Д

Методические указания

по выполнению практических работ

ОП.11. Компьютерные сети

09.02.07 Информационные системы и программирование

Гуково, 2024

Методические   указания   по   выполнению   практических   работ    по дисциплине

«Компьютерные   сети»   для    специальности   09.02.07    «Информационные системы и программирование» разработаны в соответствии с требованиями ФГОС.

Разработчик: Кутепова О.А., преподаватель

Содержание

Пояснительная записка................................................................................................................... 4

Порядок выполнения работы......................................................................................................... 4

Рекомендации по оформлению практической работы................................................................. 4

Критерии оценки работ................................................................................................................... 4

Перечень практических работ........................................................................................................ 5

Практическая работа № 1 Построение схемы компьютерной сети............................................ 6

Практическая работа №2 Монтаж кабельных сред технологий Ethernet................................ 11

Практическая работа № 3. Построение одноранговой сети...................................................... 15

Практическая работа №4 Настройка протоколов TCP/IP в операционных системах............ 18

Практическая работа №5 Работа с диагностическими утилитами протокола ТСР/IР............ 23

Практическая работа №6 Решение проблем с TCP/IP................................................................ 29

Практическая 7 Преобразование форматов IP-адресов. Расчет IP-адреса и маски подсети. 31 Практическая работа №8 Настройка удаленного доступа к компьютеру............ 35

Литература...................................................................................................................................... 38

Пояснительная записка

Методические указания по выполнению практических работ обучающимися составлены в соответствии с рабочей программой учебной дисциплины «Компьютерные сети» для специ- альности 09.02.07 «Информационные системы и программирование».

Цель проведения работ – отработка необходимых навыков работы компьютерными се- тями для решения конкретных задач.

Порядок выполнения работы

-        записать название работы, ее цель в тетрадь;

-        выполнить основные задания в соответствии с ходом работы;

-        выполнить самостоятельные задания.

Рекомендации по оформлению практической работы

-        при выполнении практической работы в прикладных программах использовать оформление в соответствие с заданием

-        работы проводятся согласно календарно-тематическому планированию, в соответствии с учебной программой.

Пропущенные практические работы выполняются студентом самостоятельно и сдаются в отведенные на изучение дисциплины сроки.

При изучении теоретического материала требуется выполнение описанных операций на

ПК.

Критерии оценки работ

-        наличие оформленной цели выполняемой работы, выполнение более половины основных заданий (удовлетворительно);

-        наличие оформленной цели выполняемой работы, выполнение всех основных и более полови- ны дополнительных заданий (хорошо);

-        наличие оформленной цели выполняемой работы, выполнение всех основных и дополнитель- ных заданий (отлично).

Освоение содержания учебной дисциплины «Информационные технологии» обеспе- чивает достижение обучающимися следующих результатов:

-        оОрганизовывать и конфигурировать компьютерные сети;

-        Строить и анализировать модели компьютерных сетей;

-        Эффективно использовать аппаратные и программные компоненты компьютерных сетей при решении различных задач;

-        Выполнять схемы и чертежи по специальности с использованием прикладных программных средств;

-        Работать с протоколами разных уровней (на примере конкретного стека протоколов: TCP/IP, IPX/SPX);

-        Устанавливать и настраивать параметры протоколов;

-        Обнаруживать и устранять ошибки при передаче данных;

При реализации содержания учебной дисциплины «Информационные технологии» обязательная нагрузка обучающихся — 64 часа, включая практические занятия. Итоговая форм контроля – экзамен. Обучающиеся не выполнившие все практические задания до экзамена не допускаются.

Перечень практических работ

Практическая работа № 1 Построение схемы компьютерной сети

Цель работы: построение схемы компьютерной сети с помощью MS Visio 2016.

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Программный продукт Visio

Программный продукт Visio является разработкой компании VisioCorporation, ко- торая была куплена в 2000-м году компанией Microsoft, а программа получила название MicrosoftVisio.

Расширенные средства создания схем сетей выделены в дополнительный продукт

–MicrosoftVisioEnterpriseNetworkTools, который предоставляет возможности автоматиче- ского создания схем сетей, документирование структур каталогов ActiveDirectory, и др.

Область применения

Программный продукт MicrosoftVisio (в дальнейшем - MS Visio) в последнее вре- мя активно завоевывает рынок, выступая в качестве эталона деловой графики.

Для рисования на компьютере существуют десятки различных приложений. Это и простейшие графические редакторы типа Paint, и профессиональные системы типа CorelDraw. Visio не заменяет существующих, особенно сильно развитых систем. Но в этой ситуации появляется много примеров, когда инженер, использующий скажем AutoCAD, начинает дополнительно применять MS Visio. Кроме того, существуют области, для кото- рых нет специализированных продуктов кроме MS Visio, например, рисование химиче- ских структурных диаграмм.

