Стек протоколів TCP/IP. IP-адресація. Лабораторна робота з Комп’ютерні мережі та комунікації. Робота № 526942

Перехід до торгівельного партнера Binance

Стек протоколів TCP/IP. IP-адресація

Інформація про навчальний заклад

ВУЗ:

Національний університет Львівська політехніка

Інститут:

Інститут комп’ютерних технологій, автоматики та метрології

Факультет:

УІ

Кафедра:

Захист інформації

Інформація про роботу

Рік:

2014

Тип роботи:

Лабораторна робота

Предмет:

Комп’ютерні мережі та комунікації

Група:

УІ 31

Варіант:

Завантажити

Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ «ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА» ІКТА кафедра ЗІ З В І Т до лабораторної роботи №4 з навчальної дисципліни: «Комп’ютерні мережі» на тему: «Стек протоколів TCP/IP. IP-адресація» Львів – 2014 Мета роботи: ознайомитись з стеком протоколів TCP/IP та питанням IP-адресації на основі протоколів IPv4, IPv6, та набути практичні навики при конфігурації мережевих параметрів комп’ютерів та вирішенні проблем, пов’язаних з адресацією цих комп’ютерів при підключенні їх до мережі. Короткі теоретичні відомості Набір протоколів TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) - це стандартний промисловий набір протоколів, розроблений для глобальних мереж (WAN), який був створений в результаті досліджень мереж з комутацією пакетів агенством DARPA в кінці 60-х - на початку 70-х років. TCP/IP є найбільш широковживаним сімейством мережевих протоколів, оскільки: по-перше, є єдиним незалежним від платформ набором протоколів; по-друге, це єдиний набір протоколів з відкритим процесом визначення стандартів та відсутністю власника. У стеку ТСР/IP визначено наступні 4 рівні: 1 – Прикладний (реалізуються мережеві служби: WWW, SNMP, FTP, TFTP, telnet, SMTP та ін.), 2 – Транспортний (функціонують протокол керування передаванням TCP та протокол дейтаграм користувача UDP), 3 – Мережевий (належать протоколи збору маршрутної інформації RIP i OSPF, протокол міжмережевих керуючих повідомлень ICMP, протокол вирішення адрес ARP та протокол передавання пакетів в об’єднаній мережі IP ), 4 – Канальний (організовується підтримка стандартів фізичного та канального рівнів: Ethernet, Token Ring, FDDI, X.25, PPP та ін.). В моделі TCP/IP протокол IP належить до мережевого рівня, функцією якого є забезпечення передачі інформації в системі, що об’єднує довільну кількість мереж, причому ці мережі можуть використовувати різноманітні принципи передачі повідомлень між кінцевими вузлами і володіти довільною структурою зв’язків. Загалом, протокол IP не орієнтований на з'єднання, не гарантує доставку повідомлення і тому вважається ненадійним протоколом. Він призначений для маршрутизації та відправки пакетів між мережами та вузлами. Кожен комунікаційний протокол стеку TCP/IP оперує певною одиницею передавання даних (рис. 1). В термінології INTERNET комп'ютер, на якому працює мережевий протокол, наприклад, протокол IP з набору TCP/IP, називається хостом (host). Хости обмінюються даними між собою і значна доля діяльності в INTERNET обумовлена управлінням інформаційними потоками між комп'ютерами-хостами. Терміном вузол (node), як правило, коротко називають такі пристрої як міст, маршрутизатор, комутатор, шлюз чи хост. На сьогодні існує дві версії протоколу IP: IPv4 та IPv6. Зараз вживається протокол IPv4, що описаний в RFC 791. Рис 1. Структура стеку протоколів TCP/IP IP-адреса може бути записана у двох форматах – двійковому (binary) та десятковому з точковими розділювачами (dotted decimal notation). Остання форма використовується як зручніша для сприйняття в порівнянні з бінарною формою. Кожна IP-адреса має довжину 32 біти і для зручності її поділяють на чотири октети, що відділяються один від одного точками. Кожен октет представляє десяткове число в діапазоні від 0 до 255. Ці 32 розряди IP-адреси містять ідентифікатор мережі (network ID) та ідентифікатор хоста (host ID). Ідентифікатор мережі визначає