Основы сетевых технологий

40 академических часов, 5 дней

(30 час – лекции, 10 час –семинары)

Введение

Эволюция вычислительных систем

Системы пакетной обработки

Многотерминальные системы  — прообраз сети

Появление глобальных сетей

Первые локальные сети

Создание стандартных технологий локальных сетей

Конвергенция локальных и глобальных сетей

Вычислительные сети — частный случай распределенных систем

Мультипроцессорные компьютеры

Многомашинные системы, кластеры

Вычислительные сети

Распределенные программы

Требования, предъявляемые к современным  вычислительным сетям

Услуги

Производительность

Надежность и безопасность

Расширяемость и масштабируемость

Прозрачность

Поддержка разных видов трафика

Понятие качества обслуживания

Управляемость

Совместимость

Основные принципы построения сетей

Организация взаимодействия двух компьютеров

Связь компьютера с периферийными устройствами

Простейший случай взаимодействия двух компьютеров

Проблемы физической передачи данных по линиям связи

Проблемы объединения нескольких компьютеров

Адресация узлов сети

Топология физических связей

Понятие маршрутизации

Мультиплексирование и коммутация

Коммутация каналов

Частотное мультиплексирования  (FDM), Временное мультиплексирование (TDM)  Спектральное мультиплексирование (WDM)

Коммутация пакетов

Принципы коммутации пакетов

Маршрутизация в сетях с коммутацией пакетов

Виртуальные каналы в сетях с коммутацией пакетов

Структуризация как средство построения больших сетей

Физическая и логическая структуризация сети

Функциональное назначение основных типов коммуникационного оборудования (повторитель, мост, коммутатор, маршрутизатор)

Открытые системы и модель OSI

Многоуровневый подход.

Протокол.

Интерфейс

Стек протоколов

Дейтаграммные протоколы и протоколы с установлением соединения

Модель OSI

Физический уровень (Physical layer)

Канальный уровень (Data Link layer)

Сетевой  уровень (Network layer)

Транспортный уровень (Transport layer)

Сеансовый уровень (Session layer)

Уровень представления (Presentation layer)

Прикладной уровень (Application layer)

Сетезависимые и сетенезависимые уровни

Модульность и стандартизация

Понятие "открытая система"

Источники стандартов

Стандартные стеки коммуникационных протоколов сетей с коммутацией пакетов

Стек OSI

Стек TCP/IP

Стек IPX/SPX

Стек NetBIOS/SMB

Методы передачи дискретных данных

Характеристики линий связи

Типы линий связи

Аппаратура линий связи

Спектральный анализ сигналов на линиях связи

Амплитудно-частотная характеристика, полоса пропускания и затухание

Пропускная способность линии

Связь между пропускной способностью линии и ее полосой пропускания

Помехоустойчивость и достоверность

Аналоговая модуляция

Методы аналоговой модуляции

Спектр модулированного сигнала

Дискретная модуляция аналоговых сигналов

Цифровое кодирование

Требования к методам цифрового кодирования

Потенциальный код без возвращения к нулю (NRZ)

Метод биполярного кодирования с альтернативной инверсией (AMI)

Потенциальный код с инверсией при единице  (NRZI)

Биполярный импульсный код

Манчестерский код

Потенциальный код 2B1Q

Избыточные коды

Скрэмблирование

Компрессия данных

Методы обнаружения и восстановления ошибок

Протоколы и стандарты локальных сетей

Общая характеристика протоколов локальных сетей

Структура стандартов IEEE 802.x

Технология Ethernet (802.3)

Метод доступа CSMA/CD

Этапы доступа к среде

Возникновение коллизии

Время двойного оборота и распознавание коллизий

Максимальная производительность сети Ethernet

Форматы кадров технологии Ethernet (802.3/LLC, Raw 802.3/Novell 802.3, Ethernet DIX/Ethernet II, Ethernet SNAP)

Спецификации физической среды Ethernet (10Base-5, 10Base-2, 10Base-T,10Base-F)

Домен коллизий

Общие характеристики стандартов Ethernet 10 Мбит/с

Методика расчета конфигурации сети Ethernet

Fast Ethernet и Gigabit Ethernet как развитие технологии Ethernet

Технология Token Ring (802.5)

Основные характеристики технологии

Маркерный метод доступа к разделяемой среде

Технология FDDI

Основные характеристики технологии

Отказоустойчивость технологии FDDI

Сравнение FDDI с технологиями Ethernet и Token Ring

Структуризация локальных сетей

Структурированная кабельная система

Сетевые адаптеры

Функции и характеристики сетевых адаптеров

Классификация сетевых адаптеров

Концентраторы

Основные и дополнительные функции концентраторов

Отключение портов (автосегментация)

