Лабораторная работа№1

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНСТИТУТ
РАДИОТЕХНИКИ, ЭЛЕКТРОНИКИ И АВТОМАТИКИ
(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)
Факультет Кибернетики
Кафедра Интеллектуальных
технологий и систем
Лабораторная работа № 1
Тема: «Проверка работоспособности локальной компьютерной сети»
Дисциплина: «Сетевые технологии»
Выполнил: Губин М.О.
Группа: ИИ-1-3
Проверил: Торхова Н.А.
МОСКВА 2007
1. Определение характеристик локальной станции
IP-адрес (aй-пи адрес,, сокращение от англ. Internet Protocol Address) — уникальный
идентификатор (адрес) устройства (обычного компьютера), подключённого к локальной сети
или Интернету.
IP-адрес представляет собой 32-битовое (по версии IPv4) или 128-битовое (по версии
IPv6) двоичное число. Удобной формой записи IP-адреса (IPv4), является запись в виде
четырёх десятичных чисел (от 0 до 255), разделённых точками, например, 192.168.0.1. (или
128.10.2.30 — традиционная десятичная форма представления адреса, а сетевые устройства
будут видеть IP адрес в таком виде: 10000000 00001010 00000010 00011110. IP-адреса
представляют собой основной тип адресов, на основании которых сетевой уровень
протокола IP передаёт пакеты между сетями. IP-адрес назначается администратором во
время конфигурирования компьютеров и маршрутизаторов.
Поскольку IP могут быть различных размеров (очень крупные, крупные, средние и
малые), создатели системы IP -адресов специально разработали варианты IP- адресов для
сетей разного размера. В настоящее время используются три класса адресов: А, В, С.
Класс А. Используется в очень крупных сетях и обеспечивает адреса для более 16
миллионов узлов сети. Благодаря системе IP-адресации сеть класса А может обслужить
огромное количество хостов (узлов); однако количество сетей класса А не может превышать
127. Примером сети класса А является ARPAnet;
Класс В. Используется в сетях, которым требуется большое количество адресов,
например в сетях крупных компаний и организаций. Количество сетей класса В может
достигать 16348, причем каждая сеть поддерживает более 65000 адресов хостов;
Класс С. Используется в малых сетях. Количество сетей класса С может превышать
2 млн. Однако каждая сеть класса С поддерживает всего лишь 254 адреса узлов.
Класс D. Присваивается группе пользователей, которые получают данные из
определенного приложения или службы сервера. Примером использования адресов класса
D является Microsoft
NetShow,
где
одно и тоже информационное содержимое
одновременно транслируется большому числу пользователей.
Класс E. Считается экспериментальным и недоступным.
Маска подсети. В терминологии сетей TCP/IP маской подсети или маской сети
называется битовая маска, определяющая, какая часть IP-адреса узла сети относится к адресу
сети, а какая — к адресу самого узла в этой сети. Например, узел с IP-адресом 12.34.56.78 и
маской подсети 255.255.0.0 находится в сети 12.34.0.0.
Чтобы получить адрес сети, зная IP-адрес и маску подсети, необходимо применить к
ним операцию поразрядной конъюнкции (логическое И). Например, в случае более сложной
маски:
IP-адрес:
00001100 00100010 00111000 01001110 (12.34.56.78)
Маска подсети: 11111111 11111111 11100000 00000000 (255.255.224.0)
Адрес сети: 00001100 00100010 00100000 00000000 (12.34.32.0)
Маску подсети часто записывают вместе с IP-адресом нотации CIDR (в формате «IPадрес/количество единичных бит в маске»).
Разбиение одной большой сети на несколько маленьких подсетей позволяет упростить
маршрутизацию. Например, пусть таблица маршрутизации некоего маршрутизатора
содержит следующую запись:
Сеть назначения Маска
Адрес шлюза
12.34.0.0
255.255.0.0 11.22.3.4
Пусть теперь маршрутизатор получает пакет данных с адресом назначения
12.34.56.78. Обрабатывая построчно таблицу маршрутизации, он обнаруживает, что при
наложении маски 255.255.0.0 на адрес 12.34.56.78 получается адрес сети 12.34.0.0. В таблице
маршрутизации этой сети соответствует шлюз 11.22.3.4, которому и отправляется пакет.
Маски подсети являются основой метода бесклассовой маршрутизации.
[править] Назначение маски подсети
Маска назначается по следующей схеме 28 − n (для сетей класса C), где n - количество
компьютеров в под/сети + 2, округленное до ближайшей большей степени двойки.
