АННОТАЦИЯ КУРСА · 8 НЕДЕЛЬ · 144 АКАДЕМИЧЕСКИХ ЧАСА
Основы распределённых систем и сетей для DevOps
СВЕДЕНИЯ О ПРОГРАММЕ
| Университет | Томский политехнический университет |
| Направление подготовки | 09.04.04 «Программная инженерия» (магистратура) |
| Образовательная программа | «Инженерия DevOps» |
| Дисциплина | Основы распределенных систем и сетей для DevOps |
| Формат | синхронный онлайн (вебинары + лабораторные), поддержка в Moodle |
| Трудоемкость | 144 академических часа (4 ЗЕТ), в том числе:
|
АВТОРЫ И ПРЕПОДАВАТЕЛИ
Фадеев Александр Сергеевич
автор и руководитель курса, лектор
+7 923 457 95 15 · fas@tpu.ru · @tpufas
ЦЕЛЬ КУРСА
Сформировать у магистрантов целостное практическое понимание распределенных систем и компьютерных сетей как фундамента современной DevOps-инфраструктуры: от свойств распределенных систем и архитектурных паттернов до адресации, маршрутизации, транспортных и прикладных протоколов, серверов, виртуализации и сетевой безопасности — на уровне, достаточном для самостоятельной работы инженером DevOps.
ЗАДАЧИ КУРСА
1
освоить понятийный аппарат распределенных систем: свойства, паттерны надежности, компромиссы «доступность vs консистентность»;
2
научиться читать и строить архитектурные схемы как инструмент коммуникации в команде;
3
освоить сетевые основы: модели OSI/TCP-IP, IP-адресация, расчет подсетей, маршрутизация, NAT, DNS;
4
освоить транспортный и прикладной уровни: TCP/UDP, HTTP, TLS, SSH — в объеме, необходимом для диагностики;
5
получить практические навыки виртуализации: ВМ, шаблоны, cloud-init, снапшоты;
6
освоить базовые принципы сетевой безопасности: сегментацию, firewall, VPN, жизненный цикл сертификатов;
7
сформировать систематический метод диагностики многоуровневых инфраструктур «снизу-вверх»;
8
собрать итоговый гибридный стенд, интегрирующий все компетенции курса.
ОПИСАНИЕ КУРСА
Курс построен по принципу «от идеи до защищенного стенда»: каждая неделя добавляет один слой к нарастающему учебному стенду. Вы начнете с анализа архитектуры распределенной системы и поиска точек отказа, спроектируете собственную архитектуру по требованиям, затем — рассчитаете IP-план, соберете маршрутизацию с NAT и DNS, развернете сервис за nginx с TLS, освоите виртуальные машины и cloud-init, защитите стенд firewall и VPN — и в финале соберете гибридный двухплощадочный стенд с балансировкой нагрузки и проведете его сквозную диагностику.
Практика ведется на собственных ресурсах студента (Linux-ВМ, локальные гипервизоры, при желании — арендованное облако) и на сквозных индивидуальных вариантах: ваши номера в группе и группы персонализируют все задания и защищают работы от бездумного копирования. Разбираются кейсы реальных инцидентов мировых компаний (Facebook 2021, Dyn 2016, Capital One 2019, Ericsson 2018).
Каждая лабораторная работа оценивается в 7 баллов + 1 балл за задание повышенной сложности; отчет сдается в Moodle в течение двух недель после изучения раздела и защищается устно. Быстрые тесты по лекциям добавляют до 2 баллов каждая.
РЕЗУЛЬТАТЫ ОБУЧЕНИЯ
По завершении курса студент:
ЗНАЕТ
свойства распределенных систем и причины их сложности; архитектурные паттерны и паттерны надежности; модели OSI/TCP-IP; IP-адресацию, маски, CIDR; принципы маршрутизации, NAT, DNS; TCP/UDP, HTTP, TLS, SSH; состав серверов, RAID, уровни ЦОД; типы виртуализации; принципы сегментации и защиты сетей; механизмы балансировки и service discovery;
УМЕЕТ
рассчитывать IP-планы и подсети; читать вывод
ip, ss, dig, curl, tcpdump; настраивать маршрутизацию, NAT, DNS, firewall (ufw), WireGuard-туннели; развертывать ВМ с cloud-init; настраивать L7-балансировку с health-check; выпускать сертификаты внутренним CA; локализовать сетевые неисправности систематическим методом;ВЛАДЕЕТ
целостным представлением сетевого стека DevOps-инфраструктуры; навыком чтения протокольного обмена и архитектурных схем; принципом минимальных привилегий; опытом сборки и защиты гибридного стенда «from scratch».
РАЗДЕЛЫ И ТЕМЫ ЗАНЯТИЙ · 8 НЕДЕЛЬ
| НЕДЕЛЯ | РАЗДЕЛ | ТЕМА ЗАНЯТИЯ (ЛЕКЦИЯ + ЛАБОРАТОРНАЯ) |
|---|---|---|
| 1 | Раздел 1. Введение в распределенные системы | Свойства и сложность распределенных систем; масштабирование, доступность, «девятки» SLA. ЛБ-1: анализ архитектуры сервиса, точки частичного отказа, расчеты доступности |
| 2 | Раздел 2. Архитектурные паттерны распределенных систем | Клиент-сервер, p2p, монолит vs микросервисы; sync/async, очереди; репликация, шардирование, кворум. ЛБ-2: проектирование по C4, trade-offs, практикум Docker Compose |
| 3 | Раздел 3. Сетевые основы: адресация и подсети | OSI/TCP-IP, Ethernet, MAC, VLAN; IPv4/IPv6, маски, CIDR. ЛБ-3: VLSM-план, ipcalc, стенд на netns |
| 4 | Раздел 4. Маршрутизация и сетевая адресация | Таблица маршрутизации, NAT (SNAT/DNAT), DNS: иерархия, записи, TTL. ЛБ-4: стенд «две сети + роутер», диагностика разрывов |
| 5 | Раздел 5. Транспортные и прикладные протоколы | TCP/UDP, HTTP/1.1–2–3, TLS, SSH-туннели. ЛБ-5: сервис за nginx с TLS, curl/ss/tcpdump, SSH-туннели |
| 6 | Раздел 6. Серверы и виртуализация | Состав сервера, RAID, ЦОД, tiers; типы виртуализации, гипервизоры. ЛБ-6: ВМ с cloud-init, шаблоны, снапшоты, расчеты консолидации |
| 7 | Раздел 7. Сетевая безопасность инфраструктуры | Firewall, зоны, сегментация, DMZ; VPN; жизненный цикл TLS-сертификатов. ЛБ-7: политика ufw, WireGuard, внутренний CA |
| 8 | Раздел 8. Сети распределенных сред DevOps | L4/L7-балансировка, health-check, service discovery, overlay/service mesh; on-prem/облако/гибрид. ЛБ-8 (итоговая): гибридный стенд, сквозная диагностика, защита проекта |
Copyright © 2026. Томский политехнический университет. Все права защищены
Tomsk Polytechnic University, All rights reserved.
Tomsk Polytechnic University, All rights reserved.
- Учитель: Марухина Ольга Владимировна
- Учитель: Фадеев Александр Сергеевич
Уровень квалификации: Начальный