фізичну мережу, він є однаковим для усіх вузлів в одній мережі і унікальний для кожної з мереж, включених в об'єднану мережу. Ідентифікатор вузла являє собою адресу конкретного вузла в цій мережі. В протоколі IPv4 існує п'ять класів IP-адрес у відповідності з різними розмірами комп'ютерних мереж. Клас адреси визначає, які біти відносяться до ідентифікатора мережі, а які – до ідентифікатора вузла. Також клас визначає максимально можливу кількість вузлів у мережі. Класи IP-адрес ідентифікують по значенню першого октету адреси наступним чином. Адреси класу А назначаються хостам дуже великих мереж. Старший біт в цих адресах завжди рівний нулю. Перший октет присвоюється організацією InterNIC і модифікації не підлягає. Решта три октети містять ідентифікатор вузла. Адреси класу В назначаються хостам великих та середніх по розміру мереж. Два старші біти в цих адресах завжди рівні двійковому значенню 10. Два перші октети присвоюються організацією InterNIC і модифікації не підлягають. Решта два октети містять ідентифікатор вузла. Адреси класу С застосовуються в невеликих мережах. Три старші біти в цих адресах завжди рівні двійковому значенню 110. Три перші октети присвоюються організацією InterNIC і модифікації не підлягають. А останній четвертий октет є ідентифікатором вузла. Класи D та E мають специфічне призначення. Адреси класу D призначені для групових повідомлень. Чотири старші біти в цих адресах завжди рівні двійковому значенню 1110. Решта біт означають конкретну групу отримувачів і не діляться на частини. Пакети з такими адресами розсилаються вибраній групі хостів в мережі. Клас E – є експериментальний і зарезервований для майбутнього використання, наразі не використовується. Чотири старші біти в цих адресах завжди рівні двійковому значенню 1111. Слід зазначити, що існує цілий ряд адрес, які трактуються особливим чином, ніколи не присвоюються хостам і вважаються виділеними адресами. Ними є: - 0.0.0.0 даний вузол - номер мережі | всі нулі дана IP-мережа - всі нулі | номер хоста хост в даній (локальній) IP-мережі - 255.255.255.255 всі хости в даній (локальній) IP-мережі - номер мережі | всі одиниці всі хости у вказаній IP-мережі - 127.x.y.z шлейфова адреса (напр., 127.0.0.1) При визначенні максимальної кількості хостів m в мережі використовується наступна формула , (1) де n – кількість бінарних розрядів, відведених під ідентифікатор хоста, а віднімання числа 2 від загальної кількості пояснюється наявністю в кожній мережі адреси самої мережі та адреси усіх хостів у цій мережі. Маска підмережі являє собою 32-розрядне бінарне число, яке використовується для виділення (маскування) з IP-адреси її частин: ідентифікаторів мережі та хоста. Така процедура необхідна для того, щоб вияснити, чи відноситься та чи інша IP-адреса до локальної чи віддаленої мережі. Кожен хост TCP/IP повинен мати маску підмережі – чи таку, що задається по замовчуванню (в тому випадку, коли мережа не ділиться на підмережі), чи спеціальну (якщо мережа розбита на декілька підмереж). Значення маски підмережі по замовчуванню залежить від використовуваного в даній мережі класу IP-адрес. Іntranet – це корпоративна мережа, яка працює за тими ж правилами, що і Internet. Іntranet-технологія дає ряд переваг, серед яких відмітимо лише ті, що пов’язані з IP-адресацією. Встановлено три наступні діапазони приватного адресного простору (Private Address Space) IP-адрес для використання їх в корпоративних мережах Іntranet: 10.0.0.0 - 10.255.255.255 172.16.0.0 - 172.31.255.255 192.168.0.0 - 192.168.255.255 При використанні IP-адреси чи діапазону IP-адрес з цього адресного простору організація не зобов’язана реєструвати їх, тобто координувати з ISP чи з RIPE і, отже, платити за їх використання. Таким чином, приватний адресний простір може бути використаний багатьма організаціями. І тому IP-адреси з цього діапазону вважаються унікальними в межах організації чи сукупності організацій, які використовують приватний