Тема 1. Протокол ATM узлов магистральных телекоммуникационных сетей
Сети ATM. Архитектура протоколов ATM. Логические соединения ATM. Применение соединения виртуального канала. Характеристики виртуального пути и виртуального канала. Управляющие сигналы. Ячейки ATM. Формат заголовка. Общее управление потоком. Контрольная сумма заголовка. Категории служб ATM. Службы реального времени. Службы не реального времени. Уровень адаптации ATM. Службы AAL. Протоколы AAL.
Тема 2. Маршрутизация в объединенных сетях
Теория графов и поиск путей с минимальной стоимостью. Элементарные понятия теории графов. Ориентированный граф и взвешенный граф. Деревья. Поиск кратчайшего пути. Алгоритм Дейкстры. Алгоритм Беллмана—Форда. Сравнение алгоритмов.
Протокол RIP. Построение таблицы маршрутизации. Адаптация RIP-маршрутизаторов к изменениям состояния сети. Методы борьбы с ложными маршрутами в протоколе RIP.
Протокол внутренней маршрутизации OSPF. Маршрутизация с учетом состояния линий. Протокол OSPF. Стоимость линий. Области. Формат OSPF-пакета.
Протоколы внешней маршрутизации и групповая рассылка. Протоколы BGP и IDRP. Маршрутно-векторная маршрутизация. Протокол BGP. Протокол IDRP. Групповая рассылка. Необходимые условия для групповой рассылки. Протокол IGMP. Расширение протокола OSPF для групповой рассылки. Протокол PIM
Тема 3. Интеллектуальные функции телекоммуникационного оборудования
Интеллектуальные функции коммутаторов. Алгоритм покрывающего дерева. Необходимые определения. Этапы построения дерева. Недостатки и достоинства STA. Агрегирование линий связи в локальных сетях. Транки и логические каналы. Борьба с «размножением» пакетов. Выбор порта. Виртуальные локальные сети. Назначение виртуальных сетей. Создание виртуальных сетей на базе одного коммутатора. Создание виртуальных сетей на базе нескольких коммутаторов. Качество обслуживания в виртуальных сетях. Ограничения мостов и коммутаторов. Коммутаторы 3-го уровня.
Дополнительные функции маршрутизаторов IP-сетей. Фильтрация. Фильтрация пользовательского трафика. Фильтрация маршрутных объявлений. Трансляция сетевых адресов. Причины подмены адресов. Традиционная технология NAT. Базовая трансляция сетевых адресов. Трансляция сетевых адресов и портов.
Туннелирование. Мультипротокольная среда. Совместное применение различных сетевых технологий. Динамическое создание каналов. Инкапсуляция и туннелирование. Туннелирование через объединенную сеть IP. Туннелирование на прикладном уровне между клиентами и серверами. Туннелирование, инкапсуляция и коммутируемые телефонные линии.
Тема 4. Моделирование и оценка производительности сети
Обзор вероятностных и стохастических процессов. Условная вероятность и независимость. Теорема Байеса. Случайные переменные. Функции распределения и плотности. Стохастические процессы. Спектральная плотность. Независимые приращения. Эргодичность.
Введение в теорию очередей. Анализ очередей. Простой пример поведения очередей. Цели анализа очередей. Пуассоновский процесс. Система обслуживания М/М/1. Формула Литтла. Системы обслуживания, зависящие от состоянии. Процессы размножения и гибели. Система обслуживания M/G/1: анализ средних характеристик. Системы обслуживания с относительными приоритетами. Сети очередей. Разделение и объединение потоков данных. Цепочки очередей. Теорема Джексона. Приложение для сетей с коммутацией пакетов. Другие модели очередей. Оценка параметров модели. Выбор дискретных данных. Ошибки выборки.
Уровень канала передачи данных: анализ характеристик. Протокол с остановками и ожиданием. Протокол с N-возвращениями. Эффективность производительности и оптимальная длина пакетов. Высокоуровневое управление каналом передачи данных. Анализ производительности; процедура сбалансированного ВУК.
Сетевой уровень: управление потоком и контроль перегрузки. 25. Механизм управления потоком в протоколе Х.25. Анализ механизмов управления потоком с помощью окна. Модель виртуального канала. Модель скользящего окна. Управление окном с подтверждением в конце. Управление маршрутами в архитектуре SNA. Управление темпом передачи по виртуальному маршруту. Заголовок передача SNA. Сети очередей. Решение в форме произведения; показательная сеть. Разомкнутые сети очередей. Замкнутые сети очередей. Анализ средних значений. Ограничение входного накопителя при контроле перегрузки.
Сетевой уровень: функция выбора маршрутов. Альтернативный выбор маршрутов. Выбор кратчайших путей. Децентрализованная версия алгоритма. Примеры выбора маршрутов в сетях и сетевых архитектурах. Сети, ориентированные на виртуальные каналы. Сети, ориентированные на дейтаграммы. Анализ характеристик алгоритмов распределенного выбора маршрутов. Распределенный алгоритм В. Алгоритм предшественника. Распределенный алгоритм выбора маршрута, свободный от петель. Сравнительная характеристика.
