МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ НАУКИ МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ “ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА” ІКТА кафедра захисту інформації
Звіт ЛАБОРАТОРНОЇ РОБОТИ № 1 з курсу: “ Комп`ютерні мережі“ на тему: “ ТОПОЛОГІЇ КОМП’ЮТЕРНИХ МЕРЕЖ. БАЗОВІ ТЕХНОЛОГІЇ ЛОКАЛЬНИХ МЕРЕЖ ” Мета роботи – ознайомитись з базовими технологіями локальних мереж, такими як Ethernet та Token Ring, конфліктними та безконфліктними методами множинного доступу, що лежать в основі цих технологій, топологіями мереж та набути практичні навички при виборі відповідних технологій локальних мереж для виконання певних завдань та побудові мереж на їх основі. Основні терміни: Мережевий концентратор або хаб (жарг. від англ. Hub - центр діяльності) - мережевий пристрій, призначений для об'єднання кількох пристроїв Ethernet в спільний сегмент мережі. Пристрої підключаються за допомогою витої пари, коаксіального кабелю або оптоволокна. Мережевий комутатор, свіч, світч (жарг. від англ. Switch - перемикач) - пристрій, призначений для з'єднання декількох вузлів комп'ютерної мережі в межах одного або декількох сегментів мережі. На відміну від концентратора, який розповсюджує трафік від одного підключеного пристрою до всіх інших, комутатор передає дані лише безпосередньо отримувачу, виняток становить широкомовний трафік (на MAC-адреса FF: FF: FF: FF: FF: FF) усіх вузлів мережі. Це підвищує продуктивність і безпеку мережі, позбавляючи інші сегменти мережі від необхідності (і можливості) обробляти дані, які їм не призначалися. Міст, мережевий міст, бридж (жарг., калька з англ. Bridge) - мережеве пристрій 2 рівня моделі OSI, призначений для об'єднання сегментів (підмережі) комп'ютерної мережі різних топологій і архітектури. Повторювач (жарг. - ріпітр, репітер, англ. Repeater) - мережеве обладнання. Призначений для збільшення відстані мережевого з'єднання шляхом повторення електричного сигналу «один в один». Бувають Однопортові повторювачі і багатопортові. У термінах моделі OSI працює на фізичному рівні. Маршрутизатор (проф. жарги. Раутер або Router) - мережевий пристрій, пересилає кадри між різними сегментами мережі і приймає рішення на підставі інформації про топологію мережі і певних правил, заданих адміністратором. Маршрутизатор працює на більш високому «мережевому» рівні 3 мережевої моделі OSI, ніж комутатор і мережевий міст. Мережа №1 (Hub-Repeater-Hub) / Всім робочим станціям мережі присвоюються мережеві (ІР) адреси , в даному випадку присвоюємо кожній станції адресу типу: 192.168.1.n, де n = номеру комп’ютера. Наприклад PC1 буде присвоєно ІР: 192.168.1.1 , та маски підмережі 255.255.255.0, які задаються автоматично після введення ІР адрес. Для мережі такого типу потрібно лише ввести налаштування мережевих адаптерів на робочих станціях мережі Передавання даних в такій мережі відбувається так: Допустимо користувач PC1 передає інформацію користувачеві на PC4. В першу чергу він формує кадр, в якому задаються наступні дані: адреси джерела (source), що ідентифікує комп'ютер-відправник; передані дані; адреса місця призначення (destination), що ідентифікує комп'ютер-одержувач; інструкції мережевим компонентам про подальший маршрут даних; інформація комп'ютера-одержувача про те, як об'єднати переданий кадр з іншими, щоб отримати дані в початковому вигляді; інформація для перевірки помилок, що забезпечує коректність передачі. Кадр з даними йде від PC1 до мережевого пристрою Hub де дублюється k-1 раз, де k дорівнює кількості зайнятих портів у пристрої Hub. Кадри з хабу передаються на всі робочі станції підмережі 1 та на наступний активний мережевий пристрій «Repeater». Оскільки мережеві адаптери робочих станцій підмережі 1 в цьому кадрі не бачать своєї адреси, то вони ігнорують цей кадр, а репітер передає цей кадр на хаб підмережі 2. Хаб підмережі 2 дублює цей кадр і передає його своїм робочим станціям. Робоча станція PC3 не бачить своєї адреси в цьому кадрі і також ігнорує його, в свою чергу PC4 замічає свою адресу, приймає дані і формує “квитанцію” для відправника в якій є його адреса. Відправка “квитанції” відбувається по зворотньому сценарію до пунктів 1,2,3,4. При відправці широкомовного повідомлення – це повідомлення досягає лише однієї робочої станції. Мережа №2 (Hub-Repeater-Switch) / У цій мережі у замість другого пристрою Hub пристрій Switch. Робота ж у цій мережі змінилась лише в одному аспекті. Хаб дублював один кадр на k-1, а світч приймає один кадр і не дублюючи його передає робочій станції якій і призначався цей кадр. Та на відміну від мережі Hub-Repeater-Hub при відправленні широкомовного повідомлення, це повідомлення приймають усі робочі станції підмережі 2 і одна робоча станція підмережі 1 якщо це повідомлення відправляти з робочої станції підмережі 2. Якщо ж відправляти широкомовне повідомлення з підмережі 1 то його отримає лише один комп’ютер з цієїж під мережі. Мережа №3 (Hub-Bridge-Switch) / Транспортування пакетів з даними у цій мережі нічим не відрізняються від мережі Hub-Repeater-Switch Мережа №4 (Switch -Bridge-Switch) / На відміну від попередніх видів мереж, в цій мережі якщо відправити з будь-якї робочої станції широкомовне повідомлення, то воно досягне всіх комп’ютерів і від кожного прийде квитанція до відправника. Також якщо відправляти пакет даних з певного комп’ютера то він прийде до отримувача на пряму (повідомлення не буде дублюватись для всіх робочих станцій). Мережа №5 (Switch -Router-Switch) / Мережа цього типу у транспортуванні даних не відрізняється від мережі Switch -Bridge-Switch. Їхня різниця полягає лише в тому, що передавання широкомовних повідомлень із однієї підмережі в іншу блокується роутером, та все ж у під мережах ці повідомлення можна розсилати. Висновок: після перевірки п’яти мереж з різними мережевими пристроями можна зробити висновок, що найбезпечнішою та найнадійнішою є Мережа №5 (Switch -Router-Switch). Оскільки пристрій Switch забезпечує передачу даних від однієї робочої станції до іншої без дублювання інформації на інші робочі станції (як це можна побачити у мережах 1-3). Також позитивним є те що широкомовні пакети не проходять через Router, що забезпечує захист мережі від спаму та можливого перенавантаження. А самою ненадійною є Мережа №1 (Hub-Repeater-Hub) оскільки у разі надходження сигналу на два і більше портів одночасно виникає колізія, і передані кадри даних втрачаються. Таким чином, всі підключені до концентратора пристрої знаходяться в одному домені колізій. Концентратори завжди працюють в режимі напівдуплекс, всі підключені пристрої Ethernet поділяють між собою надану смугу доступу. Інша проблема - безпека - всі пакети доходять до всіх комп'ютерів мережі, тому існує можливість несанкціонованого доступу до інформації. І, нарешті, ще однією проблемою є те, що копіювання пакетів підвищує навантаження на мережу, причому досить суттєво - весь трафік сегмента мережі надходить до кожного з комп'ютерів і тим самим перевантажує мережу.