Пример: В некой сети класса C есть 30 компьютеров, маска для такой сети
вычисляется следующим образом:
28 - 32 = 224 (0E0h) < = > 255.255.255.224 (0xFFFFFFE0)
DNS (Domain Name System — система доменных имён) — это система, позволяющая
преобразовывать символьные имена доменов в IP-адреса (и наоборот) в сетях
TCP/IP.(см.рис.1)
DNS важна для работы Интернета, ибо для соединения с узлом необходима
информация о его IP-адресе, а для людей проще запоминать буквенные (обычно
осмысленные) адреса, чем последовательность цифр IP-адреса. В некоторых случаях это
позволяет использовать виртуальные серверы, например, HTTP-сервера, различая их по
имени запроса. Первоначально преобразование между доменными и IP-адресами
производилось с использованием специального текстового файла DHOSTS.TXT, который
составлялся централизованно и обновлялся на каждой из машин сети вручную. С ростом
Сети возникла необходимость в эффективном, автоматизированном механизме, которым и
стала DNS.
DNS была разработана Полом Мокапетрисом в 1983 году; оригинальное описание
механизмов работы описано в RFC 882. В 1987 публикация RFC 1034 и RFC 1035 изменили
спецификацию DNS и отменили RFC 882 и RFC 883 как устаревшие. Некоторые новые RFC
дополнили и расширили возможности базовых протоколов.
Рис.1. Краткое определение характеристик локальной станции
Рис.2. Определение характеристик локальной станции
DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol — протокол динамической конфигурации
узла) — это сетевой протокол, позволяющий компьютерам автоматически получать IP-адрес
и другие параметры, необходимые для работы в сети TCP/IP. Для этого компьютер
обращается к специальному серверу, называемому сервером DHCP. Сетевой администратор
может задать диапазон адресов, распределяемых среди компьютеров. Это позволяет
избежать ручной настройки компьютеров сети и уменьшает количество ошибок. Протокол
DHCP используется в большинстве крупных сетей TCP/IP.
DHCP является расширением протокола BOOTP, использовавшегося ранее для
обеспечения бездисковых рабочих станций IP-адресами при их загрузке. DHCP сохраняет
обратную совместимость с BOOTP.
Стандарт протокола DHCP был принят в октябре 1993 года. Последняя версия
протокола (март 1997 года) описана в RFC 2131. Новая версия DHCP, предназначенная для
использования в среде IPv6, носит название DHCPv6 и определена в RFC 3315 (июль 2003
года).
Глобальная вычислительная сеть, ГВС (Wide Area Network, WAN) представляет
собой компьютерную сеть, охватывающую большие территории и включающую в себя
десятки и сотни тысяч компьютеров.
ГВС служат для объединения разрозненных сетей так, чтобы пользователи и
компьютеры, где бы они ни находились, могли взаимодействовать со всеми остальными
участниками глобальной сети. Лучшим примером ГВС является Интернет, но существуют и
другие сети, например FidoNet.
Некоторые ГВС построены исключительно для частных организаций, другие
являются средством коммуникации корпоративных ЛВС с сетью Интернет или посредством
Интернет с удалёнными сетями, входящими в состав корпоративных. Чаще всего ГВС
опирается на выделенные линии, на одном конце которых маршрутизатор подключается к
ЛВС, а на другом концентратор связывается с остальными частями ГВС. Основными
используемыми протоколами являются TCP/IP, SONET/SDH, MPLS, ATM. Ранее был
широко распространён протокол X.25, который может по праву считаться прародителем
Frame relay.(см. рис.3)
Рис.3. Полное определение локальной станции
2. Проверка связи по локальной сети
ping — это служебная компьютерная программа, предназначенная для проверки
соединений в сетях на основе TCP/IP.
Она отправляет запросы Echo-Request протокола ICMP указанному узлу сети и
фиксирует поступающие ответы (ICMP Echo-Reply). Время между отправкой запроса и
получением ответа (RTT, от Round Trip Time) позволяет определять двусторонние задержки
(RTT) по маршруту и частоту потери пакетов, то есть косвенно определять загруженности
каналов передачи данных и промежуточных устройств.
Также пингом называется время, затраченное на передачу пакета информации в
компьютерных сетях от клиента к серверу и обратно от сервера к клиенту, оно измеряется в
миллисекундах. Время пинга связано со скоростью соединения и загруженностью каналов на
всём протяжении от клиента к серверу.
