Ф е д е р а л ь н о е   а г е н т с т в о   п о   о б р а з о в а н и ю

 

ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

 

 

 

 

 

 

 

УТВЕРЖДАЮ
Декан радиофизического

факультета

_____________ В.В.Демин

“___________________2006 г.

 

 

 

 

 

 

 

Tелекоммуникационные системы

 

Рабочая программа

 

 

 

 

 

 

                          Направление 200200 – Оптотехника

         Специальность 200201 – Лазерная техника и лазерные технологии

 

 

 

 

 

 

 

Статус дисциплины:

Региональный компонент

 

 

 

 

 

 

Томск

 

2006

 

ОДОБРЕНО кафедрой квантовой электроники и фотоники

 

Протокол №____ от “____”____________2006 г.

 

Зав. кафедрой профессор ______________ А.В.Войцеховский

 

 

 

 

 

 

РЕКОМЕНДОВАНО методической комиссией радиофизического факультета

 

Председатель комиссии доцент _________________________ С.Н. Владимиров

 

“____”_______________2006 г.

 

 

 

 

 

 

 

       Рабочая программа по курсу «Телекоммуникационные системы» составлена на основе требований Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по направлению 200200 – Оптотехника, утвержденного 2 марта 2000 г.

 

Общий объем курса 36 ч. Из них: лекции – 28 ч, самостоятельная работа студентов 8 ч (из них 8 ч – компьютерный практикум). Зачет в десятом семестре. Общая трудоемкость курса 1 зач. ед.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СОСТАВИТЕЛЬ:

       Булахов Николай Георгиевич – старший преподаватель кафедры квантовой электроники и фотоники.

 

 

Рецензент:

     профессор Войцеховский А.В.


I. ОРГАНИЗАЦИОННО МЕТОДИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ

 

1.      Цель курса. Цель курса «Телекоммуникационные системы» заключается в приобретении студентами базовых знаний о технологиях передачи данных, используемых для связи и обмена информацией между различными электронными приборами и системами.

2.      Задачи учебного курса. Основная задача курса состоит в освоении студентами современных базовых технологий передачи данных, формировании представления о различных коммуникационных протоколах и умении применить на практике полученные знаний.

3.      Требования к освоению курса. Для освоения курса требуются знание устройства компьютера, основ работы с персональным компьютером и какой либо операционной системы. Освоив курс, студент должен знать: базовые телекоммуникационные технологии, принципы построения телекоммуникационных систем; уметь: применять полученные знания в соответствии с задачами, поставленными перед проектируемой системой.

Для контроля и закрепления студентами полученных знаний необходимо проведение в течение семестра 1-2 проверочных работ, 4 компьютерных лабораторных работ.

 

II. СОДЕРЖАНИЕ КУРСА

 

  1. Телекоммуникации. Общие сведения.

Общий обзор и ретроспектива телекоммуникационных технологий со времён примитивных реализаций до наших дней. Терминология и общие принципы.

  1. Канал передачи данных.

Модель канала передачи данных. Кодирование сигнала. Методы кодирования. Сетевые топологии. Коммутация каналов и коомутация пакетов

  1. Семиуровневая модель ISO/OSI.

Декомпозиция задачи передачи данных. Семиуровневая модель ISO/OSI. Взаимодействие уровней, протоколы. Модель DOD.

  1. Ethernet.

Метод доступа к среде передачи данных CSMA/CD. Понятие коллизии, виды коллизий и их обработка. Структура кадра Ethernet. Формат адреса в сети Ethernet (MAC-Address). Спецификация среды Ethernet. . Время двойного оборота.

  1. Стек протоколов TCP/IP. Формат IP пакета.

Понятие стека протоколов. Общие сведения о стеке протоколов TCP/IP. Уровни стека протоколов TCP/IP. Уровень сетевых интерфейсов. Взаимодействие компьютерных систем на базе TCP/IP. Формат IP пакета.

  1. Адресация в IP сетях.

IP адреса. Разделение сетей на подсети. Классы адресов. Использование масок при IP адресации. Особые IP адреса

  1. Статическая маршрутизация в IP сетях.

Принципы построения таблиц маршрутизации. Особенности маршрутизации в IP сетях.

  1. Динамическая маршрутизация в IP сетях.

Протоколы динамической маршрутизации. Классы протоколов IGP и BGP. Автономные системы. Протоколы RIP, OSPS, BGP.

  1. Сетевое оборудование.

Мосты, концентраторы, коммутаторы и маршрутизаторы. Принципы работы, технологии, соответствующие уровни модели ISO/OSI.

  1. Протоколы ARP, ICMP, UDP.

Описание протоколов ARP, ICMP, UDP. Применение. Форматы заголовков.

  1. Протокол TCP.

Функции протокола TCP. Структура TCP пакета. Установление TCP – соединения. Промежуточные состояния TCP – соединения.

  1. Оверлейные сети.

Понятие. Анонимные сети. Луковичная маршрутизация. Пиринговые сети, DHT.

  1. Технология NAT.

Виды трансляции сетевых адресов. Сферы применения технологии. Преимущества. Ограничения.