Для IT-специалистов и разработчиков программного обеспечения особый интерес представляют такие функции пакета MS Visio:

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Задание 1.

Запустить MicrosoftVisio из группы программ Microsoft Office.

Запустить    и    ознакомиться   с   разделами   справочной    системы    для    работы с MicrosoftVisio. Открыть интересующий Вас раздел справки и изучить его.

Просмотреть образцы шаблонов схем, доступных для использования. Изучить ин- терфейс программы.

Добавить    панели    инструментов Формат    текста и Формат    фигуры     (ме- ню Вид → Панели инструментов).

Для добавления необходимой фигуры следует выбрать меню Файл → Фигуры → группа фигур (дополнительные фигуры).

Задание 2.

Программы Visio 2016 включают шаблон схемы сети, который называется Прин- ципиальная схема сети. На основе этого шаблона можно построить схему простой корпо- ративной сети, что мы и продемонстрируем на примере (рис.1).

Рисунок 1

Рисунок 3

Сейчас только один управляющий маркер остается под фигурой Ethernet, но его назначение – перемещение блока текста. А, следовательно, его нельзя использовать для привязки ноутбука к сети.

Рисунок 4

Рисунок 5

− Перетащим управляющий маркер из сети Филиал 2 и приклеим его к маршрутизатору. Соединитель- ная линия изгибается, когда мы пере- таскиваем управляющий маркер к маршрутизатору – она ведет себя как динамическая соединительная, а не как простая линия. Получившаяся схема сети представлена на следую- щем рисунке 6.

Рисунок 6

Практическая работа №2 Монтаж кабельных сред технологий Ethernet

Цель работы: создать и протестировать прямой и перекрестный кабели UTP (не- экранированная витая пара) для сети Ethernet.

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

На сегодняшний день подавляющая часть компьютерных сетей использует для со- единения провода и кабели. Существуют различные типы кабелей, но на практике в большинстве сетей применяются только три основные группы:

1.      Коаксиальный кабель (coaxial cable).

2.      Витая пара (twisted pair).

3.      Оптоволоконный кабель (fiber cable).

Рисунок 7

Конструкция коаксиального кабеля состоит из медной жилы или стальной жилы плакированной медью, изоляции, ее окружающей, экрана в виде герметичного слоя фоль- ги и металлической оплетки, внешней оболочки (см. рис. 7). При наличии сильных элек- тромагнитных помех в месте прокладки сети можно воспользоваться кабелем с трехкрат- ной (фольга + оплетка + фольга) или четырехкратной (фольга + оплетка + фольга + оплет- ка) экранизацией. Экран защищает передаваемые по кабелю данные, поглощая внешние электромагнитные сигналы - помехи или шумы. Таким образом, экран не позволяет поме- хам исказить данные. Трехкратный экран рекомендуется использовать в условиях сильно- го электромагнитного шума, например в городских индустриальных районах. Четырех- кратный экран разработан для использования в местах с чрезвычайно высоким уровнем электромагнитного шума, например, вблизи от электрических машин, магистралей, в мет- ро или поблизости от организаций оборудованных мощными радиопередатчиками.

Электрические сигналы, кодирующие данные, передаются по жиле. Жила - это один провод (сплошная) или пучок проводов. Сплошная жила изготавливается, из меди или стали плакированной медью. Жила окружена изоляционным слоем, который отделяет ее от металлической оплетки. Оплетка играет роль заземления и защищает жилу от элек- трических шумов и перекрестных помех (электрические наводки, вызванные сигналами в соседних проводах). Проводящая жила и металлическая оплетка не должны соприкасать- ся, иначе произойдет короткое замыкание, помехи проникнут в жилу, и данные разрушат- ся. Снаружи кабель покрыт непроводящим слоем - из резины, тефлона или пластика.

Коаксиальный кабель более помехоустойчив, затухание сигнала в нем меньше чем в витой паре. Ввиду того, что плетеная защитная оболочка поглощает внешние электро- магнитные сигналы, не позволяя им влиять на передаваемые по жиле данные, то коакси- альный кабель можно использовать при передаче на большие расстояния и в тех случаях, когда высокоскоростная передача данных осуществляется на несложном оборудовании.

Существует два типа коаксиальных кабелей:

Сравнение двух типов коаксиальных кабелей. Как правило, чем толще кабель, тем сложнее его прокладывать. Тонкий коаксиальный кабель гибок, прост в установке и относительно недорог. Толстый коаксиальный кабель трудно гнуть, следовательно, его сложнее монтировать, это очень существенный недостаток, особенно в тех случаях, когда необходимо проложить кабель по трубам или желобам.

