Цифровые сети и системы коммутации (стр. 1 )

МПС РОССИИ

РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ОТКРЫТЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

Одобрено кафедрой “Транспортная связь”

Утверждено Деканом факультета “Управление процессами перевозок”

ЦИФРОВЫЕ СЕТИ И СИСТЕМЫ КОММУТАЦИИ

Рабочая программа и задание на контрольную работу № 1 для студентов V курса

Специальности

210700 Автоматика, телемеханика и связь на ж. д. транспорте

Специализации

210707 Волоконно-оптические системы передачи и сети связи

М о с к в а – 2 0 0 3

Разработана на основании примерной учебной программы данной дисциплины составленной в соответствии с государственными требованиями к минимуму содержания и уровню подготовки инженера по специальности 210700

Составитель – к. т.н., доц.

Рецензент – к. т.н., доц.

Курс - 5

Всего часов - 142

Лекционные занятия - 8

Лабораторно - практические занятия - 12

Контрольная работа - 1 (количество)

Зачет -1(количество)

Экзамен - 1 (количество)

Самостоятельная работа - 121

1.Цель и задачи дисциплины

1.1  Цель преподавания дисциплины - изучение принципов построения, функционирования и эксплуатации локальных сетей коммутируемых сетей, основанных на современных технических и программых средствах.

1.2. Задача преподавания дисциплины заключается в изучениии теоретических основ построения сетей, глубоком понимании протоколов функционирующих на конкретных уровнях сети, изучении современных технологий, аппаратной и программной базы, а также приобретения практических навыков в инсталляции и конфигурировании систем с применением коммутаторов.

1.2.1.Изучив дисциплину "Цифровые сети и системы коммутации " студент должен:

1.2.2 Знать и уметь использовать теорию построения и анализа современных сетей с применением коммутаторов, функционирование виртуальных сетей, современную аппраратную и программную базу.

1.2.3.Владеть методами и практическими навыками инсталляции и конфигурирования реальных систем, поиском неисправностей в системах. Иметь навыки модернизации существующих виртуальных сетей и проектирования вновь создаваемых.

2. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

2.1. Программа по дисциплине "Цифровые сети и системы коммутации"

для удобства пользования представлена в виде перечня тем, каждая из которых объединяет логически завершенный материал. По каждой теме указана соответствующая литература и раздел.

2.1.1 Сеть предприятия

2.1.2. Традиционные сети предприятия. Проблемы быстродействия в сетях. Коллизии. Пропускная способность. Широковещательные и многоадресные рассылки. Правило 80/20. Новое правило 20/80. Виртуальные сети. Новые модели сетей предприятия. Сетевые службы. Локальные службы. Удаленные службы. Корпоративные службы. Технологии коммутации.

2.1.3. Модель OSI. Инкапсуляция данных. Коммутация уровня 2. Ограничения коммутации уровня 2. Маршрутизация. Коммутация уровня 3. Коммутация уровня 4. Многоуровневая коммутация. Иерархическая модель CISCO. Трехуровневая иерархическая модель. Уровень ядра. Уровень доступа. Коммутаторы уровня ядра, доступа, распределения. Компоновочные блоки.

2.1.4. Блоки коммутаторов, блок ядра. Свернутое ядро. Двойное ядро. Размер ядра. Масштабирование магистралей уровня два. Протокол связующего дерева. Масштабирование магистралей уровня 3. Быстрая конвергенция, автоматическая балансировка нагрузки. Устранение проблем равномерного информационного обмена.[8.1.1,гл.1]

2.2. Виртуальные локальные вычислительные сети (ЛВС)

Преимущество виртуальных ЛВС. Контроль широковещательной рассылки. Безопасность. Гибкость и масштабируемость. Свернутая магистраль ЛВС. Масштабирование блока коммутаторов. Определение границ виртуальных ЛВС. Сквозные виртуальные ЛВС. Локальные виртуальные ЛВС. Группы виртуальных ЛВС. Статические виртуальные ЛВС. Динамические виртуальные ЛВС. Идентификация виртуальных ЛВС. Добавление тегов к фреймам. Протокол межкоммутационного канала. Транкирование. Протокол VLAN TRUNK PROTOCOL (VTP). Режимы работы VTP. Серверный режим VTP. Клиентский режим VTP. Прозрачный режим VTP. Уведомления VTP. [8.1.1,гл.2]

2.3. Коммутация уровня 2 и протокол связующего дерева.

Три функции коммутации уровня 2. Запоминание адреса, определение пересылки и фильтрации, предотвращение петель. Механизм связующего дерева. Выбор корневого моста. Выбор назначенного порта. Состояния порта связующего дерева. Типы коммутации ЛВС. Сохранение и пересылка. Режим реального времени. Режим без фрагментации. [8.1.1,гл.3]

2.4. Использование протокола связующего дерева в виртуальных ЛВС.

Связующее дерево для каждой виртуальной ЛВС. Общее связующее дерево. Масштабирование протокола связующего дерева. Определение корневого устройства. Назначение стоимости порта, назначение приоритета порта. Изменение таймера протокола связующего дерева. Избыточные каналы и протокол связующего дерева. [ 8.1.1,гл.5]

2.5. Маршрутизация между виртуальными ЛВС

Маршрутизация между виртуальными каналами. Множественные каналы. Единственный транкированный канал. Модули переключения маршрутов. Маршрутизация межкоммутационного канала. Внешний и внутренний процессор маршрутизации. [8.1.1гл.6].

