Архитектура телекоммуникационных сетейSyllabus

Subject code

MS-1413

Credits

6

Student workload

135

Semester

Spring semester

Academic year

1

Subject type

Elective

Form of education

Full-time

Language of instruction

Russian

In-class hours

Лекции — 30 часов; практические занятия — 15 часов

Out-of-class hours

Самостоятельная работа — 90 часов; консультации — 1 час

Дисциплина «архитектура телекоммуникационных сетей» изучает структуру, принципы функционирования, основные компоненты современных телекоммуникационных сетей и особенности их взаимодействия. в рамках дисциплины рассматриваются архитектура различных типов телекоммуникационных сетей, сетевые уровни, системы передачи данных, технологии коммутации и маршрутизации, протоколы и сетевые услуги. цель дисциплины — сформировать у студентов фундаментальные знания и практические навыки в области проектирования, организации, управления и развития телекоммуникационных сетей. также изучаются архитектурные особенности современных технологий, таких как ip-сети, сети мобильной связи, оптические системы связи, технологии 4g/5g, voip и облачные телекоммуникационные услуги. в результате освоения дисциплины студенты смогут анализировать структуру телекоммуникационных сетей, определять функции сетевых элементов, сравнивать различные архитектуры и приобретут базовые навыки выбора и проектирования сетевых решений в соответствии с конкретными требованиями.

• lecture
• teamwork
• presentations

1. 1

   CLO 1: Знать и применять архитектуры и принципы функционирования телекоммуникационных систем, включая мобильные сети, ip-сети, voip, 5g и оптические сети; владеть теоретическими и практическими знаниями сетевых протоколов, таких как tcp/ip, sip, rtp, MPLS и bgp; анализировать и проектировать сетевую инфраструктуру с точки зрения безопасности.

2. 2

   CLO 2: Применять методы криптографического шифрования в телекоммуникационных сетях, шифровать голосовые данные, информацию и сигналы; обеспечивать безопасную передачу данных в широкополосных сетях и радиоканалах; использовать технологии межсетевых экранов, ids/ips, VPN и защиты от ddos-атак.

3. 3

   CLO 3: Знать возможные атаки на телекоммуникационную инфраструктуру, включая imsi-catcher, атаки типа «человек посередине» (man-in-the-middle), глушение сигналов (jamming) и эксплуатацию уязвимостей ss7; применять программные и технические средства для обнаружения и предотвращения таких атак; анализировать уязвимости и утечки в телекоммуникационных системах, проводить тестирование на проникновение.

4. 4

   CLO 4: Анализировать риски безопасности телекоммуникационных систем, разрабатывать стратегии управления рисками, а также проектировать политики и процедуры безопасности для операторов связи.

5. 5

   CLO 5: Знать местные и международные стандарты информационной безопасности в телекоммуникационном секторе, включая iso/iec 27011, etsi, itu-t и nist, а также требования к защите абонентских данных, персональных данных и обеспечению конфиденциальности; применять их в профессиональной деятельности.

6. 6

   CLO 6: Анализировать риски безопасности телекоммуникационных систем, разрабатывать и реализовывать стратегии управления рисками, политики и процедуры информационной безопасности для телекоммуникационной инфраструктуры.

1. 1.
   Основные понятия и архитектурные принципы телекоммуникационных сетейLecture

   Изучаются назначение, основные функции и этапы развития телекоммуникационных сетей. рассматриваются физическая и логическая структуры сетей, сетевые узлы, среды передачи, оконечные устройства и сетевые услуги. объясняется роль архитектурных принципов в построении современной телекоммуникационной инфраструктуры.

2. 2.
   Топологии сетей и архитектурные моделиLecture

   Рассматриваются топологии «звезда», «кольцо», «шина», «дерево» и «сетка» (mesh), их преимущества и ограничения. сравниваются централизованные и распределённые архитектуры. анализируется влияние топологии сети на производительность, надёжность, масштабируемость и отказоустойчивость.

3. 3.
   Модели OSI и tcp/ip и взаимодействие сетевых протоколовLecture

   Изучаются семь уровней модели OSI и основные компоненты модели tcp/ip. объясняются функции каждого уровня, взаимодействие протоколов, принципы инкапсуляции и декапсуляции данных. рассматриваются методы выявления и диагностики сетевых проблем на различных уровнях.изучаются семь уровней модели OSI и основные компоненты модели tcp/ip. объясняются функции каждого уровня, взаимодействие протоколов, принципы инкапсуляции и декапсуляции данных. рассматриваются методы выявления и диагностики сетевых проблем на различных уровнях.

4. 4.
   Технологии физического и канального уровнейLecture

   Изучаются принципы передачи данных через физическую среду, медные кабели, оптическое волокно и беспроводные каналы связи. рассматриваются технология ethernet, mac-адреса, передача кадров, принципы работы коммутаторов и обмен данными на канальном уровне. анализируются такие показатели, как скорость передачи, задержка и качество сигнала.