діапазон і яких об’єднує одна Іntranet - мережа. Установка та настройка стеку TCP/IP на хості може здійснюватись в двох режимах – ручному (звичайний режим, який, проте, вимагає знання усіх параметрів TCP/IP для даного хоста, - їх можна взнати в системного адміністратора мережі) та автоматичному (з використанням протоколу динамічної конфігурації хостів DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol)). Для установки та настройки стеку TCP/IP на хості в ручному режимі необхідно задати наступні параметри: IP-адресу хоста (яка повинна бути унікальною); маску підмережі; IP-адресу шлюзу по замовчуванню. Основні утиліти для конфігурації та діагностики TCP/IP: ping.exe – програма для тестування зв’язку із зазначеним хостом. Опції: -t “пінгувати” зазначений хост до моменту переривання. -a привести відповідну текстовій числову чи відповідну числовій текстову адреси (задіяти DNS протокол для вирішення адрес). -n count кількість ехо-запитів, що посилаються. -l size розмір буфера посилання. -f встановити прапорець “не робити фрагментацію” в пакеті. -i TTL час життя. -v TOS тип сервісу. -r count записати маршрут для кількості count транзитних ділянок. -s count мітка часу для count транзитних ділянок. -j host-list зробити довільним маршрут від джерела вздовж списку хостів. -k host-list зробити “жорстким” маршрут від джерела вздовж списку хостів. -w timeout таймаут в мілісекундах для очікування на кожну відповідь. tracert.exe – програма для визначення маршруту до зазначеного хоста. Опції: -d не здійснювати вирішення адрес (не задіювати DNS протокол). -h maximum_hops максимальна кількість транзитних ділянок при пошуку цільового хоста. -w timeout таймаут в мілісекундах для очікування на кожну відповідь. ipconfig.exe – програма, яка використовується для відображення поточних налаштувань та встановлення TCP/IP конфігурації, включаючи адреси серверів DHCP та DNS. Синтаксис команди: Ipconfig [/?] [/all] [/renew [адаптер]] [/release [адаптер]] [/flushdns] [/displaydns] [/registerdns] [/showclassid адаптер] [/setclassid адаптер [код_класу]], де параметр: /? показує допоміжну інформацію про синтаксис команди. /all показує повну інформацію про конфігурацію TCP/IP на хості. /release [адаптер] – звільняє оренду IP-адреси для зазначеного адаптера (протокол DHCP). /renew [адаптер] – обновляє конфігурацію DHCP для усіх адаптерів (якщо він не заданий) або для заданого адаптера. Даний параметр доступний лише на комп’ютерах з адаптерами, налаштованими для автоматичного отримання IP-адреси. /displaydns – відображає вміст кешу співставлення імен DNS-клієнта. Дана інформація використовується службою DNS-клієнта для швидкого співставлення імен, які часто зустрічаються, без звернення до вказаним в конфігурації DNS-серверів. /registerdns – здійснює динамічну реєстрацію вручну імен DNS і IP-адрес. /showclassid адаптер – відображає код класу DHCP для вказаного адаптера. Цей параметр доступний лише для адаптерів, налаштованих на автоматичне отримання IP-адрес. /flushdns – очищає вміст кеша співставлення імен DNS-клієнта. /setclassid адаптер [код_класу] – задає код класу DHCP для вказаного адаптера. IP- XP Ipconfig /? Enter Ipconfig IP- route.exe-- програма для встановлення таблиці маршрутизації на хості Формат: route [-f] [-p] [command [destination] [MASK netmask] [gateway] [METRIC metric] [IF interface] -f очищення усіх записів таблиці маршрутизації. Якщо вживається разом з однією з команд, то таблиця очищується перед тим, як виконується команда. -p коли використовується з командою ADD, то записується маршрут, який зберігається після перезавантаження комп’ютера (persistent). По замовчуванню нові маршрути після перезавантаження не зберігаються. Коли використовується з командою PRINT, то показує список зареєстрованих постійних (persistent) маршрутів. Ігнорується для інших команд, бо вони мають відношення лише до постійних маршрутів. Ця опція не працює на Windows'95- хості. command Одна з наступних: