Компьютерные сети и телекоммуникации

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации 

НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ 

 
 
 
 
 
 
В.В. АРТЮШЕНКО, А.В. НИКУЛИН 
 
 
 
 
 
 
КОМПЬЮТЕРНЫЕ СЕТИ 
 И ТЕЛЕКОММУНИКАЦИИ 
 
Учебно-методическое пособие 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
НОВОСИБИРСК 
2020 

 

УДК 004.724(075.8) 
         А 867 
 

Рецензенты: 

И.С. Савиных, канд. техн. наук, доцент 
В.П. Разинкин, д-р техн. наук, профессор 
 
 
Работа подготовлена на кафедре радиоприемных и радиопередающих  
устройств и утверждена Редакционно-издательским советом 
университета в качестве учебно-методического пособия для студентов,  
обучающихся по направлениям «Инфокоммуникационные  
технологии и системы связи» и «Радиотехника» 
 
 
Артюшенко В.В. 
А 867   
Компьютерные сети и телекоммуникации: учебно-методическое пособие / В.В. Артюшенко, А.В. Никулин. – Новосибирск: 
Изд-во НГТУ, 2020. – 72 с. 
 
ISBN 978-5-7782-4104-6 
 
В пособии содержатся базовые теоретические сведения, 
а также информация из технической документации на оборудование, используемое при проведении лабораторных работ. Рассматриваются основы работы с интерфейсами телекоммуникационного оборудования. Предназначено для студентов, занимающихся изучением компьютерных сетей и сетевых технологий. 
 
 
УДК 004.724(075.8) 
 
 
ISBN 978-5-7782-4104-6  
 
 
 
 
 Артюшенко В.В., Никулин А.В., 2020 
 Новосибирский государственный 
    технический университет, 2020 

 

ОГЛАВЛЕНИЕ 

 
Введение ................................................................................................................... 5 

1. Общие теоретические сведения ....................................................................... 7 
   1.1. IP-телефония ................................................................................................... 7 
      1.1.1. Основные определения и понятия .......................................................... 7 
      1.1.2. Назначение абонентского шлюза TAU-1M.IP ........................................ 9 
      1.1.3. Характеристики абонентского шлюза TAU-1M.IP .............................. 10 
      1.1.4. Конструктивное исполнение абонентского шлюза TAU-1M.IP ......... 12 
      1.1.5. Сброс к заводским настройкам абонентского шлюза TAU-1M.IP ..... 15 
      1.1.6. Задание плана нумерации абонентского шлюза TAU-1M.IP .............. 15 
   1.2. Коммутаторы Ethernet ................................................................................. 18 
      1.2.1. Определение и назначение сетевого коммутатора ............................. 18 
      1.2.2. Коммутаторы доступа серии MES2000 ................................................ 19 
      1.2.3. Основные технические характеристики коммутаторов  
               серии MES2000 ....................................................................................... 19 
      1.2.4. Конструктивное исполнение коммутаторов серии MES2000 ............ 21 
      1.2.5. Режимы конфигурирования коммутаторов серии MES2000 ............. 23 
      1.2.6. Access и Trunk порты коммутатора ...................................................... 25 
      1.2.7. Протоколы покрывающего дерева (STP) ............................................. 26 
   1.3. Оборудование беспроводного доступа ...................................................... 34 
      1.3.1. Основные определения и понятия ........................................................ 34 
      1.3.2. Назначение беспроводных точек доступа WEP-2ac и WEP-12ac ...... 36 
      1.3.3. Основные технические характеристики беспроводных точек 
                доступа WEP-2ac и WEP-12ac .............................................................. 37 

1.3.4. Основные функциональные возможности беспроводных точек доступа WEP-2ac и WEP-12ac .................................................................................. 39 
      1.3.5. Конструктивное исполнение беспроводных точек  
               доступа WEP-2ac и WEP-12ac ............................................................... 40 
2. Конфигурирование абонентских VОIP шлюзов TAU-1M.IP ................... 43 
   Практическая работа № 1 ................................................................................... 43 

3. Конфигурирование Ethernet коммутаторов MES ...................................... 48 
   Практическая работа № 2 ................................................................................... 48 

4. Конфигурирование беспроводных точек доступа WEP.  
   Аутентификация  пользователей на основе  
   протокола ААА RADIUS .................................................................................. 60 
   Практическая работа № 3 ................................................................................... 60 
Библиографический список .................................................................................. 71 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