Транспортный уровень. Транспортный протокол ВОС. Обнаружение сбоев и механизмы восстановления в транспортных протоколах. Транспортный протокол четвертого класса. Обнаружение сбоев и механизмы восстановления. Транспортный протокол четвертого класса как машина с конечным числом состояний. Протокол управления передачей TCP — сравнение с транспортным протоколом четвертого класса.
Самоподобный трафик и фрактальные процессы в сетях. Самоподобие. Самоподобный трафик данных. Определение непрерывного во времени процесса. Определение дискретного во времени процесса. Долгосрочная зависимость. Медленно затухающие распределения. Примеры самоподобного трафика. Трафик сетей Ethernet. Трафик Всемирной паутины. Трафик SS7. Трафики TCP, FTP и TELNET. VBR-видео. Детерминированная передача данных. Влияние самоподобия на производительность. Анализ сетей Ethernet/ISDN. Ethernet-трафик. Модель запоминающего устройства с самоподобными входными данными. Применимость самоподобных моделей трафика. Моделирование и оценка самоподобного трафика данных. Зависимость дисперсии от времени. График R/S. Оценочная формула Уиттла. Параметр Херста.
Тема 5. Перегрузка в сетях и управление трафиком
Борьба с перегрузкой в обычных и объединенных сетях. Следствия перегрузки. Идеальная производительность. Практическая производительность. Борьба с перегрузкой. Противодавление. Сдерживающий пакет. Неявная сигнализация о перегрузке. Явная сигнализация о перегрузке. Управление трафиком. Борьба с перегрузкой в сетях с коммутацией пакетов. Борьба с перегрузкой в сетях ретрансляции кадров. Управление скоростью трафика. Предотвращение перегрузки при помощи явной сигнализации.
Управление потоком и контроль ошибок на уровне передачи данных. Необходимость управления потоком и контроля ошибок. Управление потоком. Контроль ошибок. Механизмы управления каналом. Схема ARQ с остановкой и ожиданием. Схема ARQ для скользящего окна. Протокол HDLC. Структура кадра протокола HDLC Работа протокола HDLC.
Управление трафиком в протоколе TCP. Управление потоком в протоколе TCP. Влияние размера окна на производительность. Стратегия повторных передач. Адаптивный таймер повторной передачи. Параметры политики реализации протокола TCP. Борьба с перегрузкой в TCP. Управление потоком и контроль ошибок в TCP. Управление повторными передачами при помощи таймера. Управление окном. Производительность протокола TCP в сетях ATM. Архитектура протоколов. TCP поверх UBR. TCP поверх ABR.
Управление трафиком и борьба с перегрузкой в сетях ATM. Требования к управлению трафиком и борьбе с перегрузкой в сетях ATM. Значение задержки и скорости передачи данных. Непостоянство времени доставки ячеек. Атрибуты трафика сетей ATM. Параметры трафика. Параметры качества обслуживания. Атрибуты борьбы с перегрузкой. Структура управления трафиком. Управление трафиком. Формирование трафика. Явное прямое уведомление о перегрузке. Управление трафиком в службе ABR. Управление трафиком в службе GFR.
Тема 6. Качество обслуживания в IP-сетях
Интегрированные и дифференцированные службы. Архитектура интегрированных служб. Трафик в объединенных сетях. Назначение архитектуры ISA. Компоненты архитектуры ISA. Службы архитектуры ISA. Дисциплина очередей. Справедливая организация очередей. Разделение процессора. Справедливая организация очередей с побитовым циклом. Обобщенная схема разделения процессора. Взвешенная справедливая организация очередей. Случайное раннее обнаружение. Алгоритм RED. Дифференцированные службы. Конфигурирование и работа дифференцированных служб. Трафик реального времени. Характеристики трафика реального времени. Требования к взаимодействию в реальном времени. Жесткие и гибкие приложения реального времени.
Протоколы поддержания качества обслуживания. Протокол RSVP. Потоки данных. Работа протокола RSVP. Механизмы протокола RSVP. Многопротокольная коммутация по меткам. Функционирование архитектуры MPLS. Организация стека меток. Формат и размещение меток. FEC-классы, LSP-пути и метки. Протокол RTP. Архитектура протокола RTP. Протокол передачи данных RTP. Управляющий протокол RTP.
Тема 7. Сетевое управление в IP-сетях
Управление раздачей IP – адресов. Протокол DHCP. Режимы DHCP. Алгоритм динамического назначения адресов. Функциональные группы задач управления. Архитектуры систем управления сетями. Стандарты систем управления на основе протокола SNMP. Структура SNMP MIB. Формат SNMP-сообщений. Спецификация RMON базы данных MIB. Недостатки протокола SNMP.
Тема 8. Удаленный доступ
Схемы удаленного доступа. Типы клиентов и абонентских окончаний. Режим удаленного узла. Режим удаленного управления и протокол Telnet. Коммутируемый аналоговый доступ. Коммутируемый доступ через сеть ISDN. Назначение и структура ISDN. Интерфейсы BRI и PRI. Стек протоколов ISDN. Использование ISDN для передачи данных. Доступ через сети CATV.
Тема 9. Технология клиент/сервер
Модель взаимодействия типа клиент/сервер и проектирование программного обеспечения. Основная модель сетевого взаимодействия. Клиенты и серверы. Стандартное и нестандартное клиентское программное обеспечение. Параметризация клиентов. Серверы с установлением и без установления логического соединения. Серверы, не поддерживающие и поддерживающие состояние. Идентификация клиента. Функционирование серверов в качестве клиентов.