Выбор того или иного типа коаксиальных кабелей зависит от места, где этот кабель будет прокладываться. Существуют поливинилхлоридные и пленумные классы коакси- альных кабелей.

Поливинилхлорид – это пластик, который применяется в качестве изолятора или внешней оболочки у большинства коаксиальных кабелей. Его прокладывают на открытых участках помещений. Однако при горении он выделяет ядовитые газы.

Пленумные коаксиальные кабели – прокладываются в вентиляционных шахтах, между подвесными потолками и перекрытиями пола.

Монтирование кабельной системы .Для подключения к толстому коаксиальному кабелю применяют специальное устройство – трансивер. Он снабжен специальным кон- нектором пронзающим ответвителем, который проникает через слой изоляции и вступает в контакт с проводящей жилой.

Для подключения тонкого коаксиального кабеля используются BNC-коннекторы.

BNC коннектор (рисунок 8), BNC T коннектор (рисунок 9) и BNC баррел коннектор.

Назначение и структура витой пары. Самая простая витая пара – это два переви- тых изолированных медных провода. Согласно стандарту различают два вида витых пар:

               − UTP - кабель на основе неэкранированной медной пары;                                  

               − STP - кабель на основе экранированной медной пары.                                         Неэкранированная витая пара (UTP, unshielded twisted pair) - это кабель, в котором изолированная пара проводников скручена с небольшим числом витков на единицу дли-

ны. Скручивание проводников уменьшает электрические помехи извне при распростране-

нии сигналов по кабелю (рис.10).

Кабель на основе неэкранированной медной пары различают по его пропускной способности, выделяя тем самым несколько категорий:

Категория 3: Кабель этой категории имеет частоту передачи сигналов до 16 МГц и предназначен для использования в сетях скоростью до 10 Мбит/с.

Категория 4: Кабель 4-й категории передает данные с частотой до 20 МГц, исполь- зуется в сетях Token Ring (скорость передачи до 16 Мбит/с)

Категория 5:, Кабель этой категории предназначен для передачи сигнала с часто- той 100 МГц при на скорости 100М\бит 4 витые пары.

Категория 5e Кабель этой категории предназначен для передачи сигнала с часто- той 100 МГц при на скорости 1000М\бит для сетей 1000BaseT, Gigabit Ethernet.

Рисунок 10

Монтаж кабельной системы на основе витой пары. Прямая разводка – приме- няется, когда кабель соединяет ПК с концентратором или концентратор с концентратором (таб. 1)

Кросс-разводка – применяется для соединения ПК друг с другом (таб. 2). Прямая разводка кабеля

Таблица 1

Кросс-разводка кабеля

Таблица 2

После подключения коннекторов кабель следует проверить с помощью специаль- ного тестера, который определит, правильно ли проводники витых пар подсоединены к контактам коннекторов, а также целостность самого кабеля.

Назначение и функции оптоволокна (рис 11). В оптоволоконном кабеле цифро- вые данные распространяются по оптическим волокнам в виде модулированных световых импульсов. Это относительно защищенный способ передачи, поскольку при нем не ис- пользуются электрические сигналы. Следовательно, к оптоволоконному кабелю невоз- можно подключиться, не разрушая его, и перехватывать данные, от чего не застрахован любой кабель, проводящий электрические сигналы.

Рисунок 11

1 – сердцевина с показателем преломления n1; 2 – отражающая оболочка с показа- телем преломления n2, n1>n2; 3 – защитное покрытие.

Кабель содержит несколько световодов, хорошо защищенных пластиковой изоля- цией. Он обладает сверхвысокой скоростью передачи данных (до 2 Гбит), и абсолютно не подвержен помехам. Расстояние между системами, соединенными оптиковолокном, мо- жет достигать 100 километров. Казалось бы, идеальный проводник для сети найден, но стоит оптический кабель чрезвычайно дорого, и для работы с ним требуется специальные сетевые карты, коммутаторы и т.д. Без специального оборудования оптоволокно практи- чески не подлежит ремонту. Данное соединение применяется для объединения крупных сетей, высокосортного доступа в Интернет (для провайдеров и крупных компаний), а так- же для передачи данных на большие расстояния. В домашних сетях, если требуется высо- кая скорость соединения, гораздо дешевле и удобнее воспользоваться гигабитной сетью на витой паре.

Лучи, входящие под разными углами в оптоволокно (рис. 12, 13) называются мо- дами, а волокно, поддерживающее несколько мод - многомодовым. По одномодовому во- локну распространяется только один луч.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Осуществите обжим витой пары по типу прямой разводки и кросс-разводки, ис- пользуя таблицы 1, 2.