ВВЕДЕНИЕ 

В современном мире развитие сферы телекоммуникационных услуг 
становится одной из ключевых составляющих информатизации общества и повышения уровня предоставляемых услуг. Развитие телекоммуникационной отрасли основывается на постоянном совершенствовании 
используемых технологий, принципов построения и функционирования 
сетей передачи данных. Одновременно с этим растут и требования, 
предъявляемые к подготовке специалистов данной отрасли. На сегодняшний день, для того чтобы стать сетевым инженером или разработчиком телекоммуникационного оборудования, специалист должен обладать глубокими теоретическими знаниями различных сетевых технологий, а также широким спектром обязательных практических навыков, 
связанных с организацией, развитием и администрированием сетевой 
инфраструктуры. Если пробелы в теоретических знаниях могут быть 
устранены изучением специальной литературы, то для получения большинства практических навыков необходима сеть, объединяющая разнородное оборудование, которая зачастую недоступна (например, в домашних условиях). 
Цель настоящего пособия – содействовать подготовке специалистов, 
владеющих знаниями об основных сетевых технологиях, стандартных 
протоколах, принципах функционирования телекоммуникационных сетей, а также профессиональными навыками конфигурирования сетевых 
устройств и связанного с ними программного обеспечения. 
В учебно-методическом пособии содержится описание трех практических работ, затрагивающих такие разделы курса «Компьютерные сети 
и телекоммуникации», как VoIP-телефония, коммутация и маршрутизация пакетов данных, беспроводные локальные сети и др. В качестве  

экспериментальной базы предполагается использование оборудования  
одного из ведущих российских вендоров телекоммуникационного оборудования – ООО «Предприятие «ЭЛТЕКС». 
В результате изучения предлагаемого материала и выполнения практических работ студент должен 
получить следующие теоретические знания: 
 о ряде основных протоколах канального, сетевого, транспортного 
и прикладного уровня модели взаимодействия открытых систем; 
 об архитектуре, принципах функционирования ряда сетевых аппаратных средств и связанных с ними операционных систем; 
 об основных возможностях и характеристиках базового сетевого 
оборудования; 
 о возможностях современных сетевых средств операционных систем и сетевого программного обеспечения; 
получить следующие практические навыки: 
 выполнять базовое конфигурирование ряда сетевых устройств 
(коммутаторы, точки доступа Wi-Fi, VoIP-шлюзы); 
 выполнять настройку и применение специальных средств управления сетевыми устройствами, осуществлять с их помощью управление 
операционными системами сетевых устройств и правами доступа к ним; 
 осуществлять мониторинг доступности и производительности используемых сетевых устройств и связанного с ними программного обеспечения с помощью современных средств контроля; 
 анализировать кадры и пакеты, переносящие информацию в сетях 
с помощью специализированного программного обеспечения; 
 проводить анализ сообщений об ошибках в сетевых устройствах 
и операционных системах. 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

1. ОБЩИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ 

В настоящем разделе даны общие теоретические сведения, которые 
будут полезны студентам при освоении ими дисциплины «Компьютерные сети и телекоммуникации» в целом, а также дана информация из 
технической документации на оборудование, используемое при проведении практических работ. 

1.1. IP-ТЕЛЕФОНИЯ 

1.1.1. Основные определения и понятия 

IP-телефония – набор протоколов, технологий и методов, обеспечивающих голосовую или видеосвязь посредством IP-сетей (в частности, 
сети Интернет). IP-телефония использует более общую технологию 
VoIP (англ. Voice over IP), которая в общем случае подразумевает все 
варианты передачи голосовой информации по IP-сетям, в том числе не 
относящейся к телефонии (например, передача звука в системах оповещения или IP-видеонаблюдения) [1]. 
Абонентский шлюз – устройство, предназначенное для передачи 
голосовой и факсимильной информации через сети передачи данных 
(IP-сети). 
Порты FXS (англ. Foreign eXchange Station/Subscriber) – аналоговый интерфейс, эмулирующий расширение интерфейса АТС (автоматической телефонной станции). В качестве FXS интерфейса/порта может 
выступать интерфейс любого оборудования, которое со стороны телефонного аппарата является АТС. Например, для подключения телефона 
к VoIP шлюзу TAU необходим один свободный FXS порт. 

Порты FXO (англ. Foreign eXchange Office) – аналоговый интерфейс абонентских устройств для подключения к телефонной станции. 
Примером таких устройств могут служить телефонные аппараты, 
факсы, модемы. 
PBX, УПАТС, мини-АТС (англ. Private Automatic Branch 
eXchange) – автоматическая телефонная станция, предназначенная для 
эксплуатации в пределах организации. 
SIP (англ. Session Initiation Protocol – протокол инициализации сеанса) – протокол передачи данных прикладного уровня модели OSI, описывающий способ установления и завершения пользовательского сеанса, включающего обмен мультимедийным содержимым, например для 
IP-телефонии, сервиса мгновенных сообщений, аудио- и видеоконференций. Протокол описывает, каким образом клиентское приложение 
(например софтфон) может запросить начало соединения у другого клиента, используя его уникальное имя. Протокол определяет способ согласования между клиентами об открытии каналов обмена на основе других протоколов, которые могут использоваться для непосредственной 
передачи информации. 
SIP-T (Session Initiation Protocol for Telephones) – модификация 
протокола SIP для взаимодействия с телефонными сетями общего пользования (ТфОП). Суть модификации заключается в «прозрачной» передаче сообщений ISUP по IP-сетям. 
H.323 – рекомендация ITU-T, определяющая набор стандартов для 
передачи мультимедийных данных по сетям с пакетной передачей (IPсетям). В рекомендации существуют такие типы устройств, как терминал, шлюз, привратник, MCU (сервер многосторонней конференции). 
Данная рекомендация является альтернативой протокола SIP. 
H.248 (MEGACO) – протокол, используемый между элементами телекоммуникационных сетей: шлюзом (Media Gateway) и контроллером 
шлюзов (Media Gateway Controller). Поддерживает различные системы 
сигнализации сетей с коммутацией каналов, включая тоновую сигнализацию, ISDN, ISUP, QSIG и GSM. Закреплен как стандартный протокол 
IMS наряду с SIP и Diameter. Особенностью протокола является то, что 
каждое сообщение является транспортным механизмом передачи команд, а не самой командой, в отличие от большинства прочих телекоммуникационных протоколов. 

