РЕАЛІЗАЦІЯ МІЖМЕРЕЖЕВОЇ ВЗАЄМОДІЇ НА ОСНОВІ СТЕКУ ПРОТОКОЛІВ ТСР/ІР ДОСЛІДЖЕННЯ РОБОТИ DHCP НА ОСНОВІ ОБЛАДНАННЯ CISCO. Лабораторна робота з Комп’ютерні мережі та комунікації. Робота № 529619

Перехід до торгівельного партнера Binance

РЕАЛІЗАЦІЯ МІЖМЕРЕЖЕВОЇ ВЗАЄМОДІЇ НА ОСНОВІ СТЕКУ ПРОТОКОЛІВ ТСР/ІР ДОСЛІДЖЕННЯ РОБОТИ DHCP НА ОСНОВІ ОБЛАДНАННЯ CISCO

Інформація про навчальний заклад

ВУЗ:

Національний університет Львівська політехніка

Інститут:

ІКТА

Факультет:

ЗІ

Кафедра:

Захист інформації

Інформація про роботу

Рік:

2015

Тип роботи:

Лабораторна робота

Предмет:

Комп’ютерні мережі та комунікації

Група:

УІ 32

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 №4,5 з курсу: «Комп’ютерні мережі» на тему: «РЕАЛІЗАЦІЯ МІЖМЕРЕЖЕВОЇ ВЗАЄМОДІЇ НА ОСНОВІ СТЕКУ ПРОТОКОЛІВ ТСР/ІР ДОСЛІДЖЕННЯ РОБОТИ DHCP НА ОСНОВІ ОБЛАДНАННЯ CISCO» Львів 2015 Мета роботи: вивчити способи застосування основних утиліт для налаштування та діагностики стеку TCP/IP, структуру та класи ІР-адрес. Набути практиктичних навичок при реалізації міжмережевої взаємодії вузлів об’єднаної мережі,ознайомитися з принципом роботи протоколу динамічної конфігурації хоста (DHCP), порядком взаємодії DHCP-серверів з DHCP-клієнтами об’єднаної мережі, порядком налаштування DHCP-сервера на основі маршрутизатора CISCO та на основі виділеного сервера мережі, дослідити роботу мережі з автоматизованим процесом конфігурації мережевих інтерфейсів хостів. Завдання 1.Провести тестування протоколу TCP/IP на хості. Для цього визначити : його IP-адресу (чи вона присвоєна статично, чи динамічно; її значення; кількість та тип мережевих адаптерів, встановлених на ЕОМ, значення їх MAC-адреси; тип вузла). У випадку використання протоколу DHCP взнати, чи адреси присвоюються статично чи динамічно (якщо динамічно, то термін дії оренди), та поновити оренду. коректність функціонування протоколу TCP/IP, а саме: відсутність дублювання IP-адрес; працездатність операційної системи, працездатність мережевого адаптера. Провести тестування протоколу TCP/IP в мережі. Для цього визначити : які хости включені в Вашій (локальній) мережі. якість зв’язку з окремим хостом в локальній мережі (час проходження тестового сигналу, наявність втрат сигналу при цьому). Провести тестування зв’язку Вашого хоста з віддаленою мережею. Для цього спочатку вияснити наявність такої мережі, вивчивши таблицю маршрутизації Вашого хоста за допомогою утіліти route. якість зв’язку з окремим хостом у віддаленій мережі (час проходження тестового сигналу, наявність втрат сигналу при цьому). Порівняти результати тестів з хостом в локальній та віддаленій мережах. Організувати перегляд даних як про локальні, так і про віддалені імена та порти активних мережевих з’єднань з використанням команди Netstat Провести збір статисти стичних даних протоколу і поточних з’єднань TCP/IP за допомогою утиліти Nbtstat. Виконати індивідуальне завдання, дане викладачем в аудиторії (задачі по адресації в мережах з протоколом TCP/IP, задачі на коректність IP-адрес, визначення масок підмережі, визначення ідентифікаторів мереж та вузлів, тощо). 2.Створити об’єднану мережу з наступних трьох заданих мереж: 7. Створити об’єднану мережу з наступних трьох заданих мереж: - 172.23.0.0; - 10.0.0.0; - 192.168.201.0 . Здійснити IP-структуризацію об’єднаної мережі з використанням «вироджених» мереж. 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. 3.Налаштувати DHCP-сервер на видачу мережевих параметрів хостам мережі, побудованої на основі індивідуального завдання до 4-тої лабораторної роботи (Zavd_KM_4). При цьому, для хостів 1-шої мережі здійснити налаштування DHCP на основі маршрутизатора, а для 2-гої ( на основі виділеного DHCP-сервера. Провести моделювання DHCP налаштувань в середовищі Packet Tracer (на кожну мережу задіяти по 3 hosts). 