Рабочая программа дисциплины Сетевые архитектуры

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Саратовский государственный университет имени

Факультет компьютерных наук и информационных технологий

УТВЕРЖДАЮ

___________________________

"__" __________________20__ г.

Рабочая программа дисциплины

Сетевые архитектуры

Направление подготовки

230100 Информатика и вычислительная техника

Профессионально-образовательная программа

Сети ЭВМ и телекоммуникации

Квалификация (степень) выпускника

Магистр

Форма обучения

Очная

Саратов,

2013 год

1. Цели освоения дисциплины

В результате освоения данной дисциплины у студентов должно быть сформировано четкое представление о взаимосвязи архитектур и иерархий существующего многообразия сетевых информационных систем, их эволюции и перспективах развития. О принципах выбора и оптимизации архитектуры в зависимости от задач, решаемых системой. Полученные знания должны обеспечивать базовую компетентность для эксплуатации или проектирования гетерогенных сетевых сред с использованием современных и перспективных технологий.

2.Место дисциплины в структуре ООП

Данная учебная дисциплина входит в вариативную часть (знания, умения, навыки определяются ООП вуза) профессионального цикла. Код УЦ ООП: М2.В.5.

Для изучения дисциплины необходимы компетенции, сформированные у обучающихся в результате освоения общенаучного цикла по программе бакалавриата или специалитета, дисциплин: «Аппаратные и программные средства вычислительной техники», «Теоретическая информатика».

Дисциплина имеет логическую и содержательно-методическую взаимосвязь с изучаемыми параллельно дисциплинами «Сети ЭВМ и системы телекоммуникаций», «Проектирование компьютерных сетей».

Сформированные в процессе изучения дисциплины «Сетевые архитектуры» компетенции, необходимы студенту при изучении дисциплины «Корпоративные информационные системы».

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

Данная дисциплина способствует формированию у студентов следующих компетенций:

- способен совершенствовать и развивать свой интеллектуальный и общекультурный уровень (ОК-1);

- способен к самостоятельному обучению новым методам исследования, к изменению научного и научно-производственного профиля своей профессиональной деятельности (ОК-2);

- способен свободно пользоваться русским и иностранным языками, как средством делового общения (ОК-3);

- способен проявлять инициативу, в том числе в ситуациях риска, брать на себя всю полноту ответственности (ОК-5);

- способен самостоятельно приобретать с помощью информационных технологий и использовать в практической деятельности новые знания и умения, в том числе в новых областях знаний, непосредственно не связанных со сферой деятельности (ОК-6);

- способен к профессиональной эксплуатации современного оборудования и приборов (в соответствии с целями магистерской программы) (ОК-7);

- применять перспективные методы исследования и решения профессиональных задач на основе знания мировых тенденций развития вычислительной техники и информационных технологий (ПК-1);

- формировать технические задания и участвовать в разработке аппаратных и/или программных средств вычислительной техники (ПК-4);

- применять современные технологии разработки программных комплексов с использованием CASE-средств, контролировать качество разрабатываемых программных продуктов (ПК-6);

- организовывать работу и руководить коллективами разработчиков аппаратных и/или программных средств информационных и автоматизированных систем (ПК-7);

В результате освоения дисциплины обучающийся должен:

Знать:

- сферы применения различных сетевых архитектур;

- принципы построения сложных сетевых систем с использованием различных технологий;

- функциональные возможности сетей различных типов.

Уметь:

- определять технические требования для выбора сетевой архитектуры под конкретную задачу;

- определять и анализировать эксплуатационные характеристики сетей и систем связи;

Владеть:

- навыками эффективной эксплуатации сетей и сетевого оборудования различных архитектур.

4. Структура и содержание дисциплины

Общая трудоемкость дисциплины составляет 2 зачетных единицы, 72 часа.

№ п/п	Раздел дисциплины	Семестр	Неделя семестра	Неделя семестра Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и трудоемкость (в часах)	Формы текущего контроля успеваемости (по неделям семестра) Формы промежуточной аттестации (по семестрам)
Всего часов	Лекции	Лабораторные (Практические) занятия	Самостоятельная работа
1	Предмет изучения, стандартизация сетевых архитектур	3	1-2	9	2	2	5	Контрольные вопросы по теме 1
2	Персональные беспроводные сети малого радиуса действия	3	3-4	9	2	2	5	Контрольные вопросы по теме 2
3	Локальные вычислительные сети на базе Ethernet	3	5-6	9	2	2	5	Контрольные вопросы по теме 3
4	Беспроводные локальные сети	3	7-8	9	2	2	5	Контрольные вопросы по теме 4
5	Беспроводные сети городского и регионального масштаба	3	9-10	9	2	2	5	Контрольная работа №1
6	Магистральные сети	3	11-12	9	2	2	5	Контрольные вопросы по теме 5
7	Логическая архитектура сетей TCP/IP	3	13-14	9	2	2	5	Контрольные вопросы по теме 6
8	Архитектура глобальной сети Интернет	3	15-16	9	2	2	5	Контрольные вопросы по теме 7
	Промежуточная аттестация	зачет
	ИТОГО	72	16	16	40

Раздел 1 «Предмет изучения, стандартизация сетевых архитектур»

Области использования сетевых технологий. Единая информационная среда. Классификация сетей по назначению, масштабу и архитектуре. Создание и работа комитета IEEE 802. Активные рабочие группы IEEE. Область деятельности сектора стандартизации электросвязи международного союза электросвязи (ITU-T). Области ответственности Internet Engineering Task Force (IETF). Процедура разработки и принятия стандартов архитектуры сети Интернет в форме RFC XXXX.