Практическая работа № 3. Построение одноранговой сети

Цель работы: освоение умений по построению одноранговой локальной вычисли- тельной сети

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Одноранговая сеть представляет собой сеть равноправных компьютеров – рабочих станций, каждая из которых имеет уникальное имя и адрес. Все рабочие станции объеди- няются в рабочую группу. В одноранговой сети нет единого центра управления – каждая рабочая станция сети может отвечать на запросы других компьютеров, выступая в роли сервера, и направлять свои запросы в сеть, играя роль клиента.

Одноранговые сети являются наиболее простым для монтажа и настройки, а также дешевым типом сетей. Для построения одноранговой сети требуется всего лишь несколь- ко компьютеров с установленными клиентскими ОС, и снабженных сетевыми картами. Все параметры безопасности определяются исключительно настройками каждого из ком- пьютеров.

К основным достоинствам одноранговых сетей можно отнести:

Серьезной проблемой одноранговой сетевой архитектуры является ситуация, когда

компьютеры отключаются от сети. В этих случаях из сети исчезают все общесетевые сер- висы, которые они предоставляли (например, общая папка на диске отключенного компь- ютера, или общий принтер, подключенный к нему).

Администрировать такую сеть достаточно просто лишь при небольшом количестве компьютеров. Если же число рабочих станций, допустим, превышает 25-30 – то это будет вызывать определенные сложности.

Построить одноранговую сеть просто. Ее особенность заключается в том, что все входящие в ее состав компьютеры работают сами, то есть ими никто не управляет.

Одноранговая сеть выглядит как некоторое количество компьютеров, объединен- ных в рабочую группу с помощью одного из существующих вариантов связи. Отсутствие управляющего компьютера – сервера – делает ее построение дешевым и эффективным.

Любой компьютер в такой сети можно называть сервером, поскольку он сам опре- деляет набор правил, которых должны придерживаться другие пользователи, если хотят использовать его ресурсы. За компьютером такой сети следит пользователь (или пользо- ватели), который работает на нем. В этом заключается главный недостаток одноранговой сети: ее пользователи должны не просто уметь работать на компьютере, но и иметь пред- ставление об администрировании. В большинстве случаев им приходится самостоятельно справляться с возникающими внештатными ситуациями и защищать свои компьютеры от неприятностей, начиная с вирусов и заканчивая программными и аппаратными неполад- ками.

Одноранговая сеть позволяет использовать общие ресурсы, файлы, принтеры, мо- демы и т. п. Из-за отсутствия управляющего компьютера каждый пользователь разделяе- мого ресурса должен самостоятельно устанавливать правила его использования.

Для работы с одноранговыми сетями подходит любая существующая операционная система. К примеру, ее поддержка реализована в операционной системе Windows начиная с версии Windows 95, поэтому дополнительного программного обеспечения для работы в локальной сети не требуется. Однако если вы хотите обезопасить себя от программных проблем, лучше использовать операционную систему высокого класса, к примеру Windows XP.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Задание 1.

Задание 2.

Создайте подключение типа «компьютер-компьютер» (рис. 13)

Рисунок 13

Задание 2.

Рисунок 14

Дополнительные инструкции:

Создание подключения типа «компьютер-компьютер».

чения); ства; ства;

− Настройте статический IP-адрес на рабочих станциях ПК1 и ПК2.

− Откройте Сетевые подключения (Пуск - Панель управления - Сетевые подклю-

− В контекстном меню пункта Подключение по локальной сети выберите Свой-

− В диалоговом окне выберите Протокол Интернета (TCP/IP) и нажмите Свой-

− Выберите Использовать следующий IP-адрес

−            Задайте новые IP – адрес и маску подсети для ПК1 (или ПК 2)

− Проверьте конфигурацию сетевого адаптера ПК1 (или ПК 2) с помощью ко-

манды ipconfig.

− Проверьте доступность соединения между рабочими станциями ПК1 и ПК2 с помощью команды  ping.

Создание одноранговой сети с использованием коммутатора. Получение доступа к тексто- вому файлу, расположенному на соседнем компьютере.

− Подключите ПК1 и ПК2 к коммутатору DES-1100-16 «прямым» Ethernet- кабелем в соответствии со схемой

− Проверьте доступность соединения между рабочими станциями ПК1 и ПК2 с помощью команды ping.

− Создайте на рабочих станциях ПК1 и ПК2 папки для общего доступа по сети.

− Создайте папку, которая будет применяться для обмена информацией по се- ти;2. Вызовите контекстное меню созданной папки и выберите пункт «Общий доступ и безопасность»;

− Во вкладке Доступ - Сетевой общий доступ и безопасность выберите Открыть общий доступ к этой папке и Разрешить изменение файлов по сети4. Нажмите кнопку Применить;

− В данной сетевой папке создайте пустой текстовый документ.