PRINT друкує маршрут; ADD додає маршрут; DELETE ліквідує маршрут; CHANGE модифікує існуючий маршрут. destination вказує хост. MASK вказує, що наступним параметром є значення netmask. netmask вказує значення маски підмережі для зазначеного маршруту. Якщо маска не вказана, то значення по замовчуванню рівне 255.255.255.255. gateway вказує шлюз по замовчуванню. interface номер інтерфейсу для зазначеного маршруту. METRIC вказує метрику, тобто вартість затрат для досягнення зазначеної адреси отримувача. Вартість затрат вимірюється в транзитних ділянках (hop). Кількість транзитних ділянок рівна 1, вказує на те, що отримувач знаходиться в локальній мережі. Додатковий транзитна ділянка вводиться в якості додаткових затрат по доставці пакету кожен раз, як пакет проходить через маршрутизатор. Наприклад, додавання нового маршруту: route ADD 194.128.12.0 MASK 255.255.255.0 150.50.70.1 METRIC 3 IF 1, де IF 1 – перший інтерфейс. Якщо параметр IF не задається, то хост намагається знайти інтерфейс самостійно для зазначеного шлюзу по замовчуванню. Netstat – команда, яка відображає поточний статус і статистику підключень за протоколоми TCP або UDP (User Datagram Protokol). При використанні команди Netstat виводяться дані як про локальні, так і про віддалені імена та порти активних мережевих з’єднань. Опції: -a – виводить усі активні TCP/IP-підключення і прослуховувані комп’ютером портів TCP/IP і UDP. -e – виводить Ethernet статистику, наприклад кількість відправлених і прийнятих байтів і пакетів. Даний параметр може комбінуватися з ключом -s. -n – виводить активні TCP/IP-підключення з відображенням адрес і номерів портів у числовому форматі. Ім’я локального комп’ютера (або зовнішньої адреси), які відповідають IP-адресі й імені порта, виводиться лише у тому випадку, якщо не вказаний параметр -n. При цьому, якщо порт не назначений, замість його номера буде виведена зірочка (*). -o – виводить усі активні TCP/IP-підключення і PID коди процеса для кожного підключення. Код процесу PID дозволяє знайти додаток на вкладці “Процеси” диспетчера задач Windows. Даний параметр може комбінуватися з ключами -a, -n -p. -p потокол – виводить підключення для протоколу, вказаного параметром протокол. У цьому випадку параметр протокол може приймати значення tcp, udp, tcpv6 або udpv6. Якщо даний параметр використовується з ключом -s для виводу статистики по протоколу, параметр протокол може мати значення tcp, udp, icmp, ip, tcpv6, udpv6, icmpv6 ipv6. -s – виводить статистику по протоколу. За замовчуванням виводиться статистика для протоколів TCP, UDP, ICMP IP. Якщо встановлений протокол IPv6 для ОС Windows XP, відображається статистика для протоколів TCP через IPv6, UDP через IPv6, ICMPv6 і IPv6. -r – виводить вміст таблиці маршрутизації IP. Дана команда еквівалентна команді Route print. інтервал – вказує на оновлення вибраних даних з інтервалом визначеним у секундах. Клавішами CTRL+C можна зупинити оновлення. Nbtstat – призначена для відображення статистики протоколу і поточних з’єднань TCP/IP з використанням NetBIOS over TCP/IP (NetBT). Крім того, утиліта дозволяє відобразити таблиці імен NetBIOS для локального і віддаленого вузлів мережі, а також кеша імен NetBIOS з можливістю його оновлення для зареєстрованих імен в службі WINS (Windows Internet Name Service). NetBIOS – мережева базова система вводу-виводу, інтерфейс програмування (API) для використання програмами в локальній мережі. NetBIOS надає програмам єдиний набір команд для запитів до служб нижнього рівня, які необхідні для керування іменами, проведення сеансів і передачі даних між вузлами мережі. Параметри Nbtstat: -a віддалене ім’я – виводить таблицю імен NetBIOS віддаленого вузла мережі. Таблиця імен NetBIOS є списком імен NetBIOS, які відповідають додаткам NetBIOS, що працюють на даному комп’ютері. -A IP-адреса – виводить таблицю імен NetBIOS віддаленого вузла мережі, заданого IP-адрсою. -c – виводить вміст кешу імен NetBIOS, таблиці