Data Communications Networks - Theory and Practice

熟悉基本計算機操作系統的技術。

數據 Communications 課程介紹了數據通信網路的基本操作理論，從 OSI-RM、LAN、WAN、TCP/IP 以及基本的網路安全和網路應用開始。該課程為學生提供數據通信網路的架構、硬體元件、軟體配置和結構的一般知識。

網路和 OSI 參考模型簡介

• 數據網路簡介
• LAN 和 WAN
• 應用程式類型和要求
• OSI-RM 功能和數據網路的模組化結構

LAN 技術和乙太網協議簡介

• 乙太網協定和 10M/100M/1G/10Gbps 乙太網
• 乙太網介質類型（雙絞線、電纜類別 - 5/5e、光纖電纜和連接器）
• CSMA/CD 演算法
• 框架結構（802.3、802.3、Ethernet-2、Ethernet-SNAP）
• 常見問題

LAN 交換 – 功能和操作

• LAN 網橋的特性和操作
• LAN 交換機操作
• LAN 交換機技術 – HD/FD 和自動協商
• VLAN（虛擬 LAN）和 VLAN 標記
• 生成樹協定 - STP/RSTP/MSTP
• LAG 和 Etherchannel。LAN 結構和拓撲
• 數據中心交換

WAN 協議和服務

• 公網結構 – 接入傳輸和交換。
• 傳統網路架構和協定
  • 端到端服務 - FR、ATM 和租用線路
  • 傳輸服務 – SDH 和 WDM/DWDM
  • Access 服務 – xDSL、CaTV/DOCSIS
• 新一代網路
  • 端到端服務 – 運營商乙太網和基於 MPLS IP 的服務
  • 傳輸網路 – 運營商乙太網
  • Access 網络 – 先進的 xDSL、DOCSIS 和光纖技術

無線網路和Wi-Fi

網路架構 – 元素和網路拓撲

物理層

• 801.11a/b/g
• 801.11n - OFDM 和 MIMO

MAC 層 - 爭用解決

• CSMA/CA、RTS、CTS 和 NAV
• IEEE 802.11 幀格式和尋址

附加功能

• WiFi 安全 – WEP、EAP、TLS、TTLS 和 802.11x

WiFi QoS - 基於爭用 Access - AIFS，Access 類別和爭用視窗。受控 Access - 輪詢和 TXOP。控制服務品質 - ADDTS、流量流和 TSPEC。

• 蜂窩網路

介紹

• 頻率頻譜再利用
• 呼叫設置和管理，
• 主要伺服器 - MSC、BSC、BTS 和終端
• 切換和通道

標準和演變

3GPP、3GPP2 和 IMT-2000

網路演進 – cdma1 到 EVDO/DV，從 GSM 到 HSPA 和 LTE

TCP/IP 簡介

• TCP/IP 模型和通用協定
• 協定操作
• 標準組織

IPv4 – 協議和尋址

• IP 特性
• ARP – 位址解析協定
• IP 幀結構
• IP 尋址和位址類
• 私有位址和公共位址
• 對IP位址空間進行子網劃分 – VLSM 和 CIDR
• IP 位址設計 （練習）
• DHCP – 動態主機配置協定
• 組播和IGMP

IPv6 – 協議和尋址

• IPv6 特性以及與 IPv4 的比較
• 資料包結構和標頭 （簡介）
• IPv6 位址和地址類別
• 自動配置過程
• 從 IPv4 遷移

L4 協定 – TCP 和 UDP

• 第 4 層協定和已知埠簡介
• UDP 數據包結構和操作
• TCP 數據包結構和操作
• TCP 連接性和可靠性
• TCP 滑動視窗、慢啟動和擁塞避免
• 對數位進行排序和確認
• TCP 最大輸送量（WS 和 RTT）計算
• Go-back-N 和 Selective-Repeat
• TCP 性能問題

路由和 L3 交換基礎知識

• 路由流程原則
• 路由域和區域
• 靜態和動態路由
• 距離向量和鏈路狀態協定
• 路由指標
• RIP 和 OSPF
• BGP – eBGP 和 iBGP
• L3 交換
• 靜態和動態 NAT
• HSRP 和VRRP
• IP 網路中的 QoS

QoS 參數 – 带寬、延遲、抖動和丟包

• 應用程式要求和網路行為
• 分類和標記、策略和整形、排隊、RED/WRED

Network Security 基礎知識和元件

• 網路安全基礎知識、威脅和漏洞。
• 安全的網路架構 – FW、VPN、NAC 和安全設備。
• FW operation （固件操作） – 資料包篩選和狀態檢查。
• 安全協定 – 加密和身份驗證
• 加密類型和定義
  • 對稱鍵演算法。塊和流密碼。
  • 公鑰加密。
  • 哈希函數。
• 身份驗證基礎知識
  • 多重身份驗證
  • 令牌和智慧卡加密無線加密協定
  • OTP - 一次性密碼

Data Networks 設計簡介

• 網路工程概論
  • 需求分析
  • 流模型
• 架構 （高級） 設計
  • 元件體系結構和參考體系結構
  • 建築模型
  • 系統和網路架構
  • 服務和供應商架構選擇
• 拓撲 （低級） 設計
  • 企業網路設計
  • LAN/WAN 設計
  • IP 網路設計
  • 安全和隱私設計
  • 網路管理設計
• 網路運營設計