− На рабочей станции ПК1 (ПК 2) проверьте доступ к документам на рабочей станции ПК2, внесите изменения и сохраните.

−   В адресной строке папки Мой компьютер введите \ \192.168.1.2 (\ \192.168.1.1) и нажмите Enter;

− Найдите созданную папку соседнего компьютера с открытым общим доступом;

− Внесите в представленный текстовый файл свои личные данные и сохраните

его.

Практическая работа №4 Настройка протоколов TCP/IP в операционных си-

стемах

Цель работы: обобщение и систематизация знаний по теме «Межсетевое взаимо- действие»

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Стек протоколов TCP/IP является основным набором протоколов сети Интернет. В настоящее время стек протоколов поддерживается всеми без исключения операционными системами общего назначения и является наиболее широко распространенным стеком, ис- пользуемым как в глобальных, так и локальных сетях любого масштаба. Стек TCP/IP соот- ветствует пятиуровневой сетевой модели и включает в себя большое число протоколов. Основу коммуникационной составляющей данного стека (транспортной подсистемы) со- ставляют протокол сетевого уровня IP – Internet Protocol (Межсетевой протокол), а также

протокол транспортного уровня TCP – Transmit Control Protocol (Протокол управления пе- редачей). Функции данных протоколов поддерживаются специальными модулями опера- ционных систем, входящими в состав их ядра. Это определяет необходимость выполнение работ по настройке данных протоколов при конфигурировании операционной системы для работы в IP– сетях.

Настройки требует только протокол IP. Однако в документации на ОС семейства Windows практически повсеместно употребляется оборот "протокол TCP/IP", что является неточным, так как аббревиатуру TCP/IP часто используют либо для обозначения всего стека протоколов Интернет, либо для обозначения пары протоколов TCP и IP, работаю- щих на транспортном и сетевом уровнях семиуровневой модели OSI . Протокол TCP в процессе работы ОС в IP– сетях обычно никаких настроек не требует, хотя такая возмож- ность имеется.

Установка протокола TCP/IP

Установка TCP/IP в ОС Windows XP достаточно проста и понятна. Имеется не- сколько способов выполнения данной процедуры. В различных ОС семейства Windows число этих вариантов различно. Рассмотрим основной способ установки, поддерживае- мый всеми без исключения типами ОС семейства Windows, – установку с помощью пане- лиь Управления (Control Panel). Необходимо вызвать панель управления (Пуск/Настройка/Панель управления), а затем дважды щелкнуть значок Network ("Сеть" или "Сетевые подключения"). В появившемся окне "Сетевые подключения" найти настраиваемый сетевой интерфейс, в контекстном меню интерфейса выбрать пункт "Свойства". Откроется окно свойств сетевого подключения. Если для сетевого интерфей- са отсутствует протокол TCP/IP, то необходимо выбрать кнопку "Установить" (кнопка "Добавить" в более ранних версиях ОС Windows) и затем найти нужный протокол и под- твердить сделанный выбор. Протокол будет установлен в операционную систему, которая будет осуществлять поддержку. После включение модулей, реализующих функции прото- колов TCP/IP в состав операционной системы семейства ОС Windows, необходимо вы- полнить настройку протоколов.

Параметры настройки протокола IP

Для настройки протокола IP необходимы следующие три параметра конфигурации: IP–адрес, маска подсети и шлюз по умолчанию.

IP– адрес

IP– адрес – это логический 32–битный адрес, используемый для идентификации TCP/IP– хоста. IP– адрес состоит из двух частей: идентификатора (ID) сети и ID хоста. ID сети (адрес сети) идентифицирует все хосты (самостоятельные машины, либо их сетевые интерфейсы, если машина имеет несколько сетевых адаптеров), которые находятся в од- ной физической сети. ID хоста (адрес хоста) идентифицирует конкретный хост в сети, а точнее конкретный сетевой интерфейс, имеющий свой собственный IP– адрес. Для выде- ления адреса сети из IP– адреса используется механизм сетевых масок, изначально преду- смотренный стандартом адресации в IP сетях.

Каждый компьютер, имеющий в своем составе хотя бы один сетевой адаптер (сете- вой интерфейс) и на котором установлен протокол TCP/IP, должен иметь уникальный IP– адрес. IP– адрес назначается сетевому интерфейсу, так как именно последний выполняет функции передачи и приема данных в/из сети. Одна машина может иметь несколько сете- вых интерфейсов и, как результат, несколько IP– адресов. Одному сетевому интерфейсу может быть назначено несколько IP– адресов. В ОС Windows таких адресов на один ин- терфейс можно назначить не более 5, в других ОС эти ограничения могут быть иными. IP– адрес принято записывать в виде десятичных значений отдельных байтов слева на право, разделяя эти значения друг от друга с помощью точки. Примером IP– адреса является 131.107.2.200.