5. 5.
   Ip-адресация и логическая организация сетейLecture

   Изучаются принципы адресации ipv4 и ipv6, разделение сетей на подсети, cidr, шлюзы и планирование адресного пространства. рассматриваются распределение сетевых адресов, эффективное использование адресного пространства и организация взаимодействия между сетями различного масштаба.

6. 6.
   Технологии коммутации и маршрутизацииLecture

   Изучаются основные принципы коммутации и маршрутизации, таблицы маршрутизации и механизмы передачи пакетов. сравниваются статическая и динамическая маршрутизация, а также принципы работы протоколов rip, OSPF и bgp. анализируются вопросы организации межсетевого взаимодействия и факторы, влияющие на выбор маршрутов.

7. 7.
   Vlan и сегментация сетейLecture

   Изучаются создание и применение виртуальных локальных сетей (vlan), логическая сегментация, транковые соединения и принципы маршрутизации между vlan. рассматривается значение разделения сети на сегменты с точки зрения управления, производительности и безопасности.

8. 8.
   Wan-сети и технология MPLSLecture

   Изучаются архитектура глобальных сетей (wan), объединение сетей, расположенных в различных географических регионах, и структура сетей операторов связи. рассматриваются принципы работы технологии mpls, передача пакетов на основе меток, инженерия трафика и организация сетевых услуг.

9. 9.
   Качество обслуживания в телекоммуникационных сетяхLecture

   Изучается понятие качества обслуживания (qos), а также такие показатели, как пропускная способность, задержка, джиттер и потеря пакетов. анализируются механизмы приоритизации трафика, управления очередями и распределения ресурсов для голосовых, видеосервисов и других приложений реального времени

10. 10.
    Архитектура оптических сетей связиLecture

    Изучаются основные компоненты волоконно-оптических систем связи, принципы оптической передачи, технология WDM и структура оптических сетей. рассматривается архитектура сетей оптического доступа ftth, PON и других аналогичных решений. оценивается роль оптических сетей в обеспечении высокой пропускной способности, надёжности и широкополосных услуг.

11. 11.
    Архитектура сетей мобильной связи: 4g LTE и 5gLecture

    Изучаются поколения систем мобильной связи и направления их развития. рассматриваются основные компоненты сети 4g lte, архитектура 5g, сеть радиодоступа, ядро сети и принципы разделения сети на логические сегменты (network slicing). анализируются требования к низкой задержке, высокой скорости передачи данных и подключению большого количества устройств.

12. 12.
    Программно-определяемые сети (sdn) и виртуализация сетевых функций (nfv)Lecture

    Изучаются разделение плоскостей управления и передачи данных в архитектуре sdn, централизованное управление сетью и принципы программируемых сетей. рассматривается виртуализация сетевых функций на основе программного обеспечения с использованием подхода nfv. оцениваются возможности этих технологий с точки зрения гибкости, автоматизации и эффективного использования ресурсов.

13. 13.
    Облачные сети, iot и архитектуры периферийных вычисленийLecture

    Изучаются облачные сетевые услуги, архитектура сетей центров обработки данных, подключение устройств интернета вещей (iot) и принципы периферийных вычислений (edge computing). анализируется влияние обработки данных вблизи источника их возникновения на задержку и использование сетевых ресурсов. рассматриваются вопросы взаимодействия и масштабирования распределённых сервисов.

14. 14.
    Безопасность телекоммуникационных сетей и отказоустойчивая архитектураLecture

    Изучаются основные угрозы сетевой инфраструктуре, защита сетевых устройств, контроль доступа, зашифрованная связь, сегментация сетей и механизмы мониторинга. рассматриваются принципы построения безопасной архитектуры, резервные соединения, избыточность, отказоустойчивость и обеспечение непрерывности предоставления услуг.

15. 15.
    Проектирование современных телекоммуникационных сетей и сравнительный анализ архитектурLecture

    Изучаются определение технических требований к телекоммуникационным сетям различного масштаба, выбор топологии, разработка плана адресации и выбор механизмов маршрутизации. сравниваются традиционные сети, архитектуры SDN и nfv, а также решения на основе 5g. проводится оценка архитектур по критериям производительности, стоимости, безопасности, надёжности и масштабируемости.

1. Kurose, j. f., ross, k. w. computer networking: a top-down approach. pearson.
2. Tanenbaum, a. s., wetherall, d. j. computer networks. pearson.
3. Stallings, w. data and computer communications. pearson.
4. Forouzan, b. a. data communications and networking. mcgraw-hill.
5. Odom, w. CCNA 200-301 official cert guide. cisco press.
6. Ietf. серия документов request for comments (rfc).