  1. Система доменных имён.

Домены, зоны, виды DNS серверов, принципы их конфигурирования. Формат конфигурационных файлов, типы записей. Механизм прямого и обратного разрешения имён.

 

 

15. Темы лабораторных работ

p class=MsoNormal style='margin-left:18.0pt;text-indent:18.0pt;tab-stops:list 54.0pt'>1.      Локальная сеть с двумя узлами

2.      Объединение локальных сетей на маршрутизаторах

3.      Статическая маршрутизация в сетях с избыточными связями

4.      Технология трансляции сетевых адресов (NAT)

 

16. Примерный перечень вопросов к экзамену и зачету

 

1.      Локальные и глобальные сети (используемые технологии, архитектуры, топологии)

2.      Пакетный принцип передачи данных, коммутация каналов/пакетов.

3.      Технология Ethernet (размер пакетов, принцип случайного доступа к среде, время двойного оборота)

4.      Модель ISO/OSI. Принцип межсистемного взаимодействия открытых систем.

5.      Уровни модели ISO/OSI и их функции.

6.      Протоколы, используемые на различных уровнях модели ISO/OSI.

7.      Немаршрутизируемые протоколы и маршрутизируемые. Адреса на различных уровнях модели ISO/OSI.

8.      Сетевое оборудование использующее адреса различных уровней, IP адреса, классы сетей, адреса сетей и устройств, подсети и маски.

9.      процесс передачи пакетов между локальными сетями по протоколу IP.

10.  Статическая маршрутизация. Таблицы маршрутизации, их содержание и принципы построения.

11.  Классы и типы протоколов динамической маршрутизации.

12.  Возможности преимущества и недостатки различных протоколов динамической маршрутизации (RIP RIPv2 OSPF BGP))

13.  Протокол RIP. Форматы пакетов RIP, RIPv2.

14.  Система доменных имён. Домены, зоны, виды DNS серверов, принципы их конфигурирования

15.  Формат конфигурационных файлов, типы записей.

16.  Механизм прямого и обратного разрешения имён.

17.  Форматы пакетов IPv4, TCP, UDP, ICMP, ARP, RIP.

18.  Установление TCP соединения. Диаграмма установления TCP соединения.

19.  Принципиальные отличия TCP и UDP. Порты.

20.  Технология NAT

21.  Оверлейные сети, луковичная маршрутизация

22.  Пиринговые сети, DHT.


III. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЧАСОВ КУРСА ПО ТЕМАМ И ВИДАМ РАБОТ

 

  №№ п/п

 

 

 

 

 

Наименование тем

Всего часов

Аудиторные

занятия (час)

Самостоятельная

работа

в том числе

Лекции

Семинары

Лабораторные

занятия

1

Телекоммуникации. Общие сведения.

2

2

 

 

 

2

Канал передачи данных.

2

2

 

 

 

3

Семиуровневая модель ISO/OSI.

2

2

 

 

 

4

Ethernet.

2

2

 

 

 

5

Стек протоколов TCP/IP. Формат IP пакета.

3

2

 

1

1

6

Адресация в IP сетях.            

3

2

 

1

1

7

Статическая маршрутизация в IP сетях

4

2

 

2

2

8

Динамическая маршрутизация в IP сетях.

2

2

 

 

 

9

Сетевое оборудование.

2

2

 

 

 

10

Протоколы ARP, ICMP, UDP.

4

2

 

2

2

11

Протокол TCP.

2

2

 

 

 

12

Оверлейные сети.

2

2

 

 

 

13

Технология NAT.

4

2

 

2

2

14

Система доменных имён.

2

2

 

 

 

 

       ИТОГО

36

28

 

8

8

Лабораторный практикум выполняется в рамках часов, отведенных на самостоятельную работу.

 

IV. ФОРМЫ ИТОГОВОГО КОНТРОЛЯ

 

Зачет в десятом семестре.

 

V. УЧЕБНО_МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ КУРСА

 

Рекомендуемая литература

1.      Олифер В.Г. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы: Учебник для вузов. 3-е изд. / В.Г. Олифер, Н.А. Олифер. - Спб: Изд-во "БХВ - Петербург" - 2006. - 958 c.

2.      Немет Э. и др., UNIX: Руководство системного администратора: Для профессионалов.- Спб: Изд-во "БХВ - Петербург", 2005 г., 925 стр.

3.      Лора А. Чеппел, Эд Титтел, "TCP/IP. Учебный курс (с CD-ROM)".- Спб: Изд-во "БХВ - Петербург", 2003 г., 960 стр., ISBN 5-94157-315-4

4.      Избачков Ю.С., Петров В.Н. Книга "Информационные системы".- Спб: Изд-во "БХВ - Петербург", 2005 г., 655 стр.

5.      Бройдо В.Л. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации.- Спб: Изд-во "БХВ - Петербург", 2005 г., 456 стр., ISBN 5-318-00530-6 

6.      Зима В.М. и др. Безопасность глобальных сетевых технологий.- Спб: Изд-во "БХВ - Петербург", 2003 г., 320 стр., ISBN 5-94157-023-6