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 – Мережевих інтерфейсів (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. Розглянемо IP-адресацію протоколу IPv4 (рис.2). 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). Кожен хост повинен утримати унікальну адресу в глобальній комп’ютерній мережі Internet у вигляді IP-адреси. Для кінцевого користувача чи організації IP-адресу чи відповідно діапазон IP-адрес може надавати регіональний Internet сервіс-провайдер (ISP) (фірма, що надає послуги Internet і є точкою входу в Internet (POP)), причому організації виділяється блок IP-адрес, що відповідає розміру її мережі. Слід зазначити, що хоча й вся інформація, отримана з Internet, є безплатна, проте послуги за користування Internet є платні. Причиною цього може служити хоча би той факт, що ISP є суб’єктом підприємницької діяльності. Тому природно, що за кожну зареєстровану IP-адресу слід платити і ця оплата буде прямо пропорційна до кількості зареєстрованих IP-адрес. 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. 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. 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. 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. Якщо останній параметр не задати, то зв’язок буде обмежений локальною мережею. Кожна плата мережевого адаптера повинна мати свої індивідуальні настройки TCP/IP, причому одному адаптеру може відповідати декілька IP-адрес. Установка TCP/IP з використанням протоколу DHCP, що автоматизує процес призначення IP-адрес, суттєво спрощує адміністрування мереж, особливо великих, а також у випадках коли хост переключається з одної мережі в іншу. Протокол DHCP працює згідно клієнт–серверної моделі, де клієнт–хост під час старту операційної системи здійснює запит до сервера на отримання IP-адреси. При динамічному розподіленні адрес сервер видає адресу клієнту на обмежений час – час оренди (lease duration). Це дає можливість потім повторно використовувати цю IP-адресу для призначення її іншому хосту. Можлива навіть ситуація, коли хостів є більше, ніж зареєстрованих IP-адрес (при цьому максимальна кількість включених хостів буде рівна кількості зареєстрованих IP-адрес). DHCP - сервер окрім надання хосту зазначених вище параметрів TCP/IP може надавати додатково інформацію про IP-адреси DNS-, WINS-серверів, тип хоста в мережі Microsoft – наприклад, гібридний чи широкомовний, доменне ім’я хоста, тощо. Для здійснення поновлення оренди параметрів TCP/IP на конкретному хості можна скористатись утілітами: для хоста під управлінням Windows NT – ipconfig.exe. Протокол динамічної конфігурації хоста DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) автоматизує процес конфігурації мережевих інтерфейсів вузлів, забезпечуючи відсутність дублювання ІР-адрес за рахунок централізованого управління їх розподілом. Робота DHCP описана в RFC 2131 і 2132. DHCP широко використовується в Інтернеті для налаштування ряду параметрів і прописування IP-адрес вузлам. Окрім мереж підприємств і домашніх мереж, DHCP використовують інтернет-провайдери. З його допомогою вони налаштовують пристрої через інтернет-з’єднання. За допомогою DHCP, окрім надання IP-адреси вузлам, найчастіше передається маска мережі, IP-адреса шлюзу за замовчуванням, а також IP-адреси DNS серверів і часові параметри. В процесі динамічної конфігурації хоста беруть участь дві сторони: DHCP-клієнт ( хост (настільний комп’ютер, ноутбук, смартфон і т.