імен NetBIOS і їх вирішених IP-адрес. -n – виводить таблицю імен NetBIOS локального вузла мережі. Стан “Зареєстрований” означає, що дане ім’я зареєстровано на сервері WINS або у якості широкомовної адреси. -r – виводить статистику вирішення імн NetBIOS. На комп’ютері з ОС Windows XP, налаштованому для використання WINS, даний параметр повертае кількість імен, вирішених і зареєстрованих для широкомовного розсилання або WINS. -R – очищує вміст кешу імен NetBIOS. -RR – оновлює імена NetBIOS для локального вузла мережі, зареєстрованого на серверах WINS. -s – виводить сеанси клієнта і сервера NetBIOS зі спробою перетворення кінцевої IP-адреси в ім’я. Тестування протоколу TCP/IP Завдання 14. Створити об’єднану мережу з наступних трьох заданих мереж: - 172.24.0.0; - 192.168.6.0; - 10.0.0.0. Розробити свій варіант IP-структуризації об’єднаної мережі. Для цього: 1) заповнити таблиці маршрутизації усіх маршрутизаторів об’єднаної мережі (Для кожної заданої мережі використати один маршрутизатор!); 2) назначити IP-адреси інтерфейсам маршрутизаторів та значення масок їх підмереж; 3) назначити IP-адреси хостам, значення масок підмереж та IP-адресу шлюзу по замовчуванню; Провести моделювання розробленої локальної мережі у середовищі Packet Tracer. (Для перевірки працездатності мережі застосувати діагностичні утиліти. У кожній підмережі має бути задіяно не менше 3-х хостів). Імя IP-adress Subnet Mask Default Gateway PC0 172.24.0.2 255.255.0.0 172.24.0.1 PC1 172.24.0.3 255.255.0.0 172.24.0.1 PC2 172.24.0.4 255.255.0.0 172.24.0.1 PC3 192.168.6.2 255.255.255.0 192.168.6.1 PC4 192.168.6.3 255.255.255.0 192.168.6.1 PC5 192.168.6.4 255.255.255.0 192.168.6.1 PC7 10.0.0.2 255.0.0.0 10.0.0.1 PC8 10.0.0.3 255.0.0.0 10.0.0.1 PC9 10.0.0.4 255.0.0.0 10.0.0.1 Виконання індивідуального завданняСхема розробленої мережі IP-адреси хостів: IP-адреси інтерфейсів маршрутизаторів: Роутер Порт IP Adress Subnet Mask Router 1 FastEthernet0/0 192.168.50.2 255.255.255.0 FastEthernet1/0 172.24.0.1 255.255.0.0 Router 2 FastEthernet0/0 192.168.50.1 255.255.255.0 FastEthernet1/0 192.168.6.1 255.255.255.0 FastEthernet2/0 192.168.100.1 255.255.255.0 Router 3 FastEthernet0/0 192.168.100.2 255.255.255.0 FastEthernet1/0 10.0.0.1 255.0.0.0 Таблиці маршрутизації: Роутер Network Mask Next Hop Router 1 10.0.0.0 255.0.0.0 192.168.50.1 192.168.6.0 255.255.255.0 192.168.50.1 172.24.0.0 255.255.0.0 172.24.0.0 Router 2 10.0.0.0 255.0.0.0 192.168.100.2 192.168.6.0 255.255.255.0 192.168.6.0 172.24.0.0 255.255.0.0 192.168.50.2 Router 3 10.0.0.0 255.0.0.0 10.0.0.0 192.168.6.0 255.255.255.0 192.168.100.1 172.24.0.0 255.255.0.0 192.168.100.1 Перевірка працездатності мережі Тестуємо зв'язок від PC0 до PC3, PC7,PC1 Тестуємо зв'язок від PC7 до PC4, PC0,PC8 Тестуємо зв'язок від PC3 до PC0, PC3,PC8 Висновок При виконанні лабораторної роботи було розглянуто питання IP-адресації на основі протоколу IPv4 зі стеку протоколів TCP/IP. Для цього створено об’єднану мережу з мереж 172.24.0.0; 192.168.6.0 та 10.0.0.0 та розроблено її IP-структуризацію (заповнені таблиці маршрутизації роутерів, призначені IP-адреси інтерфейсам маршрутизаторів та хостам та задані значення масок їх підмереж). Для перевірки працездатності об’єднаної мережі проведено її моделювання у середовищі Packet Tracer.

Лабораторна робота Комп’ютерні мережі та комунікації

ui11

01.03.2015 23:03-

Коментарі

Ви не можете залишити коментар. Для цього, будь ласка, або зареєструйтесь.

Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!

Маєш корисні навчальні матеріали, які припадають пилом на твоєму комп'ютері? Розрахункові, лабораторні, практичні чи контрольні роботи — завантажуй їх прямо зараз і одразу отримуй бали на свій рахунок! Заархівуй всі файли в один .zip (до 100 МБ) або завантажуй кожен файл окремо. Внесок у спільноту – це легкий спосіб допомогти іншим та отримати додаткові можливості на сайті. Твої старі роботи можуть приносити тобі нові нагороди!

поділитись