Параллельная обработка в программном обеспечении клиента/сервера. Обеспечение параллельной работы в сетях. Обеспечение параллельной работы в серверах.
Тупиковые ситуации и исчерпание ресурсов в системах клиент/сервер. Определение тупиковой ситуации. Трудность обнаружения тупиковой ситуации. Предотвращение тупиковой ситуации. Тупиковая ситуация, возникающая при взаимодействии между клиентом и сервером. Предотвращение тупиковых ситуаций при взаимодействии между одной парой приложений. Исчерпание ресурсов сервера, обслуживающего ряд клиентов. Активные соединения и исчерпание ресурсов. Отказ от применения блокирующих операций. Процессы, соединения и связанные с ними ограничения. Циклические зависимости между клиентами и серверами. Изучение зависимостей.
Тема 10. Проектирование сетевого программного обеспечения
Введение. Межсетевые приложения на основе протоколов TCP/IP. Проектирование приложений для распределенной среды. Стандартные и нестандартные прикладные протоколы. Прикладные протоколы и функциональные возможности программного обеспечения.
Прикладной интерфейс к протоколам. Неформальная спецификация программного интерфейса протокола. Функциональные средства интерфейса. Концептуальная спецификация интерфейса. Системные вызовы. Два основных подхода к организации сетевой связи. Применение функций ввода/вывода Linux для работы с протоколами TCP/IP.
API-интерфейс сокетов. Сокеты Berkeley. Определение интерфейса протокола. Понятие сокета. Структурная организация API сокетов. Системные структуры данных для сокетов. Перевод сокета в активный или пассивный режим. Обобщенная структура адреса. Основные системные вызовы в API-интерфейсе сокетов. Вспомогательные процедуры преобразования. Применение вызовов функций сокетов в программе.
Алгоритмы и задачи проектирования клиентского программного обеспечения. Архитектура клиента. Определение местонахождения сервера. Синтаксический анализ параметра адреса. Номера портов и сетевой порядок байтов. Алгоритмы клиентов TCP. Распределение сокета. Выбор локального номера порта протокола. Подключение сокета TCP к серверу. Взаимодействие с сервером с использованием протокола TCP. Получение ответа из соединения TCP. Закрытие соединения TCP. Клиент UDP. Подключенные и неподключенные сокеты UDP. Обмен данными с сервером с использованием протокола UDP. Закрытие сокета, в котором используется протокол UDP.
Алгоритмы и задачи проектирования серверного программного обеспечения. Концептуальный алгоритм сервера. Сравнение параллельных и последовательных серверов. Сравнение методов доступа с установлением и без установления логического соединения. Характеристики транспортных протоколов. Выбор транспортного протокола. Серверы с установлением логического соединения. Серверы без установления логического соединения. Нарушения в работе, надежность и отказ от поддержки состояния. Оптимизация серверов, не поддерживающих состояние. Четыре основных типа серверов. Время обработки запроса. Алгоритмы последовательного сервера. Алгоритм последовательного сервера с установлением логического соединения. Перевод сокета в пассивный режим. Алгоритм последовательного сервера без установления логического соединения. Алгоритмы параллельного сервера. Алгоритм параллельного сервера без установления логического соединения. Алгоритм параллельного сервера с установлением логического соединения. Способы обеспечения параллельной работы сервера. Псевдопараллельная организация работы с применением одного потока. Области применения серверов различных типов. Альтернативные реализации.
Дистанционный вызов процедур (RPC). Модель дистанционного вызова процедур. Два подхода к разработке распределенных программ. Концептуальная модель локального вызова процедур. Процедурная модель в распределенных системах. Аналогия между взаимодействием типа клиент/сервер и дистанционным вызовом процедур. Организация средств распределенных вычислений в виде программы. Удаленные программы и процедуры. Возможность применения нескольких версий одной удаленной программы. Применение принципа взаимного исключения к процедурам удаленной программы. Организация связи. Привязка удаленной программы к порту протокола. Динамическая привязка портов. Алгоритм функционирования службы привязки портов RPC. Аутентификация.
Шлюзы прикладного уровня. Клиенты и серверы в среде с ограниченными возможностями. Недостатки ограниченного доступа. Компьютеры с ограниченными функциональными возможностями. Ограничения, налагаемые на взаимодействие между компьютерами по требованиям защиты. Применение прикладных шлюзов. Обеспечение взаимодействия компьютеров с помощью почтового шлюза. Реализация почтового шлюза. Сравнение прикладных шлюзов и туннелей. Прикладные шлюзы и ограничения по обмену данными, существующие в сети Internet. Применение прикладных шлюзов для защиты информации. Прикладные шлюзы и проблема дополнительного участка маршрута.
Тема 11.Сетевая файловая система (NFS)
Сравнение средств дистанционного доступа к файлам и передачи файлов. Доступ к файлам в разнородной сетевой среде. Система NFS и организация работы с файлами. Файлы в системе NFS. Типы файлов NFS. Режимы работы с файлами в системе NFS. Клиент и сервер NFS. Клиентские операции в системе NFS. Клиент NFS в системе UNIX. Выполнение операций монтирования в системе NFS. Дескриптор файла. Применение дескрипторов вместо составных имен файлов. Поддержка нескольких иерархий в сервере NFS. Протокол монтирования. Транспортные протоколы, применяемые в системе NFS.