Сетевая маска (маска подсети)

Сетевая маска представляет собой 32–х битное число, содержащее непрерывную последовательность единиц в разрядах, соответствующих адресу сети. Все остальные раз- ряды маски содержат нулевые значения.

В версии 4 стандарта протокола IP (IP v.4) предусмотрены фиксированные маски, соответствующие трем классам IP– сетей: классов A, B и C. У масок этих классов едини- цы содержались в первом – класс А, первом и втором – класс В, первом, втором и третьем байтах – класс С. Соответственно длиной 8, 16 и 24 разряда. Пример корректной маски подсети класса С: 255.255.255.0. Маски для сетей класса А и В соответственно имеют вид

– 255.0.0.0 и 255.255.0.0. Использование масок в соответствии с классами приводит к не- рациональному расходованию адресов IP, что побудило комитет IETF (Internet Engeniring Task Force) принять стандарт, ко использовать маски подсетей переменной длины – тех- нология VISM (Variable Length Subnet Mask). Эта технология позволила разбивать сети на множество подсетей, не придерживаясь при этом границ, задаваемых классами сетей. Ес- ли до введения технологии VLSM для сети в 500 машин требовалось выделение сети класса В, а это немного нимало, сеть на 64534 машины, то с введением VLSM появилась возможность для сети такого размера использовать всего лишь 2 сети класса С, общей ем- костью 508 машин. Например, одна сеть класса В может быть разбита на 256 сетей класса С или на 512 подсетей размером по 128 адресов, или на более мелкие сети различной дли- ны в любом сочетании. Ограничение только одно: маска подсети должна иметь непрерыв- ную последовательность единиц в разрядах, соответствующих адресу подсети. С введени- ем стандарта на маски переменной длины сетевые маски стали называть масками подсетей (subnet mask). Вычисление адреса сети выполняется с помощью операции конъюнкции (логическое "И") между IP– адресом и маской подсети.

Шлюз по умолчанию

Протокол IP обеспечивает доставку пакетов в пределах всей составной IP– сети. IP– сеть называется составной, так как предполагается, что отдельные IP– сети объединя- ются друг с другом с помощью средств сетевого уровня, которые реализуются специаль- ным устройством, называемым шлюзом.

Чтобы обмениваться данными с хостом в другой сети, в таблице маршрутов IP– хо- ста должен быть указан маршрут к сети назначения. Если такой маршрут в таблице марш- рутов хоста отсутствует, то для передачи данных в пункт назначения используется марш- рут по умолчанию, который указывает на шлюз. Иными словами, шлюз используется для пересылки IP– пакетов, которые должны быть переданы в удаленные сети. Если шлюз не указан, возможности связи будут ограничены только пределами локальной сети.

Номера записей в таблице маршрутов отмечены полужирным шрифтом. Все запи- си, показанные в данной маршрутной таблице, создаются автоматически при задании се- тевых параметров протокола IP в процессе его настройки.

==============================================================

Активные маршруты:

Сетевой адрес Маска сети Адрес шлюза Интерфейс 1 0.0.0.0 0.0.0.0 192.168.126.254 192.168.126.1

2 127.0.0.0 255.0.0.0 127.0.0.1 127.0.0.1

3 192.168.126.0 255.255.255.0 192.168.126.1 192.168.126.1

4 192.168.126.1 255.255.255.255 127.0.0.1 127.0.0.1

5 192.168.126.255 255.255.255.255 192.168.126.1 192.168.126.1

6 255.255.255.255 255.255.255.255 192.168.126.1 192.168.126.1

Основной шлюз: 192.168.126.254

==============================================================

Каждая запись таблицы маршрутов содержит 4 поля (могут быть и другие допол- нительные поля):

Записи 1–3 и 5–6 являются адресами, имеющими специальное назначение, которые в терминологии протокола IP иногда называют "выделенными". Смысл этих записей сле- дующий.

Запись 1 определяет маршрут по умолчанию, указывающий на адрес шлюза по умолчанию. В маршрутных таблицах этот маршрут всегда обозначается как 0.0.0.0 с мас- кой 0.0.0.0.

Запись 2 содержит маршрут на интерфейс "программная петля", который всегда со- здается при установке протоколов TCP/IP. Он используется для обращения машины к себе самой, имеет адрес 127.0.0.1 и имя localhost.

Запись 3 – это маршрут к сети, в состав которой входит адрес сетевого интерфейса. Отправка пакетов по этому адресу не выполняется, он служит для адресации всей сети в маршрутных таблицах.