Голосовые кодеки (codec, от coder/decoder – шифратор/дешифратор) – устройство либо программное обеспечение для преобразования 
речевого сигнала. Существуют различные алгоритмы сжатия, которые 
отличаются скоростью цифрового потока и типом лицензии. 

1.1.2. Назначение абонентского шлюза TAU-1M.IP 

Устройство TAU-1M.IP – высокопроизводительный абонентский 
шлюз IP-телефонии с полным набором функций, позволяющих потребителю использовать преимущества IP-телефонии (рис. 1.1). 

 

Рис. 1.1. Внешний вид TAU-1М.IP 

Абонентский шлюз TAU-1M.IP предназначен для подключения аналогового телефонного аппарата или факс-модема к IP-сети. Благодаря 
встроенному маршрутизатору устройство обеспечивает возможность 
подключения оборудования локальной сети к сети широкополосного доступа. К устройству можно подключить до двух компьютеров, доступ в 
Интернет для которых возможен с помощью встроенных функций 
NAT/DHCP-сервера. USB-разъем используется для подключения внешнего накопителя, 3G/4G USB-модема или Wi-Fi-адаптера. 

1.1.3. Характеристики абонентского шлюза TAU-1M.IP 

Интерфейсы: 
 FXS: 1 порт RJ-11; 
 LAN: 2 порта Ethernet RJ-45 10/100BASE-T; 
 WAN: 1 порт Ethernet RJ-45 10/100BASE-T; 
 USB: 1 порт USB2.0. 
Функции: 
 сетевые функции: 
– работа в режиме «моста» или «маршрутизатора»; 
– поддержка PPPoE (PAP, SPAP и CHAP авторизация, PPPoE компрессия); 
– поддержка PPTP; 
– поддержка L2TP; 
– поддержка статического адреса и DHCP (DHCP-клиент на стороне WAN, DHCP-сервер на стороне LAN); 
– поддержка DNS; 
– поддержка NAT; 
– сетевой экран; 
– поддержка NTP; 
– поддержка механизмов качества обслуживания QoS (QoS по 
DSCP и 802.1P); 
 поддержка функций IPTV; 
 протоколы IP-телефонии: SIP; 
 эхо компенсация (рекомендации G.168); 
 детектор активности речи (VAD); 
 генератор комфортного шума; 
 обнаружение и генерирование сигналов DTMF; 
 передача DTMF (INBAND, rfc2833, SIP INFO); 
 передача факса: 
– G.711A/G.711U; 
– T.38; 
 работа с SIP-сервером и без него; 
 функции ДВО: 
– удержание вызова – Call Hold; 
– передача вызова – Call Transfer; 

– уведомление о поступлении нового вызова – Call Waiting; 
– переадресация по занятости – Call Forward at Busy; 
– переадресация по неответу – Call Forward at No answer; 
– безусловная переадресация – Call Forward  Unconditional; 
– не беспокоить – DND; 
– Caller ID: FSK, DTMF; 
– горячая линия – Hotline; 
– групповой вызов; 
– перехват вызова – Call Pickup; 
– трехсторонняя конференция; 
– гибкий план нумерации; 
 обновление ПО через web-интерфейс; 
 поддержка DHCP-based autoprovisioning; 
 удаленный мониторинг, конфигурирование и настройка: Web-интерфейс, Telnet. 
На рис. 1.2 показана схема включения TAU-1M.IP. 

 

Рис. 1.2. Функциональная схема использования TAU-1M.IP 

1.1.4. Конструктивное исполнение 
абонентского шлюза TAU-1M.IP 

Внешний вид верхней панели устройства TAU-1M.IP изображен на 
рис. 1.3. 

 

Рис. 1.3. Внешний вид верхней панели TAU-1M.IP 

Описание индикаторов и органов управления передней панели приведено в табл. 1.1. 

Т а б л и ц а  1.1 

Описание индикаторов и органов управления передней панели 

Элемент 
передней панели 
Описание 

1 
Power 
Индикатор питания и статуса работы устройства 

2 
USB 
Индикатор работы внешнего USB-устройства (USB flash, 
внешний жесткий диск, 3G/4G USB-модем) 

3 
 
Индикатор работы аналогового телефонного порта 

4 
LAN 
Индикаторы портов LAN-интерфейса 

5 
WAN 
Индикатор WAN-интерфейса