д.) ( тобто та сторона, яка хоче отримати IP-адресу та DHCP-сервер, який власне і видає IP-адреси. DHCP-сервером може бути відповідним чином налаштований маршрутизатор або спеціально виділений DHCP-сервер. Для автоматичного розподілу ІР-адрес вузлам мережі у ній повинен знаходитися DHCP-сервер. При запуску комп’ютера мережі відбувається пошук його IP-адреси широкомовним способом на основі поширення комп’ютером спеціального пакету DHCP DISCOVER. Пакет повинен прибути на DHCP-сервер. Якщо цей сервер не підключений до мережі безпосередньо, то він повинен бути ретрансльований маршрутизатором на DHCP-сервер незалежно від місця його розташування. Коли сервер отримує вказаний пакет, він виділяє вільну IP-адресу і відправляє її хосту за допомогою пакету-пропозиції DHCP OFFER (який також може ретранслюватися). Для цього сервер визначає хост за його МАС-адресою (яка міститься в пакеті DHCP DISCOVER). Отримавши пакет DHCP-пропозиції, хост відправляє запит DHCP REQUEST серверу на пропоновану йому IP-адресу. Отримавши запит прийнятої хостом пропозиції (IP-адресу та інші конфігураційні параметри), сервер надсилає підтвердження параметрів пакетом DHCP PACK хосту, після чого хост автоматично налаштовує свій мережевий інтерфейс. У разі, якщо сервер не може прийняти конфігурацію хоста, він надсилає йому пакет DHCP NAK (відмова в підтвердженні), що змушує клієнта почати процес узгодження заново. IP-адреси з пулу DHCP-сервера видаються на деякий час хостам в автоматичному режимі. Якщо хост покине мережу і не звільнить захоплену адресу, ця адреса буде втрачена назавжди. З часом втрачатиметься все більше адрес. Для запобігання цьому IP-адреси видаються не назавжди, а на певний час. Така технологія називається лізингом (leasing). Перед закінченням терміну дії лізингу, хост повинен надіслати на DHCP-сервер запит про продовження терміну користування IP-адресою. Якщо такий запит не був зроблений або в проханні було відмовлено, хост не має права надалі використовувати виданої раніше IP-адреси. Протокол DHCP працює згідно моделі клієнт-сервер. Під час старту системи комп’ютер (DHCP-клієнт), надсилає в мережу широкомовний запит на отримання IP-адреси. DHCP-сервер відгукується і надсилає повідомлення-відповідь, яке містить IP-адресу та інші згадані конфігураційні параметри. При цьому сервер DHCP може працювати в різних режимах, включаючи: - ручне призначення статичних адрес; - автоматичне призначення статичних адрес; - автоматичний розподіл динамічних адрес. В усіх режимах роботи адміністратор при конфігурації DHCP-сервера повідомляє йому один або декілька діапазонів IP-адрес, причому усі ці адреси відносяться до однієї мережі, тобто мають те саме значення в полі номера мережі. В ручному режимі адміністратор, окрім пулу доступних адрес, забезпечує DHCP-сервер інформацією про жорстку відповідність IP-адрес фізичним адресам або іншим ідентифікаторам клієнтських вузлів. DHCP-сервер, користуючись цією інформацією, завжди видасть певному DHCP-клієнтові одну і ту ж призначену йому адміністратором IP-адресу (а також набір інших конфігураційних параметрів). У режимі автоматичного призначення статичних адрес DHCP-сервер самостійно без втручання адміністратора довільним чином вибирає клієнтові IP-адресу з пулу наявних IP-адрес. Адреса дається клієнтові з пулу в постійне користування, тобто між ідентифікуючою інформацією клієнта і його IP-адресою, як і при ручному призначенні, існує постійна відповідність. Вона встановлюється у момент першого призначення DHCP-сервером IP-адреси клієнтові. При усіх подальших запитах сервер повертає клієнтові ту ж саму IP-адресу. При динамічному розподілі адрес DHCP-сервер надає IP-адресу клієнтові на обмежений час, що називається часом оренди. Коли комп’ютер, який є DHCP-клієнтом, видаляється з мережі, призначена йому IP-адреса автоматично звільняється. При підключені комп’ютера до іншої мережі, йому автоматично