Запись 4 – это маршрут на сетевой интерфейс, с помощью которого хост подклю- чается к сети, адрес которой указан в записи 3.

Записи 5 и 6 содержат адреса широковещательной рассылки. Пакеты, посланные по этим адресам, должны быть получены всеми хостами, входящими в сеть, адрес которой указан в записи 3.

При назначении адресов хостам надо помнить, что из всего множества адресов, определяемых маской подсети, два адреса имеют специальное назначение и не могут быть назначены сетевым интерфейсам машин, а именно – собственный адрес сети и широкове- щательный адрес сети. Все остальные адреса можно назначать сетевым интерфейсам ма- шин.

Предположим, что машина m1 имеет данные, которые необходимо доставить ма- шине c4. У нее есть 2 альтернативы: послать пакет непосредственно в локальную сеть, ис- пользуя соответствующий протокол канального уровня (в нашем случае - это Ethernet), в случае, если машина получатель входит в ту же сеть, что и машина-отправитель. Либо, если машина получатель не принадлежит к той же сети, что и машина отправитель, то отослать данные шлюзу, соединяющему сеть с внешними сетями. Для того, чтобы опреде- лить принадлежность машины-получателя к сети машины-отправителя используется ме- ханизм сетевых масок. В нашем случае адрес получателя – 192.168.127.4, а маска подсети на сетевом интерфейсе – 255.255.255.0. В результате выполнения операции конъюнкции будет получен результат: 192.168.127.0 – это адрес сети назначения. Далее модуль, реали- зующий функции протокола IP на машине m1, выполнит просмотр маршрутной таблицы с целью поиска маршрута к сети назначения, и так как такого маршрута нет, то данные бу- дут направлены шлюзу по адресу 192.168.126.254. В свою очередь, сеть назначения непо- средственно подключена к одному из сетевых интерфейсов шлюза, поэтому в маршрутной таблице шлюза будет иметься запись о сети 192.168.127.0, что позволит ему доставить данные по адресу назначения.

Введение технологии VLSM потребовало создания технологии обработки масок переменной длины в маршрутных таблицах. Эта технология получила название бесклас- совой междоменной маршрутизации (CIDR – Classless InterDomain Routing). В соответ- ствии с этой технологией маршруты стали записывать в виде префиксов, которые пред- ставляют собой адрес сети с указанием через знак "/" числа разрядов маски, установлен- ных в 1. Например, для классической сети класса С префикс будет иметь вид:

192.168.1.0/24, где 192.168.1.0 – адрес сети, а /24 соответствует маске 255.255.255.0.

При наличии в маршрутной таблице двух префиксов, относящихся к одной и той же сети, будет считаться префикс, маска которого имеет большее количество единиц. Это правило получило название "правила выбора более точного маршрута", так как маска с большим числом единиц указывает на сеть меньшего размера, а значит, более точно опи- сывает разбиение адресного пространства на подсети. Еще одним результатом введения технологии CIDR явилось появление возможности объявлять объединенные маршруты, т.е. маршруты на смежные сети, объединенные с помощью "коротких" префиксов, имею- щих небольшое количество единиц в соответствующих им масках подсетей. Введение технологий VLSM и CIDR, совместно с введением института локальных регистраторов (Local Registry), позволило значительно замедлить процесс исчерпания IP– адресов, а так- же значительно снизить размеры маршрутных таблиц магистральных маршрутизаторов Интернет

IP– адрес** Сетевая маска Шлюз

192.168.20Y.G+XX 255.255.0.0 Использовать значение, которое было установлено ранее, либо значение,

указанное преподавателем.

Где Y, G, XX – десятичные числа;

Y – год поступления (одна цифра 0-9).

G = номер группы. 00 – для группы УИР-1; 50 – для группы УИР-2; 100 – для группы УИР-3.

XX = – порядковый номер студента в группе.

Пример. Студент номер 21 (по журналу); группы УИР-2; год поступления 2003. XX=21; G=50; Y=3.

Получим сетевой адрес машины: 192.168.203.71 Где 203 = 200+3

71 = 50+21.

>  ipconfig /all

               − Сохраните результат выполнения этой команды в отчете.                                        

               − В командной строке консоли выполните команду:                                                    

>  ping <адрес_шлюза>

работы.

Практическая работа №5 Работа с диагностическими утилитами протокола

ТСР/IР

Цель работы: обобщение и систематизация знаний по теме «Межсетевое взаимо- действие»

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Диагностические утилиты TCP/IP

В состав TCP/IP входят диагностические утилиты, предназначенные для провер- ки конфигурации стека и тестирования сетевого соединения.

Проверка правильности конфигурации TCP/IP

При устранении неисправностей и проблем в сети TCP/IP следует сначала прове- рить правильность конфигурации TCP/IP. Для этого используется утилита ipconfig.

