? 3. На какой частоте работает стандарт IEEE b? 4. На какой скорости позволяет передавать данные стандарт IEEE а? 5. На какой частоте работает стандарт IEEE а? 6. На какой скорости позволяет передавать данные стандарт IEEE g? 7. На какой частоте работает стандарт IEEE g? 8. Совместимы ли стандарты IEEE b и IEEE а? 9. Совместимы ли стандарты IEEE b и IEEE g? 10. У какого стандарта наибольшая зона покрытия? 11. С помощью какого устройства обеспечивается подключения беспроводных сетей доступа к корпоративным базам данных или разделяемым ресурсам - серверам и принтерам? 12. Какой протокол обеспечивает безопасность передачи данных в беспроводных сетях? 13. В каких случаях целесообразно применять беспроводные технологии передачи данных? 14. Каким образом возможно избежать перегрузки сети в беспроводных сетях? 15. Происходит ли поддержка роуминга между точками доступа в беспроводных cетях? связи. Тема 18. Системы железнодорожной технологической связи Сети РЖД, организация и эксплуатация сети дискретной технологической Сеть передачи дискретной информации на железнодорожном транспорте. Основная литература: 1 1. По какому принципу построена сеть дискретной технологической связи? 2. Какую топологию имеет верхняя структура сети? 3. Какую топологию имеет нижняя структура сети? 4. Какую топологию имеет средняя структура сети? 5. Каким образом сеть дискретной технологической связи подразделяется по территориальному признаку? 6. Каким образом сеть дискретной технологической связи подразделяется по назначению? 7. Какова максимальная протяженность линейного тракта магистральной сети? 8. Какова максимальная протяженность линейного тракта дорожной первичной сети? 9. Какова максимальная протяженность линейного тракта отделенческой сети? 10. Какова максимальная протяженность линейного тракта местной сети? 11. Какие принципы построения первичных перспективных сетей существуют? 12. Какие критерии являются основопологающими при построении первичных сетей передачи дискретной информации? 13. С использованием каких технологий сроятся в настоящее время первичные сети передачи дискретной информации? 14. Какой способ прокладки оптического кабеля на железных дорогах является экономически оправданным? 20

21 15. В каких местах на железной дороги рекомендуется прокладывать оптический кабель в полиэтиленовых трубопроводах? Тема 19. Стандарты сетей Международные организации и комитеты по стандартизации передачи информации Международный консультативный комитет по телефонии и телеграфии (МККТТ) Международный консультативный комитет по радиосвязи (CCRI) Международный комитет по регистрации частот Рекомендации Буквенные и цифровые индексы е раздела рекомендаций МККТТ О сетях данных общего пользования Расшифровка обозначений. Основная литература: 1,2 1. Когда были заложены первые основы для стандартизации в области связи и почему? 2. Какие международные организации и комитеты по стандартизации передачи информации существуют? 3. С какой целью были созданы международные организации и комитеты по стандартизации? 4. С какой целью была создана эталонная модель взаимодействия открытых систем (ВОС)? 5. Сколько уровней содержит эталонная модель ВОС? 6. Каких три основных шага предусматривает стандартизация ВОС? 7. Какие понятия относятся к первому шагу стандартизации? 8. Какие понятия относятся ко второму шагу стандартизации? 9. Какие понятия относятся к третьему шагу стандартизации? 10. Какой наиболее известный интерфейс фирмы IBM используется на физическом уровне? 11.В чем заключается особенность рекомендации Х.21 физического уровня? 12. В чем заключается особенность рекомендации Х.25 сетевого уровня уровня? 13. В чем заключает особенность цифровых сетей с интегральным сервисом ISDN? 14. В каких телекоммуникационных сферах возможно использовать ISDN сети? 15. Что понимается под технологией Frame Relay? 21