призначається нова IP-адреса. Ні користувач, ні мережевий адміністратор не втручаються в цей процес. Це дає можливість повторно призначити цю саму IP-адресу іншому комп’ютеру. Таким чином, окрім основної переваги DHCP ( автоматизації рутинної роботи адміністратора по конфігурації стеку TCP/IP на кожному комп’ютері, режим динамічного розподілу адрес в принципі дозволяє будувати IP-мережі, кількість вузлів в якій перевищує кількість наявних у розпорядженні адміністратора IP-адрес. Спрощена схема обміну повідомленнями між клієнтськими і серверними частинами DHCP виглядає наступним чином. 1. При увімкнені комп’ютера, встановлений на нім DHCP-клієнт посилає обмежене широкомовне повідомлення DHCP-пошуку (IP-пакет з адресою призначення, що складається з одних одиниць, який повинен бути доставлений усім вузлам цієї IP-мережі). 2. DHCP-сервери, які знаходяться в мережі, отримують це повідомлення. Якщо в мережі DHCP-сервери відсутні, то повідомлення DHCP-пошуку отримує зв’язковий DHCP-агент. Він пересилає це повідомлення в іншу, можливо, значно віддалену від нього мережу DHCP-серверу, IP-адреса котрого йому заздалегідь відома. 3. DHCP-сервери, отримавши повідомлення DHCP-пошуку, надсилають DHCP-клієнтові, який звернувся із запитом, свої DHCP-пропозиції. Кожна пропозиція містить IP-адресу та іншу конфігураційну інформацію. DHCP- сервер, який знаходиться в іншій мережі, надсилає відповідь через агента. 4. DHCP-клієнт збирає конфігураційні DHCP-пропозиції від усіх DHCP-серверів. Як правило, він вибирає першу отриману пропозицію і відправляє в мережу широкомовний DHCP-запит. У цьому запиті містяться ідентифікаційна інформація про DHCP-сервер, пропозиція котрого прийнята, а також значення прийнятих конфігураційних параметрів 5. Усі DHCP-сервери отримують DHCP-запит, і тільки один вибраний DHCP-сервер надсилає позитивну DHCP-квитанцію (підтвердження IP-адреси і параметрів оренди), а інші сервери анулюють свої пропозиції, зокрема повертають у свої пули запропоновані IP-адреси. 6. DHCP-клієнт отримує позитивну DHCP-квитанцію і переходить в робочий стан. Час від часу комп’ютер намагається оновити параметри оренди у DHCP-сервера. Першу спробу він робить задовго до закінчення терміну оренди, звертаючись до того сервера, від котрого він отримав поточні параметри. Якщо відповіді немає або відповідь негативна, він через деякий час знову надсилає запит. Так повторюється кілька разів, і якщо усі спроби отримати параметри у того ж сервера виявляються безуспішними, клієнт звертається до іншого сервера. Якщо і інший сервер відповідає відмовою, то клієнт втрачає свої конфігураційні параметри та переходить в режим автономної роботи. Результати виконання роботи Тестування протоколу TCP/IP / / / / / / / / Виконання індивідуального завдання / / / / / / / Налаштування DHCP-сервера / Налаштування DHCP хостів 1-шої мережі на основі маршрутизатора / / Налаштування DHCP для хостів 2-гої мережі на основі виділеного DHCP-сервера / / Висновки:під час виконання лабораторної роботи я вивчила способи застосування основних утиліт для налаштування та діагностики стеку TCP/IP, структуру та класи ІР-адрес. Набула практиктичних навичок при реалізації міжмережевої взаємодії вузлів об’єднаної мережі,ознайомилася з принципом роботи протоколу динамічної конфігурації хоста (DHCP), порядком взаємодії DHCP-серверів з DHCP-клієнтами об’єднаної мережі, порядком налаштування DHCP-сервера на основі маршрутизатора CISCO та на основі виділеного сервера мережі, дослідила роботу мережі з автоматизованим процесом конфігурації мережевих інтерфейсів хостів.

Лабораторна робота Комп’ютерні мережі та комунікації

irynka

21.10.2017 13:10-

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