Тема 12. Потоковая передача аудио - и видеоинформации
Потоковая служба. Доставка данных в реальном времени. Средства компенсации неравномерной задержки. Повторная передача, потеря и восстановление. Транспортный протокол передачи данных в реальном времени. Преобразование и смешивание потоков. Отсроченное воспроизведение и флуктуационные буферы. Протокол управления RTP (RTCP). Синхронизация нескольких потоков. Транспортный протокол RTP и передача от многих ко многим. Сеансы, потоки, порты протокола и демультиплексирование. Концептуальная организация программного обеспечения RTP. Структура процессов/потоков. Назначение API-интерфейса. Проект флуктуационного буфера и повторная буферизация. Обработка событий. Нарушения воспроизведения и сложности при обработке отметок времени. Размер библиотеки функций обработки данных в реальном времени.
Тема 13. Безопасность в сетях
Защита сетевого трафика. Сервис защищенного канала. Иерархия сервисов защищенного канала. Распределение функций между протоколами IPSec. Шифрование в протоколе IPSec. Безопасная ассоциация. Транспортный и туннельный режимы. Протокол АН. Протокол ESP. Базы данных SAD И SPD. Брандмауэры. Сервис виртуальных частных сетей. Определение виртуальной частной сети. Критерии оценки и сравнения VPN. Сети VPN на основе разграничения трафика. Сети VPN на основе шифрования. Технология MPLS VPN.
Полная связность при абсолютной изолированности. Компоненты сети MPLS VPN. Разграничение маршрутной информации. Использование протокола МР-BGP для связывания сайтов. Независимость адресных пространств. Генерация маршрутных объявлений MP BGP. Перемещение пакета по сети MPLS VPN. Механизм формирования топологии VPN. Степень защищенности.
Криптография. Основы криптографии. Метод подстановки. Метод перестановки. Одноразовые блокноты. Два фундаментальных принципа криптографии. Алгоритмы с симметричным криптографическим ключом. Стандарт шифрования данных DES. Тройное шифрование с помощью DES. Улучшенный стандарт шифрования AES. Режимы шифрования. Криптоанализ. Алгоритмы с открытым ключом. Алгоритм RSA. Другие алгоритмы с открытым ключом. Цифровые подписи. Подписи с симметричным ключом. Подписи с открытым ключом. Профили сообщений. Управление открытыми ключами. Сертификаты. X.509. Инфраструктуры систем с открытыми ключами.
Безопасность в беспроводных сетях. Протоколы аутентификации. Аутентификация, основанная на общем секретном ключе. Установка общего ключа: протокол обмена ключами Диффи — Хеллмана. Аутентификация с помощью центра распространения ключей. Аутентификация при помощи протокола Kerberos. Аутентификация с помощью шифрования с открытым ключом. Конфиденциальность электронной переписки. PGP. PEM — почта повышенной секретности. S/MIME.
Защита информации во Всемирной паутине. Возможные опасности. Безопасное именование ресурсов. SSL — протокол защищенных сокетов. Защита переносимых программ. Социальный аспект. Конфиденциальность.
Лист – вкладка рабочей программы учебной дисциплины
«СЕТЕВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ»
название дисциплины, цикл, компонент
Список дополнительной учебной литературы
*Указания о контроле на момент переутверждения программы | Сведения об учебниках | Соответствие ГОС (для федеральных дисциплин) или соответствия требованиям ООП (для региональных и вузовских) - указание на недостаточно отраженные в учебнике разделы | Количество экземпляров в библиотеке на момент переутверждения программы | |||
Дата | Внесение, продление или исключение / Подпись отв. за метод работу | Наименование, гриф | Автор | Год издания | ||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
|
| Сети связи: протоколы, моделирование и анализ. В 2-х ч. Ч.1: Пер. с англ. – М.: Наука, гл. ред. физ.–мат. лит., 1992. – 336 с., ил. | 1992 | Соответствует | Электронная копия | |
|
| Компьютерные сети (пер. с англ. ) Изд. 4-е - СПб: Питер, 20с. {Классика Computer Science} | 2003 | Соответствует | Электронная копия | |
|
| Сети TCP/IP, том 3. Разработка приложений типа клиент/сервер под Linux/ POSIX.: Пер. с англ. – М.: Издательский дом «Вильямс», 2002. – 592 с., ил. | Камер Стивенс | 2002 | Соответствует | Электронная копия |
3 Тематика и методические указания
по выполнению лабораторных работ
по дисциплине «СЕТЕВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ»
Лабораторная работа №1. Знакомство с операционной системой IOS маршрутизаторов фирмы Cisco Systems. Базовое конфигурирование маршрутизаторов.
Лабораторная работа №2. Конфигурирование статической маршрутизации и динамической маршрутизации на основе протокола RIP в маршрутизаторах фирмы Cisco Systems.
Лабораторная работа №3. Конфигурирование динамической маршрутизации на основе протоколов EIGRP и OSPF в маршрутизаторах фирмы Cisco Systems.
Лабораторная работа №4. Управление трафиком в маршрутизаторах фирмы Cisco Systems.