Полное отсутствие ICMP-ответов может также означать, что удалённый узел (или
какой-либо из промежуточных маршрутизаторов) блокирует ICMP Echo-Reply или
игнорирует ICMP Echo-Request.
Программа ping является одним из основных диагностических средств в сетях TCP/IP
и входит в поставку всех современных сетевых операционных систем. Функциональность
ping также реализована в некоторых встроенных ОС маршрутизаторов, доступ к результатам
выполнения ping для таких устройств по протоколу SNMP определяется RFC 2925
(Definitions of Managed Objects for Remote Ping, Traceroute, and Lookup Operations).
Так как программа использует ICMP и создает raw-пакеты, для её выполнения в unixсистемах необходимы права суперпользователя. Чтобы обычные пользователи могли
использовать ping на /bin/ping ставят SUID бит в права доступа.
PPP (англ. Point-to-Point Protocol) — протокол точка-точка.
Протокол канального уровня сетевой модели OSI.
PPP — это механизм для создания и запуска IP (Internet Protocol) и других сетевых
протоколов на последовательных линиях связи — будь это прямая последовательная связь
(по нуль-модемному кабелю), связь поверх Ethernet, модемная связь по телефонным линиям,
мобильная связь по технологиям CSD, GPRS или EDGE.
Используя PPP, можно подключить компьютер к PPP-серверу и получить доступ к
ресурсам сети, к которой подключён сервер (почти) так, как будто вы подключены
непосредственно к этой сети.
Протокол РРР является основой для всех протоколов 2 уровня. Связь по протоколу
РРР состоит из четырёх стадий: установление связи посредством LCP (осуществляется
выбор протоколов аутентификации, шифрования, сжатия и устанавливаются параметры
соединения), установление подлинности пользователя (реализуются алгоритмы
аутентификации, на основе протоколов РАР, СНАР или MS-CHAP), контроль повторного
вызова РРР (необязательная стадия, в которой подтверждается подлинность удалённого
клиента), вызов протокола сетевого уровня (реализация протоколов установленных в первой
стадии). PPP включает IP, IPX и NetBEUI пакеты внутри PPP кадров.
Обычно используется для установки прямых соединений между двумя узлами.
Широко применяется для соединения компьютеров с помощью телефонной линии. Также
используется поверх широкополосных соединений. Многие интернет-провайдеры
используют PPP для предоставления коммутируемого доступа в Интернет. Кроме того, PPP
используется в мобильной связи (в частности, в сетях GSM) для соединения терминалов с
Интернетом.
SLIP (Serial Line Internet Protocol) — устаревший сетевой протокол канального уровня
эталонной сетевой модели OSI для доступа к сетям стека TCP/IP через низкоскоростные
линии связи путем простой инкапсуляции IP-пакетов. Используются коммутируемые
соединения через последовательные порты для соединений клиент-сервер типа точка-точка.
В настоящее время вместо него используют более совершенный протокол PPP.
Рис.4. Проверка связи по локальной сети
Рис.5. Обмен пакетами
3. Таблица маршрутизации
Таблица маршрутизации — база данных, описывающая соответствие между
адресами сетей и интерфейсами маршрутизатора. Является простейшей формой правил
маршрутизации.
Таблица маршутизации обычно содержит:
Адрес сети назначения
Маску сети назначения (для IPv4-сетей маска /32 (255.255.255.255) позволяет указать
единичный узел сети)
интерфейс (в зависимости от системы это может быть порядковый номер, GUID или
символьное имя устройства)
метрику (числовой показатель, задающий предпочтительность маршрута, чем меньше
число, тем более предпочтителен маршрут).
В таблице может быть один, а в некоторых операционных системах и несколько,
шлюзов по-умолчанию (англ. default gate). Такой шлюз используется для сетей для которых
нет более конкретных маршрутов в таблице маршрутизации.(см. рис.6)
Рис.6. Таблица маршрутизации
Рис.7. Общие команды для работы с route
4. Трассировка сети
Рис.8. Правила работы с tracert
Рис.9. Трассировка маршрута к yandex.ru
5. Топология сети
St 307-001
CA
CA
St 307-001
St 307-002
CA
St 307-003
CA
CA
St 307-001
St 307-004
St 307-005
CA
CA
CA
CA
St 307-001
St 307-006
St 307-001
CA
CA
St 307-001
Switch 16 портов
Internet
Cервер Г-307
CA
St 307-001