Компьютерные сети сегодня являются привычным инструментом коммуникаций, информационного обмена и выполнения вычислений. Одновременно организация сетей, принципы их функционирования и правила конфигурирования не являются простыми и требуют от специалистов, выполняющих проектирование, построение и администрирование компьютерных сетей, определенных теоретических знаний и обязательного практического опыта.

При изучении дисциплин, связанных с организацией компьютерных сетей, перед студентами возникают несколько проблем. Во-первых, для выполнения большинства практических задач и экспериментов необходима сеть, объединяющая несколько компьютеров и сетевых устройств, которая не всегда доступна (например, в домашних условиях). Во-вторых, в университетских лабораториях студенты часто работают с ограниченными правами на выполнение действий в операционных системах, что не позволяет выполнять конфигурирование операционных систем и устройств. И в-третьих, очень часто лаборатории не оснащены (или не оснащены достаточно, чтобы с ними могли работать студенты) сетевыми устройствами, которые опять же можно конфигурировать только с административными полномочиями. Если к этому добавить очень малое время аудиторной работы и довольно большое время самостоятельной работы студентов, предусмотренное программами обучения в вузах Украины, то становится понятным, что использование программ моделирования структуры и процессов в компьютерных сетях является очень ценным и важным дополнением к практическому обучению в лабораториях.

Примерно десять лет назад автор познакомился с программным обеспечением NetSim разработки фирмы Boson, которое использовали для обучения слушателей в региональной сетевой академии Cisco в Тернопольском национальном техническом университете. С тех пор это программное обеспечение использовалось автором при преподавании дисциплин, связанных с компьютерными сетями. Недостатком программы была исключительная ориентация на Windows, а также коммерческий характер, что позволяло использовать только её ограниченные демо-версии. С недавних пор ведущая компания в области создания сетевых устройств Cisco Systems разработала для нужд своих академий программы Cisco Packet Tracer, которое превышает функциональность Boson NetSim, существуют его версии для Windows и Linux, и оно не является коммерческим. В данном пособии это программное обеспечение используется наряду с работой в реальных сетях и, по мнению автора, позволяет лучше понять принципы организации и функционирования компьютерных сетей.

Также важным, по мнению автора, является изучение компьютерных сетей с использованием программ-анализаторов протоколов, которые позволяют выполнять анализ структур данных, определяемых сетевыми протоколами разных уровней. В качестве такой программы в пособии предлагается свободно распространяемое кроссплатформенное программное обеспечение Wireshark.

Материал учебного пособия охватывает канальный, сетевой и транспортный уровни модели сетевого взаимодействия (ПРИЛОЖЕНИЕ A), поскольку именно эти уровни в основном отвечают за организацию компьютерных сетей.

Цель данного учебного пособия: содействовать подготовке специалистов, обладающих знаниями по общим принципам функционирования, стандартным протоколам и технологиям построения компьютерных сетей.

Основные компетенции пособия: дать студентам знания о принципах построения и функционирования компьютерных сетей, основных технологиях и оборудовании передачи данных, протоколах информационного обмена и сетевых возможностей операционных систем.

В результате изучения данного пособия студент должен

получить теоретические знания в области:

• основных стандартов и спецификаций компьютерных сетей;
  
• алгоритмов функционирования сетевых технологий, структуры локальных и глобальных компьютерных сетей;
  
• основных типов аппаратных компонентов компьютерных сетей;
  
• современных сетевых средств операционных систем и сетевого программного обеспечения;
  

получить следующие практические навыки:

• выполнять структурный анализ компьютерных сетей и анализировать кадры и пакеты, переносящие информацию в сетях;
  
• подбирать необходимые сетевые аппаратные компоненты и выполнять их настройки;
  
• конфигурировать стеки сетевых протоколов операционных систем и применять сетевое программное обеспечение для мониторинга и управления сетями.