Лабораторная работа №5. Конфигурирование маршрутизаторов фирмы Cisco Systems для работы в глобальных сетях.
Лабораторная работа №6. Моделирование локальной вычислительной сети с случайным методом доступа к моноканалу Ethernet, Fast Ethernet и Gigabit Ethernet.
Лабораторная работа №7. Моделирование локальной вычислительной сети с маркерным методом доступа к моноканалу.
Лабораторная работа №8. Моделирование глобальной вычислительной сети на основе протокола ATM.
Лабораторная работа №9. Моделирование глобальной вычислительной сети на основе протокола Frame Relay.
Лабораторная работа №10. Основы диагностики сети. Использование утилит командной строки.
Лабораторная работа №11. Программирование обмена информацией по сети с использованием компонентов фирмы Borland.
Лабораторная работа №12. Программирование обмена информацией по сети на основе интерфейса блокирующих сокетов.
Лабораторная работа №13. Программирование обмена информацией по сети на основе интерфейса неблокирующих сокетов.
Лабораторная работа №14. Программирование распределенной обработки информации в сети на основе интерфейса неблокирующих сокетов и многопоточной организации вычислений.
Лабораторная работа №15. Конфигурирование межсетевого экрана.
Лабораторная работа №16. Конфигурирование брэндмауэра.
Примечание: подробные методические указания по выполнению и оформлению работ приведены в лабораторном практикуме (приложение к УМК)
4 Методические указания студенту
по организации самостоятельной работы
по дисциплине
«СЕТЕВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ»
4.1 Методические указания по организации самостоятельной работы
Самостоятельная работа студента заключается в подготовке к текущей (промежуточной) и итоговой аттестации, подготовке и защите рефератов и лабораторных работ.
Промежуточная и итоговая аттестация заключается в ответах на контрольные вопросы, тестировании, защите рефератов. Контрольные вопросы, тесты и темы рефератов охватывают также и темы, выделенные для самостоятельного изучения (см. выше).
Промежуточная аттестация проводится по завершению темы; защита лабораторной работы – по ее завершению, обычно – в начале следующего за этим занятия. Студент, не защитивший лабораторную работу, до следующей работы не допускается.
График промежуточной аттестации, перечень вопросов по теме и тематика рефератов сообщается преподавателем.
Итоговая аттестация проводится в конце семестра согласно учебным планам.
Методические указания по выполнению и оформлению лабораторных работ приведены в соответствующем разделе УМК.
Методические указания по работе с ИТ приведены в “help” соответствующих пакетов.
Разделы учебников для самостоятельного изучения указываются преподавателем по ходу лекции.
Вопросы для самопроверки самостоятельной работы приводятся в соответствующих разделах соответствующих учебников и пособий.
5 Задания по установленным формам контроля
по дисциплине
«СЕТЕВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ»
5.1 Вопросы к экзамену по дисциплине
Тема 1. Протокол ATM узлов магистральных телекоммуникационных сетей
1. Архитектура протоколов ATM. Логические соединения ATM. Применение соединения виртуального канала. Характеристики виртуального пути и виртуального канала. Управляющие сигналы.
2. Ячейки ATM. Формат заголовка. Общее управление потоком. Контрольная сумма заголовка. Категории служб ATM. Службы реального времени. Службы не реального времени. Уровень адаптации ATM. Службы AAL. Протоколы AAL.
Тема 2. Маршрутизация в объединенных сетях
3. Ориентированный граф и взвешенный граф. Деревья. Поиск кратчайшего пути. Алгоритм Дейкстры. Алгоритм Беллмана—Форда. Сравнение алгоритмов.
4. Протокол RIP. Построение таблицы маршрутизации. Адаптация RIP-маршрутизаторов к изменениям состояния сети. Методы борьбы с ложными маршрутами в протоколе RIP.
5. Протокол внутренней маршрутизации OSPF. Маршрутизация с учетом состояния линий. Протокол OSPF. Стоимость линий. Области. Формат OSPF-пакета.
6. Протоколы внешней маршрутизации и групповая рассылка. Протоколы BGP и IDRP. Маршрутно-векторная маршрутизация. Протокол BGP. Протокол IDRP.
7. Групповая рассылка. Необходимые условия для групповой рассылки. Протокол IGMP. Расширение протокола OSPF для групповой рассылки. Протокол PIM.
Тема 3. Интеллектуальные функции телекоммуникационного оборудования
8. Интеллектуальные функции коммутаторов. Алгоритм покрывающего дерева. Агрегирование линий связи в локальных сетях. Транки и логические каналы. Борьба с «размножением» пакетов. Выбор порта.
9. Виртуальные локальные сети. Назначение виртуальных сетей. Создание виртуальных сетей на базе одного коммутатора. Создание виртуальных сетей на базе нескольких коммутаторов.
10. Качество обслуживания в виртуальных сетях. Ограничения мостов и коммутаторов. Коммутаторы 3-го уровня.
11. Дополнительные функции маршрутизаторов IP-сетей. Фильтрация. Фильтрация пользовательского трафика. Фильтрация маршрутных объявлений.
12. Трансляция сетевых адресов. Причины подмены адресов. Традиционная технология NAT. Базовая трансляция сетевых адресов. Трансляция сетевых адресов и портов.
