3 семестр – Технологии сети Интернет
Преподаватель: Гурьев Д.Е.
- Объем: лекции: 34 часа, лабораторные работы: 24 часа, всего 58 часов.
- Форма проведения занятий: лекции и лабораторные занятия
Аннотация
В курсе рассматриваются базовые протоколы передачи данных в сети Интернет.
Проводится лабораторная работа по настройке маршрутизации, службы имен (DNS) и межсетевого экрана.
Цели и задачи курса
Формирование у слушателей целостного представления об устройстве и функционировании сети Интернет, аппаратных и программных компонентах, обеспечивающих работу Интернет, и их взаимосвязях, понимания терминологии, формирование начальных навыков создания фрагментов сети Интернет и управления ими.
Компетенции, формируемые курсом
Предполагается, что студент, прослушавший курс «Технологии сети Интернет», должен:
– знать архитектуру стека протоколов TCP/IP, основные протоколы этого стека (IP,ICMP,TCP,UDP), понимать принципы работы маршрутизаторов, службы имен (DNS), межсетевых экранов,
– уметь работать со стандартами Интернет (RFC), руководствами и справочными документами по протоколам Интернет, техническим средствам Интернет, уметь настроить небольшую сеть на основе стека протоколов TCP/IP,
– владеть необходимой терминологией; владеть навыками управления службами маршрутизации, имен (DNS) и межсетевого экрана (в среде FreeBSD).
Содержание курса
- Введение.
- Значение сети Интернет в жизни общества (общая дискуссия: Интернет – средство общения, средство ускорения документооборота, площадка для новых форм бизнеса, новая медиа-среда, инструмент глобализации). История сети Интернет. Цели, поставленные при разработке ARPANET (независимость от оборудования, отказоустойчивость, децентрализованность), и их влияние на последующее распространение Интернет. Примеры сервисов Интернет.
- Организационная структура Интернет. ISOC, IAB, IETF, IESG, IANA. Стандартизация в Интернет. RFC.
- Стек протоколов TCP/IP в сравнении с эталонной моделью OSI. Понятие эталонной модели. Сетевые уровни: физический, канальный, сетевой, транспортный, сеансовый, представления, прикладной (OSI); взаимодействия с оборудованием, межсетевой, транспортный, прикладной (TCP/IP); их соответствие и различия.
- Адресация в Интернет.
- Адресация сетевых станций (хостов) при помощи ip-адресов. Классы адресов и бесклассовая адресация и маршрутизация. Маска сети.
- Система доменных имен: назначение.
- Адресация процессов при помощи номеров портов. Адресация стандартных сервисов.
- Адресация сущностей прикладного уровня – специфична для протокола прикладного уровня. Примеры. Универсальная система адресации ресурсов всемирной паутины. Понятия URI, URL, URN. Примеры URL для протокола HTTP.
- Система доменных имен.
- Символические имена хостов. Исторический механизм назначения имен при помощи файла hosts. Исходные требования к системе DNS: отказоустойчивость, распределенное функционирование, децентрализованное администрирование.
- Архитектура DNS. Иерархическое пространство имен. Понятие домена. Понятие ресурсной записи. Типы ресурсных записей: A, PTR, CNAME, MX, NS, SOA, другие. Понятие зоны. Компоненты программного обеспечения: сервер, резолвер (клиент) и их функции. Первичные и вторичные сервера зон.
- Поиск в DNS. Рекурсивный и нерекурсивный поиск, рекурсивные и нерекурсивные сервера.
- Формат сообщений протокола DNS. Текстовый формат описания зоны. Делегирование зон и «склеивающие» записи.
- Уязвимость сервиса DNS к подмене сообщений. Варианты атак.
- Архитектура расширения безопасности DNSSec. Назначение новых типов ресурсных записей RRSIG, DNSKEY, DS, TSIG. Безопасное делегирование зон.
- Протокол IP. Назначение. Формат заголовка IP-дейтаграммы. Опции. Алгоритмы фрагментации и реассемблирования дейтаграмм.
- Протокол ICMP. Назначение. Формат дейтаграммы. Избранные типы сообщений (Destination Unreachable, Time Exceed, Redirect, Source Quench, и др.).
- Протокол IP v. Адресяция и устройство стека протоколов IPv6.
- Протокол ICMP v.6. Назначение. Формат дейтаграммы. Избранные типы сообщений/
- Протокол UDP. Назначение и основные свойства. Формат заголовка дейтаграммы.
- Протокол TCP. Назначение и основные свойства. Формат заголовка сегмента. Обеспечение надежной передачи данных. Управление потоком. Процедуры установления и разрыва соединения. Граф переходов протокольного автомата. Принципы реакции на ошибочные сообщения.
- Маршрутизация.
- Механизм продвижения дейтаграмм (forwarding). Таблица маршрутизации.
- Статическая и динамическая маршрутизация. Определения, области применения.
- Математическая формулировка задачи маршрутизации.
- Дистантно-векторный алгоритм маршрутизации. Недостатки. Примеры образования маршрутных петель. Компенсирующие эвристики. Оценка сложности в целом и вычислительной нагрузки на отдельный маршрутизатор.
- Алгоритм состояния канала. Отсутствие долговременных маршрутных петель. Алгоритм Дейкстры поиска кратчайшего пути в графе. Оценка сложности в целом и вычислительной нагрузки на отдельный маршрутизатор.
- Протоколы маршрутизации: назначение и общие черты.
- Обзор протоколов маршрутизации: GGP, RIP, OSPF, GGP.
- Понятие автономной системы. Внутренние и внешние протоколы маршрутизации.
- Обзор протоколов EGP, BGP. Маршрутизация на основе политики. Обмен информацией о политике маршрутизации. Общие сведения о языке описания политики RPSL, общедоступных БД для публикации описаний, генерации конфигураций на основе описания политик.
- Понятие маршрутизации от источника. Опции SSRR, LSRR протокола IP. Протокол SDRP.
- Межсетевые экраны. Назначение. Классификация методов построения. Комбинации нескольких межсетевых экранов, понятие «демилитаризованной зоны». Классификация по уровню защищенности.
- Принципы работы и методика настройки фильтрующего маршрутизатора.
- Программирование сетевых обменов по TCP/IP. API «Sockets».
- Лабораторные занятия
- Вводное занятие. Команды тестирования сетевых соединений. Команды ОС Unix.
- Настройка статической маршрутизации.
- Настройка серверов
- Настройка межсетевого экрана.