Раздел 2 «Персональные беспроводные сети малого радиуса действия»

Задачи, решаемые сетями малого радиуса действия. Требования к их пропускной способности. Особенности использования радиочастотного спектра. Особенности логической и пространственной архитектуры таких сетей. Энергоэффективность. Bluetooth, ZigBee, 6loWPAN.

Раздел 3 «Локальные вычислительные сети на базе Ethernet»

Архитектура базового стандарта 10BASE-5 и его эволюция: Fast Ethernet, Gigabit Ethernet и далее. Реализации на витой паре и оптическом волокне. Стандарт IEEE 802.3ba. Иерархическая структура, обеспечение масштабируемости и отказоустойчивости в сетях на базе устройств канального уровня. Коммутаторы 3-го уровня, их преимущества и область применения. Ethernet в операторских сетях городского масштаба.

Раздел 4 «Беспроводные локальные сети»

Задачи, решаемые беспроводными локальными сетями. Их преимущества и недостатки. Эволюция стандарта IEEE 802.11. Альянс Wi-Fi и его роль в развитии технологии. Особенности использования выделенных частотных диапазонов. Организация доступа к среде передачи. Инфраструктура беспроводных сетей: IBSS, BSS, ESS, WDS. Защита информации в беспроводных сетях: использование только SSID, WEP, WPA и WPA2.

Раздел 5 «Беспроводные сети городского и регионального масштаба»

"Не локальные" беспроводные сети. Мобильная телефония. Передача данных в сетях мобильной телефонии. Технологии GSM, GPRS, EDGE, G3,G4/LTE. Стандарты IEEE 802.16 Wi-Max, IEEE 802.20 и 802.22.

Раздел 6 «Магистральные сети»

Синхронная цифровая иерархия Sonet/SDH. Мультепликсирование оптических каналов с разделением по длине волны (WDM, DWDM, HDWDM, CWDM). Оптические транспортные сети (OTN).

Раздел 7 «Логическая архитектура сетей TCP/IP»

Логическая структура сетевого уровня протокола IP. Адресация сетевого уровня: классы сетей, подсети. Типы адресации. Организация пакета IP v.4, фрагментация пакетов. Функции межсетевого протокола управляющих сообщений ICMP. ARP - взаимодействие сетевого и канального уровней. Задачи и новации IP v.6.

Раздел 8 «Архитектура глобальной сети Интернет»

Система административного управления глобальной сетью. Предоставления доступа конечным пользователям. Области ответственности операторов сети. Определение AS. Особенности маршрутизации в BGP.

5. Образовательные технологии

В учебном процессе при реализации компетентностного подхода используются активные и интерактивные формы проведения занятий: групповое ситуационное моделирование, дебаты, блиц-опросы, тестирование. Используются мультимедийные презентации при представлении лекционного материала.

7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины "Сетевые архитектуры"

а) основная литература:

1. Олифер Н. А. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы. -СПб.:Питер, 2011, 943 стр.

2. Э. Таненбаум. Компьютерные сети. - СПБ.:Питер, 2010, 991 стр

б) дополнительная литература:

1. Палмер М, Проектирование и внедрение компьютерных сетях. Учебный курс. – 2-е изд. СПб. БХВ-Петербург, 2004. – 732 с.

2. Дж. Уолренд. Телекоммуникационные и компьютерные сети. Вводный курс. - М.: Постмаркет, 20с.

в) программное обеспечение и Интернет-ресурсы:

Операционная система с поддержкой стека протоколов TCP/IP, вэб-браузер, PuTTY - клиент для удалённого доступа, доступ в глобальную сеть Интернет.

8. Материально-техническое обеспечение дисциплины

Лекционная аудитория с возможностью демонстрации электронных презентаций при уровне освещения, достаточном для работы с конспектом. Лабораторная аудитория ПЭВМ, оснащенными необходимым программным обеспечением, подключенными к локальной сети и имеющими доступ в глобальную сеть Интернет.

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом рекомендаций и Примерной ООП ВПО по направлению подготовки 230100 «Информатика и вычислительная техника» по программе подготовки «Сети ЭВМ и телекоммуникации».

Автор Доцент кафедры дискретной математики и информационных технологий, к. ф.-м. н.

___________

Программа одобрена на заседании кафедры дискретной математики и информационных технологий от «20» мая 2013 года, протокол

Заведующий кафедрой дискретной математики и информационных технологий, доцент

___________

Декан факультета __________________

к. ф.-м. н., доцент