13. Туннелирование. Мультипротокольная среда. Совместное применение различных сетевых технологий. Динамическое создание каналов. Инкапсуляция и туннелирование. Туннелирование через объединенную сеть IP.
14. Туннелирование на прикладном уровне между клиентами и серверами. Туннелирование, инкапсуляция и коммутируемые телефонные линии.
Тема 4. Моделирование и оценка производительности сети
15. Цели анализа очередей. Пуассоновский процесс. Система обслуживания М/М/1. Формула Литтла.
16. Системы обслуживания, зависящие от состоянии. Процессы размножения и гибели.
17. Система обслуживания M/G/1: анализ средних характеристик. Системы обслуживания с относительными приоритетами.
18. Сети очередей. Разделение и объединение потоков данных. Цепочки очередей. Теорема Джексона. Приложение для сетей с коммутацией пакетов.
19. Другие модели очередей. Оценка параметров модели. Выбор дискретных данных. Ошибки выборки.
20. Уровень канала передачи данных: анализ характеристик. Протокол с остановками и ожиданием. Протокол с N-возвращениями. Эффективность производительности и оптимальная длина пакетов. Высокоуровневое управление каналом передачи данных. Анализ производительности; процедура сбалансированного ВУК.
21. Сетевой уровень: управление потоком и контроль перегрузки. 25. Механизм управления потоком в протоколе Х.25. Анализ механизмов управления потоком с помощью окна. Модель виртуального канала. Модель скользящего окна. Управление окном с подтверждением в конце.
22. Управление маршрутами в архитектуре SNA. Управление темпом передачи по виртуальному маршруту. Заголовок передача SNA. Сети очередей. Решение в форме произведения; показательная сеть.
23. Разомкнутые сети очередей. Замкнутые сети очередей. Анализ средних значений. Ограничение входного накопителя при контроле перегрузки.
24. Анализ характеристик алгоритмов распределенного выбора маршрутов. Распределенный алгоритм В. Алгоритм предшественника. Распределенный алгоритм выбора маршрута, свободный от петель. Сравнительная характеристика.
25. Самоподобие. Самоподобный трафик данных. Определение непрерывного во времени процесса. Определение дискретного во времени процесса. Долгосрочная зависимость. Медленно затухающие распределения. Примеры самоподобного трафика..
26. Детерминированная передача данных. Влияние самоподобия на производительность. Анализ сетей Ethernet/ISDN. Ethernet-трафик. Модель запоминающего устройства с самоподобными входными данными. Применимость самоподобных моделей трафика.
27. Моделирование и оценка самоподобного трафика данных. Зависимость дисперсии от времени. График R/S. Оценочная формула Уиттла. Параметр Херста.
Тема 5. Перегрузка в сетях и управление трафиком
28. Борьба с перегрузкой в обычных и объединенных сетях. Следствия перегрузки. Борьба с перегрузкой. Противодавление. Сдерживающий пакет. Неявная сигнализация о перегрузке. Явная сигнализация о перегрузке. Управление трафиком.
29. Борьба с перегрузкой в сетях с коммутацией пакетов. Борьба с перегрузкой в сетях ретрансляции кадров. Управление скоростью трафика. Предотвращение перегрузки при помощи явной сигнализации.
30. Управление потоком и контроль ошибок на уровне передачи данных. Необходимость управления потоком и контроля ошибок. Управление потоком. Контроль ошибок. Механизмы управления каналом. Схема ARQ с остановкой и ожиданием. Схема ARQ для скользящего окна.
31. Протокол HDLC. Структура кадра протокола HDLC Работа протокола HDLC.
32. Управление потоком в протоколе TCP. Влияние размера окна на производительность. Стратегия повторных передач. Адаптивный таймер повторной передачи. Параметры политики реализации протокола TCP.
33. Борьба с перегрузкой в TCP. Управление потоком и контроль ошибок в TCP. Управление повторными передачами при помощи таймера. Управление окном.
34. Производительность протокола TCP в сетях ATM. Архитектура протоколов. TCP поверх UBR. TCP поверх ABR.
35. Требования к управлению трафиком и борьбе с перегрузкой в сетях ATM. Значение задержки и скорости передачи данных. Непостоянство времени доставки ячеек. Атрибуты трафика сетей ATM. Параметры трафика. Параметры качества обслуживания. Атрибуты борьбы с перегрузкой.
36. Структура управления трафиком. Управление трафиком. Формирование трафика. Явное прямое уведомление о перегрузке. Управление трафиком в службе ABR. Управление трафиком в службе GFR.
Тема 6. Качество обслуживания в IP-сетях
37. Архитектура интегрированных служб. Трафик в объединенных сетях. Назначение архитектуры ISA. Компоненты архитектуры ISA. Службы архитектуры ISA.
38. Дисциплина очередей. Справедливая организация очередей. Разделение процессора. Справедливая организация очередей с побитовым циклом. Обобщенная схема разделения процессора.
39. Взвешенная справедливая организация очередей. Случайное раннее обнаружение. Алгоритм RED. Дифференцированные службы. Конфигурирование и работа дифференцированных служб.
40. Трафик реального времени. Характеристики трафика реального времени. Требования к взаимодействию в реальном времени. Жесткие и гибкие приложения реального времени.
41. Протокол RSVP. Потоки данных. Работа протокола RSVP. Механизмы протокола RSVP.