2.6. Многоуровневая коммутация

Основы многоуровневой коммутации. Требования многоуровневой коммутации. Процесс многоуровневой коммутации. Однаружение протокола многоуровневой коммутации. Коды XTAG. Кэш многоуровневой коммутации. Назначение домена VTP. [8.1.1,гл.7]

2.7 Протокол HSRP

Отказоустойчивая маршрутизация. PROXY ARP. Происхождение PROXY ARP. Применение PROXY ARP с маршрутизаторами. Протокол динамической маршрутизации. Протокол ICMP IRDR. Свойства активного маршрутизатора. [8.1.1,гл.8]

2.8. Многоадресная рассылка

Обзор многоадресных рассылок. Одноадресная рассылка. Широковещиние. Многоадресная рассылка. Адресация многоадресной рассылки. Сопоставление адресов многоадресной рассылки IP и Ethernet. Перекрытие второго и третьего уровней. Управление многоадресной рассылкой в объединенной сети. Подписка и обслуживание групп. Маршрутизация многоадресных пересылок. Деревья распределения. Исходное дерево. Общие деревья. Управление многоадресной доставкой. Время жизни (TTL).[8.1.1,гл.9]

2.9. Политики доступа.

Определение политики доступа. Политики и иерархическая модель. Управление сетевыми устройсвами. Физическая безопасность. Пароли. Привилегированные уровни. Сообщения. Ограничения доступа VTY. Контроль доступа HTTP. Политика уровня доступа. Обслуживание таблицы МАС - адресов. Политика уровня распределения. Списки доступа. Фильтрация маршрутов.[8.1.1,гл.11]

3. ВИДЫ РАБОТ С РАСПРЕДЕЛЕНИЕМ ВРЕМЕНИ

Всего часов – 142 ч.

Лекции – 8 ч.

Лабораторно-практических работ-12 ч.

Контрольная работа-1(количество)

Зачеты (количество)-1

Экзамены (количество)-1

Самостоятельная работа - 121 ч.

4. ПЕРЕЧЕНЬ ТЕМ ЛЕКЦИОННЫХ ЗАНЯТИЙ

№ п/п	Наименование темы	Количество часов
1	Сеть предприятия. Виртульные локальные вычислительные сети.	2
2	Коммутация уровня 2 и протокол связующего дерева. Использование протокола связующего дерева в виртуальных ЛВС.	2
3	Маршрутизация между виртуальными ЛВС. Многоуровневая коммутация.	2
4	Протокол HSPR. Многоадресная рассылка. Политики доступа.	2

5. ПЕРЕЧЕНЬ ТЕМ, КОТОРЫЕ СТУДЕНТЫ ДОЛЖНЫ

ПРОРАБОТАТЬ САМОСТОЯТЕЛЬНО

Для самостоятельной проработки рекомендуется ряд тем, связанных с углубленным изучением протоколов коммутации, настройкой коммутаторов.

5.1  По разделу транкирование: настройка магистральных портов коммутаторов серии Cisco 1900 и 5000. [8.2.1]

5.2  Кабельные носители. Применение носистелей Ethernet в объединенной сети 10BaseT. [8.2.1]

5.3  Протоколы маршрутизации: протокол Distance Vector Routing Protocol (DVMRP); Multicast Open Shortest Path First (MOSPF); PIM DM. Протоколы маршрутизации разреженного режима Core-Based; PIM SM.[8.1.1,гл.9]

6. ПЕРЕЧЕНЬ ТЕМ ЛАБОРАТОРНО-ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ

№ п /п	Наименование темы	Количество часов
1	Настройка магистральных портов	2
2	Настройка виртуальные ЛВС	2
3	Настройка маршрутизации между виртуальными каналами	2
4	Настройка многоуровневой коммутации	2

7. КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

7.1. Тема контрольной работы: "Построение ЛВС с примененем коммутации второго уровня и протокола связующего дерева".

7.2. В состав контрольных работ входит Задача №1, пояснительная записка.

7.3. Пояснительная записка должна включать следующие разделы:

7.3.1.  Описание процесса коммутации уровня 2;

7.3.2.  Описание функций коммутации;

7.3.3.  Описание механизма связующего дерева;

7.3.4.  Указать корневой мост;

7.3.5.  Указать назначенные порты;

7.3.6.  Указать неназначенные порты

7.3.7.  Условие задачи согласно табл.1., расчетная схема аналогична рис1, кроме значений MAC-адресов. Приоритет по умолчанию для всех вариантов равен 32768. Номер варианта соответствует последней цифре шифра.

№ варианта	МАС-адрес Устр. 1900А	МАС-адрес Устр 1900В	МАС-адрес Устр. 1900С
0	0а.00.с2.32.а0.ва	0а.00.с2.32.1а. ва	0а.00.с2.32.2а. вв
2	0а.00.с2.32.3а. ва.	0а.00.с2.32.4а. ва	0а.00.с2.32.5а. ва
3	0а.00.с2.6а.13.ва	0а.00.с2.7.а.14.ва	0а.00.с2.8а.25.ва
4	0а.00.с2.9а.16.ва	0а.00.с2.аа.17.ва	0а.00.с2.32.ва. ва
5	0а.00.с2.са.19.ва	0а.00.с2.32.dа. вв	00.а0.0с.23.еа. вв
6	0а.00.с2.32.аf. ав	0а.00.00.02.32.с1	0а. а0.0с.23.в2.ас
7	0а.00.с2.32.в3.аd	0а..00.с2.в3.ае	0а.00.с2.32.в3.аf
8	0а.00.с2.32.е0.00	0а.00.с2.32.е1.00	0а.00.с2.32.е2.00
9	оа.00.с2.32. е3.00	оа.00.с2.32.е4.00	оа.00.с2.32.е5.00

8. ИНФОРМАЦИОННО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