22 3. САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ И ИНДИВИДУАЛЬНАЯ РАБОТА СТУДЕНТОВ Самостоятельная работа студентов включает в себя теоретическое изучение вопросов, не вошедших в тематику основного содержания курса. Тема 20. Системы связи с подвижными объектами Методы многостанционного доступа FDMA, TDMA (GSM), CDMA Способы использования частотного ресурса современных систем сухопутной подвижной радиосвязи Сухопутная подвижная связь Cистемы с большими зонами Cистемы с малыми зонами Cистемы со свободным доступом к общему частотному ресурсу (транкинговые системы) Cистемы с пространственно разнесенным повторным использованием частот (сотовые) Классификация систем сухопутной подвижной радиосвязи. Основная литература: 1 1. Какие методы многостанционного доступа существуют? 2. Какие особенности многостанционного доступа FDMA существуют? 3. Какой из видов многостанционного доступа является основой цифровых систем радиосвязи и передачи данных? 4. У какого из видов многостанционного доступа наблюдается одна из самых высоких пропускных способностей? 5. В каком диапазоне частот работает системы железнодорожной технологической связи? 6. В чем заключается особенность сухопутной подвижной связи - системы с большими зонами? 7. Почему появилась сухопутная подвижная связь - системы с малыми зонами? 8. В каких случаях целесообразно использовать сухопутную подвижную связь - системы со свободным доступом к общему частотному ресурсу (транкинговые системы)? 9. В чем заключаются основные причины бурного развития сухопутной подвижной связи - системы с пространственно разнесенным повторным использованием частот (сотовые)? 10. Каким образом можно классифицировать системы сухопутной подвижной радиосвязи по назначению? 11. Каким образом можно классифицировать системы сухопутной подвижной радиосвязи по способу использования частотного ресурса? 12. Каким образом можно классифицировать системы сухопутной подвижной радиосвязи по способу поиска свободного канала? 13. Каким образом можно классифицировать системы сухопутной подвижной радиосвязи по способу передачи речевого сообщения? 14. Каким образом можно классифицировать системы сухопутной подвижной радиосвязи по способу многостанционного доступа? 15. В чем заключается особенность системы железнодорожной технологической радиосвязи? 22

23 4. ПЕРЕЧЕНЬ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ Лабораторная работа 1. Характеристики коммутаторов Определить номер модели коммутатора и его физические интерфейсы Определить типы кабелей, используемые для подключения устройств к коммутатору Проверить или изменить параметры программы HyperTerminal Подключиться к консоли коммутатора, используя рабочую станцию с программой HyperTerminal. Требуемое оборудование: Рабочая станция. Коммутатор 3-го уровня. 1. Для какой цели необходимо определять номер модели коммутатора? 2. Имеет ли коммутатор консольный порт и для чего он предназначен? 3. Имеется ли выключать питания на коммутаторе? 4. Какое общее количество портов на передней панели коммутатора? 5. Какое количество портов 10/100Мбит/с? 6. Какое количество портов 1000Мбит/с? 7. Какие типы разъемов используются (перечислить для всех портов)? 8. Какие индикаторы находятся на передней панели коммутатора? 9. С какой целью используется программа HyperTerminal? 10. С помощью какой команды можно посмотреть настройки коммутатора? 11. Назовите установки, относящиеся к первоначальной настройке коммутатора. 12. С какой целью создается учетная запись пользователя и какая при этом используется команда? 13. С помощью какой команды устанавливается новый IP-адрес коммутатора? 14. С помощью какой команды производится конфигурация порта? 15. С помощью какой команды можно посмотреть созданную учетную запись? 16. С помощью какой команды можно посмотреть конфигурацию IP? 17. С помощью какой команды можно посмотреть конфигурацию портов? 18. С помощью какого параметра в командной строке возможно вывести весь список существующих команд коммутатора? 19. С помощью какой команды производится перезагрузка коммутатора? 20. С помощью какой команды производится сброс настроек коммутатора к заводским установкам? Лабораторная работа 2. Подключение к WEB-интерфейсу коммутатора С помощью управляющей консоли коммутатора определить и сконфигурировать его IP-адрес Проверить сетевые настройки рабочей станцией (ее IP-адрес должен быть из диапазона адресов коммутатора) Проверить физическое и IP-соединение между коммутатором и рабочей станцией с помощью команд Ping и Telnet. 23