42. Многопротокольная коммутация по меткам. Функционирование архитектуры MPLS. Организация стека меток. Формат и размещение меток. FEC-классы, LSP-пути и метки.
43. Протокол RTP. Архитектура протокола RTP. Протокол передачи данных RTP. Управляющий протокол RTP.
Тема 7. Сетевое управление в IP-сетях
44. Управление раздачей IP – адресов. Протокол DHCP. Режимы DHCP. Алгоритм динамического назначения адресов.
45. Функциональные группы задач управления. Архитектуры систем управления сетями. Стандарты систем управления на основе протокола SNMP. Структура SNMP MIB. Формат SNMP-сообщений. Спецификация RMON базы данных MIB. Недостатки протокола SNMP.
Тема 8. Удаленный доступ
46. Схемы удаленного доступа. Типы клиентов и абонентских окончаний. Режим удаленного узла. Режим удаленного управления и протокол Telnet.
47. Коммутируемый аналоговый доступ. Коммутируемый доступ через сеть ISDN. Назначение и структура ISDN. Интерфейсы BRI и PRI.
48. Стек протоколов ISDN. Использование ISDN для передачи данных. Доступ через сети CATV.
Тема 9. Технология клиент/сервер
49. Основная модель сетевого взаимодействия. Клиенты и серверы. Стандартное и нестандартное клиентское программное обеспечение. Параметризация клиентов. Серверы с установлением и без установления логического соединения. Серверы, не поддерживающие и поддерживающие состояние. Идентификация клиента. Функционирование серверов в качестве клиентов.
50. Параллельная обработка в программном обеспечении клиента/сервера. Обеспечение параллельной работы в сетях. Обеспечение параллельной работы в серверах.
51. Определение тупиковой ситуации. Трудность обнаружения тупиковой ситуации. Предотвращение тупиковой ситуации. Тупиковая ситуация, возникающая при взаимодействии между клиентом и сервером. Предотвращение тупиковых ситуаций при взаимодействии между одной парой приложений.
52. Исчерпание ресурсов сервера, обслуживающего ряд клиентов. Активные соединения и исчерпание ресурсов. Отказ от применения блокирующих операций. Процессы, соединения и связанные с ними ограничения. Циклические зависимости между клиентами и серверами. Изучение зависимостей.
Тема 10. Проектирование сетевого программного обеспечения
53. Межсетевые приложения на основе протоколов TCP/IP. Проектирование приложений для распределенной среды. Стандартные и нестандартные прикладные протоколы. Прикладные протоколы и функциональные возможности программного обеспечения.
54. Прикладной интерфейс к протоколам. Два основных подхода к организации сетевой связи. Функциональные средства интерфейса. Концептуальная спецификация интерфейса. Системные вызовы. Применение функций ввода/вывода Linux для работы с протоколами TCP/IP.
55. API-интерфейс сокетов. Определение интерфейса протокола. Понятие сокета. Структурная организация API сокетов. Системные структуры данных для сокетов. Перевод сокета в активный или пассивный режим. Обобщенная структура адреса. Основные системные вызовы в API-интерфейсе сокетов. Вспомогательные процедуры преобразования. Применение вызовов функций сокетов в программе.
56. Архитектура клиента. Алгоритмы клиентов TCP. Распределение сокета. Выбор локального номера порта протокола. Подключение сокета TCP к серверу. Взаимодействие с сервером с использованием протокола TCP. Получение ответа из соединения TCP. Закрытие соединения TCP.
57. Клиент UDP. Подключенные и неподключенные сокеты UDP. Обмен данными с сервером с использованием протокола UDP. Закрытие сокета, в котором используется протокол UDP.
58. Концептуальный алгоритм сервера. Сравнение параллельных и последовательных серверов. Сравнение методов доступа с установлением и без установления логического соединения. Серверы с установлением логического соединения. Серверы без установления логического соединения.
59. Нарушения в работе, надежность и отказ от поддержки состояния. Оптимизация серверов, не поддерживающих состояние. Четыре основных типа серверов. Время обработки запроса.
60. Алгоритмы последовательного сервера. Алгоритм последовательного сервера с установлением логического соединения. Перевод сокета в пассивный режим. Алгоритм последовательного сервера без установления логического соединения.
61. Алгоритмы параллельного сервера. Алгоритм параллельного сервера без установления логического соединения. Алгоритм параллельного сервера с установлением логического соединения.
62. Способы обеспечения параллельной работы сервера. Псевдопараллельная организация работы с применением одного потока. Области применения серверов различных типов. Альтернативные реализации.
63. Дистанционный вызов процедур (RPC). Модель дистанционного вызова процедур. Два подхода к разработке распределенных программ. Концептуальная модель локального вызова процедур. Процедурная модель в распределенных системах. Аналогия между взаимодействием типа клиент/сервер и дистанционным вызовом процедур. Организация средств распределенных вычислений в виде программы. Удаленные программы и процедуры. Возможность применения нескольких версий одной удаленной программы.
64. Применение принципа взаимного исключения к процедурам удаленной программы. Организация связи. Привязка удаленной программы к порту протокола. Динамическая привязка портов. Алгоритм функционирования службы привязки портов RPC. Аутентификация.