Поддержка резервных связей

Защита от  несанкционированного доступа

Многосегментные концентраторы

Управление концентратором по протоколу SNMP

Конструктивное исполнение концентраторов

Принципы работы мостов и коммутаторов

Алгоритм работы прозрачного моста

Мосты с маршрутизацией от источника

Ограничения топологии сети, построенной на мостах

Коммутаторы локальных сетей

Полнодуплексные протоколы локальных сетей

Изменения в работе МАС-уровня при полнодуплексной работе

Проблема управления потоком данных при полнодуплексной работе

Техническая реализация коммутаторов

Алгоритм Spanning Tree

Трансляция протоколов канального уровня

Возможности коммутаторов по фильтрации трафика

Приоритетная обработка кадров

Виртуальные локальные сети (VLAN)

Типовые схемы применения коммутаторов в  локальных сетях

Сочетание коммутаторов и концентраторов

Стянутая в точку магистраль на коммутаторе

Распределенная магистраль на коммутаторах

Составные сети. Основы IP-сетей

Понятие internetworking

Ограничения  мостов и коммутаторов

Маршрут, маршрутизатор, таблица маршрутизации

Стек протоколов TCP/IP

Протоколы прикладного уровня (FTP, TFTP, Telnet, HTTP, SNMP)

Транспортный уровень (TCP/UDP)

Уровень межсетевого взаимодействия (IP, ICMP)

Уровень сетевых интерфейсов

Адресация в IP-сетях

Аппаратные, сетевые и символьные адреса

Классы

Маски

Протокол разрешения адресов ARP

Система DNS.

Протокол IP

Формат кадра

Основные функции

Понятие MTU. Фрагментация

Функциональная модель маршрутизатора

Обеспечение надежности передачи средствами TCP.

Протоколы маршрутизации – средства построения таблиц маршрутизации

Глобальные сети

Обобщенная структура и функции глобальной сети

Транспортные  функции глобальной сети

Сервисы верхних уровней глобальных сетей

Структура глобальной сети

Типы глобальных сетей

Первичные сети

Глобальные сети с коммутацией каналов

Глобальные сети с коммутацией пакетов

Магистральные сети и сети доступа

Слой конфигурирования сервисов

Публичные и частные глобальные сети

Сети операторов связи

Первичные сети

Сети FDM

Сети PDH

Сети SDH

Сети DWDM

Использование выделенных цифровых каналов в пакетных сетях

Сети с коммутацией каналов

Аналоговые телефонные сети

Модемы для работы на коммутируемых аналоговых линиях

ISDN — сети с интегральными услугами

Цели и история создания технологии ISDN

Пользовательские интерфейсы ISDN

Подключение пользовательского оборудования к сети ISDN

Адресация в сетях ISDN

Стек протоколов и структура сети ISDN

Использование сервисов ISDN в корпоративных сетях

Сети X.25

Техника виртуальных каналов

Назначение и структура сетей X.25

Адресация в сетях X.25

Стек протоколов сети X.25

Сети Frame Relay

Назначение и общая характеристика

Стек протоколов frame relay

Поддержка качества обслуживания

Использование сетей frame relay

Сети  ATM

Основные принципы технологии ATM

Стек протоколов ATM

Уровни адаптации AAL

Протокол АТМ

Параметры качества обслуживания для классов сервиса АТМ

Использование технологии ATM

Глобальные IP-сети

Интернет, интранет и экстранет

IP на выделенных каналах

IP поверх ATM и FR

IP поверх SDH (POS)

Сети доступа

Основные схемы использования глобальных связей при удаленном доступе

Доступ компьютер-сеть

Удаленный доступ через промежуточную сеть

Технологии ускоренного доступа к Internet через абонентские окончания телефонных и кабельных сетей

Сетевые операционные системы

Архитектура сетевой ОС

Сетевые службы и сетевые сервисы

Одноранговые и серверные ОС

Прикладной программный интерфейс (API)

Механизм передачи сообщений в сетевых ОС (RPC)

Сетевые файловые службы

Служба каталогов

Межсетевое взаимодействие

Трансляция

Мультиплексирование протоколов

Инкапсуляци

Основы сетевой безопасности

Основные понятия и определения

Конфиденциальность, целостность и доступность данных

Классификация угроз

Системный подход к обеспечению безопасности

Политика безопасности

Базовые технологии безопасности

Шифрование

Аутентификация, авторизация аудит

Тхнология защищенного канала

Механизмы аутентификации

Сетевая аутентификация на основе многоразового пароля

Сетевая аутентификация на основе одноразового пароля

Аутентификация на основе сертификатов

Централизованные системы авторизации и аутентификации (Kerberos, Tacacs)