24 2.4. Использую браузер, установленный на рабочей станции, подключиться к WEBинтерфейсу коммутатора. Требуемое оборудование: Рабочая станция. Коммутатор 3-го уровня. 1. Из какого диапазона адресов устанавливается новый IP-адрес коммутатора? 2. С помощью какой команды в командной строке Windows возможно протестировать соединение между рабочей станцией и коммутатором? 3. С помощью какого кабеля производится подключение рабочей станции и коммутатора? 4. Каким образом возможно подключиться к коммутатору с помощью протокола Telnet? 5. Каким образом возможно посмотреть конфигурацию коммутатора используя Webинтерфейс? 6. В каких случаях производится подключение коммутатора к рабочей станции с помощью протокола Telnet? 7. Что позволяет выполнить команда Ping? 8. Каким образом можно проверить физическое и IP-соединение между коммутатором и рабочей станцией? 9. Какую роль выполняет браузер, установленный на рабочей станции? 10. В чем принципиально отличается подключение коммутатора с помощью Webинтерфейса от его первоначального подключения? Лабораторная работа 3. Создание VLAN в пределах одного коммутатора Подключится к консоли коммутатора Создать новые VLAN в пределах одного коммутатора и задать им имя Проверить функциональность VLAN, переключая рабочие станции из одной VLAN в другую. Требуемое оборудование: Две рабочие станции (одна рабочая станция должна иметь сетевой адаптер с поддержкой 802.1Q). Коммутатор 3-го уровня. Шаг 1. Подключиться к консоли коммутатора с помощью рабочей станции, с установленной программой HyperTerminal Шаг 2. С помощью команды create VLAN создайте VLAN идентификатором (PVID) равным 2 на коммутаторе. DES-3226S# create vlan vl2 tag 2 с именем vl2 и Шаг 3. Удалите порты с 9 по 16 из управляющей VLAN (управляющая VLAN это VLAN, в которой по умолчанию находятся все порты коммутатора. Ее имя может быть System или default. Посмотреть имя управляющей VLAN можно с помощью команды show switch.). DES-3226S# config vlan default delete 9-16 Шаг 4. Добавить порты с 9 по 16 в VLAN vl2. Сделать порты немаркированными. DES-3226S# config vlan vl2 add untagged

25 Шаг 5. Проверить правильности настройки VLAN на коммутаторе. DES-3226S#show vlan Шаг 6. Проверка функциональности VLAN. Чтобы посмотреть VLAN в действии вам потребуются 2 рабочие станции. Проверьте сетевые настройки рабочих станций. Их IPадреса должны принадлежать одному диапазону адресов. Подключите Ethernet кабель одной рабочей станции к порту 3 коммутатора, второй рабочей станции к порту 5 коммутатора. Станции принадлежат одной VLAN. Протестируйте соединение между рабочими станциями с помощью команды: C:/Windows> ping xxx.xxx.xxx.xxx, где xxx.xxx.xxx.xxx IP-адрес второй рабочей станции. 1. Команда Ping выполнена успешно? Подключите Ethernet кабель одной рабочей станции к порту 3 коммутатора, второй рабочей станции к порту 10 коммутатора. Станции принадлежат разным VLAN. Протестируйте соединение между рабочими станциями с помощью команды: C:/Windows> ping xxx.xxx.xxx.xxx, где xxx.xxx.xxx.xxx IP-адрес второй рабочей станции. 2. Команда Ping выполнена успешно? Шаг 7. Используя браузер, подключитесь к Web-интерфейсу коммутатора. Шаг 8. Создайте VLAN с именем vl3 и PVID 3, используя Web-интерфейс. Пункт Advanced Setup/ VLAN Configurations/802.1Q VLANs Шаг 9. С помощью Web-интерфейса исключите порты с 17 по 26 из VLAN с именем default и включите их в новую VLAN как untagged. Для этого: А) Выделите VLAN с именем (VLAN Name) default и нажмите кнопку Edit. В) Далее отметьте порты с 17 по 26 как Non-member и нажмите кнопку Apply. С) Нажмите кнопку New и в появившемся окне, в поле VLAN ID (VID) введите 3, в поле VLAN Name наберите vl3 и отметьте порты с 17 по 26 как Untagged и нажмите кнопку Apply. Шаг 10. Проверьте настройки VLAN на коммутаторе с помощью Web-интерфейса. Пункт меню Advanced Setup/ VLAN Configurations/ 802.1Q VLANs и Advanced Setup/ VLAN Configurations/802.1Q Port settings. Шаг 11. Проверьте функционирование созданных VLAN (см. шаг 6). 1. С помощью какой команды можно создать VLAN и задать ему имя? 2. Что понимается под управляющей VLAN? 3. При помощи кокой команды можно сделать порты немаркированными и для чего это необходимо? 4. При помощи какой команды производится правильность настройки VLAN? 25