65. Клиенты и серверы в среде с ограниченными возможностями. Недостатки ограниченного доступа. Компьютеры с ограниченными функциональными возможностями. Ограничения, налагаемые на взаимодействие между компьютерами по требованиям защиты. Применение прикладных шлюзов. Обеспечение взаимодействия компьютеров с помощью почтового шлюза. Сравнение прикладных шлюзов и туннелей.
66. Прикладные шлюзы и ограничения по обмену данными, существующие в сети Internet. Применение прикладных шлюзов для защиты информации. Прикладные шлюзы и проблема дополнительного участка маршрута.
Тема 11.Сетевая файловая система (NFS)
67. Сравнение средств дистанционного доступа к файлам и передачи файлов. Доступ к файлам в разнородной сетевой среде. Система NFS и организация работы с файлами. Файлы в системе NFS. Типы файлов NFS. Режимы работы с файлами в системе NFS. Клиент и сервер NFS. Клиентские операции в системе NFS. Клиент NFS в системе UNIX.
68. Выполнение операций монтирования в системе NFS. Дескриптор файла. Применение дескрипторов вместо составных имен файлов. Поддержка нескольких иерархий в сервере NFS. Протокол монтирования. Транспортные протоколы, применяемые в системе NFS.
Тема 12. Потоковая передача аудио - и видеоинформации
69. Потоковая служба. Доставка данных в реальном времени. Средства компенсации неравномерной задержки. Повторная передача, потеря и восстановление.
70. Транспортный протокол передачи данных в реальном времени. Преобразование и смешивание потоков. Отсроченное воспроизведение и флуктуационные буферы.
71. Протокол управления RTP (RTCP). Синхронизация нескольких потоков. Транспортный протокол RTP и передача от многих ко многим. Сеансы, потоки, порты протокола и демультиплексирование. Концептуальная организация программного обеспечения RTP.
72. Протокол RTP. Структура процессов/потоков. Назначение API-интерфейса. Проект флуктуационного буфера и повторная буферизация. Обработка событий. Нарушения воспроизведения и сложности при обработке отметок времени. Размер библиотеки функций обработки данных в реальном времени.
Тема 13. Безопасность в сетях
73. Сервис защищенного канала. Иерархия сервисов защищенного канала. Распределение функций между протоколами IPSec. Шифрование в протоколе IPSec. Безопасная ассоциация. Транспортный и туннельный режимы.
74. Протокол АН. Протокол ESP. Базы данных SAD И SPD. Брандмауэры.
75. Сервис виртуальных частных сетей. Определение виртуальной частной сети. Критерии оценки и сравнения VPN. Сети VPN на основе разграничения трафика. Сети VPN на основе шифрования.
76. Технология MPLS VPN. Полная связность при абсолютной изолированности. Компоненты сети MPLS VPN. Разграничение маршрутной информации. Использование протокола МР-BGP для связывания сайтов. Независимость адресных пространств. Генерация маршрутных объявлений MP BGP. Перемещение пакета по сети MPLS VPN. Механизм формирования топологии VPN. Степень защищенности.
77. Основы криптографии. Метод подстановки. Метод перестановки. Одноразовые блокноты. Два фундаментальных принципа криптографии. Алгоритмы с симметричным криптографическим ключом.
78. Стандарт шифрования данных DES. Тройное шифрование с помощью DES. Улучшенный стандарт шифрования AES. Режимы шифрования. Криптоанализ.
79. Алгоритмы с открытым ключом. Алгоритм RSA. Другие алгоритмы с открытым ключом. Цифровые подписи. Подписи с симметричным ключом. Подписи с открытым ключом. Профили сообщений. Управление открытыми ключами. Сертификаты. X.509. Инфраструктуры систем с открытыми ключами.
80. Безопасность в беспроводных сетях. Протоколы аутентификации. Аутентификация, основанная на общем секретном ключе. Установка общего ключа: протокол обмена ключами Диффи — Хеллмана. Аутентификация с помощью центра распространения ключей. Аутентификация при помощи протокола Kerberos. Аутентификация с помощью шифрования с открытым ключом.
81. Конфиденциальность электронной переписки. PGP. PEM — почта повышенной секретности. S/MIME.
82. Защита информации во Всемирной паутине. Возможные опасности. Безопасное именование ресурсов. SSL — протокол защищенных сокетов. Защита переносимых программ. Социальный аспект. Конфиденциальность.
6 ФОРМЫ КОНТРОЛЯ ПО ДИСЦИПЛИНЕ
6.1 Текущий контроль
В процессе изучения дисциплины студентами выполняются приведённые выше задания. Выполнение этих заданий является обязательным для всех студентов.
Результаты выполнения заданий являются основанием для оценки степени освоения студентом изучаемой дисциплины. Студенты, не выполнившие в полном объеме указанные работы, не допускаются кафедрой к сдаче экзамена, как не выполнившие график учебного процесса по данной дисциплине.
6.2 Итоговый контроль
Для контроля усвоения данной дисциплины учебным планом предусмотрены: зачёт и междисциплинарный экзамен.
На зачёте проверяются результаты выполнения самостоятельной работы, в форме, определённой выше.
На экзамене ставится оценка по итогам контроля знания лекционного материала. Эта оценка является итоговой по курсу и проставляется в приложении к диплому (выписке из зачетной книжки).
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 |