Эта команда полезна на компьютерах, работающих с DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol), так как дает пользователям возможность определить, какая кон- фигурация сети TCP/IP и какие величины были установлены с помощью DHCP.

Синтаксис:

ipconfig [/all | /renew[adapter] | /release]

Параметры:

all - выдает весь список параметров. Без этого ключа отображается только IP- адрес, маска и шлюз по умолчанию;

renew[adapter] - обновляет параметры конфигурации DHCP для указанного сете- вого адаптера;

release[adapter] - освобождает выделенный DHCP IP-адрес;

adapter - имя сетевого адаптера;

displaydns     -           выводит         информацию о          содержимом                                  локального КЭШа клиента DNS, используемого для разрешения доменных имен.

Таким образом, утилита ipconfig позволяет выяснить, инициализирована ли кон- фигурация и не дублируются ли IP- адреса:

Тестирование связи с использованием утилиты ping

Утилита ping (Packet Internet Grouper) используется для проверки конфигуриро- вания TCP/IP и диагностики ошибок соединения. Она определяет доступность и функ- ционирование конкретного хоста. Использование ping лучший способ проверки того, что между локальным компьютером и сетевым хостом существует маршрут. Хостом называется любое сетевое устройство (компьютер, маршрутизатор), обменивающееся информацией с другими сетевыми устройствами по TCP/IP.

Команда ping проверяет соединение с удаленным хостом путем посылки к этому хосту эхо-пакетов ICMP и прослушивания эхо-ответов. Ping ожидает каждый послан- ный пакет и печатает количество переданных и принятых пакетов. Каждый принятый пакет проверяется в соответствии с переданным сообщением. Если связь между хостами плохая, из сообщений ping станет ясно, сколько пакетов потеряно.

По умолчанию передается 4 эхо-пакета длиной 32 байта (периодическая после- довательность символов алфавита в верхнем регистре). Ping позволяет изменить размер и количество пакетов, указать, следует ли записывать маршрут, который она использу- ет, какую величину времени жизни (ttl) устанавливать, можно ли фрагментировать па- кет и т.д.. При получении ответа в поле time указывается, за какое время (в миллисекун- дах) посланный пакет доходит до удаленного хоста и возвращается назад. Так как зна- чение по умолчанию для ожидания отклика равно 1 секунде, то все значения данного поля будут меньше 1000 миллисекунд. Если вы получаете сообщение «Request time out» (Превышен интервал ожидания), то, возможно, если увеличить время ожидания откли- ка, пакет дойдет до удаленного хоста. Это можно сделать с помощью ключа –w.

Ping можно использовать для тестирования как имени хоста (DNS или NetBIOS), так и его IP-адреса. Если ping с IP- адресом выполнилась успешно, а с именем – неудач- но, это значит, что проблема заключается в распознавании соответствия адреса и имени, а не в сетевом соединении.

Использование утилиты ping:

ping 127.0.0.1

Если тест успешно пройден, то вы получите следующий ответ: Reply from 127.0.0.1

Reply from 127.0.0.1

Reply from 127.0.0.1

ping IP-адрес_локального_хоста

ping IP-адрес_шлюза

ping IP-адрес_удаленного хоста

list] |

Синтаксис утилиты ping:

ping [-t] [-a] [-n count] [-l length] [-f] [-i ttl] [-v tos] [-r count] [-s count] [ [-j host-

[-k host-list] ] [-w timeout] destination-list

Параметры:

-t - выполняет команду ping до прерывания. Control- Break - посмотреть стати- стику и продолжить. Control-C - прервать выполнение команды;

-a - позволяет определить доменное имя удаленного компьютера по его IP- адресу;

-n count - посылает количество пакетов ECHO, указанное параметром count;

-l length - посылает пакеты длиной length байт (максимальная длина 8192 байта);

-f - посылает пакет с установленным флагом «не фрагментировать». Этот пакет не будет фрагментироваться на маршрутизаторах по пути своего следования;

-i ttl - устанавливает время жизни пакета в величину ttl (каждый маршрутизатор уменьшает ttl на единицу);

-v tos - устанавливает тип поля «сервис» в величину tos;

-r count - записывает путь выходящего пакета и возвращающегося пакета в поле записи пути. Count - от 1 до 9 хостов;

-s count - позволяет ограничить количество переходов из одной подсети в другую (хопов). Count задает максимально возможное количество хопов;

-j host-list - направляет пакеты с помощью списка хостов, определенного пара- метром host-list. Последовательные хосты могут быть отделены промежуточными маршрутизаторами (гибкая статическая маршрутизация). Максимальное количество хо- стов в списке, позволенное IP, равно 9;

-k host-list - направляет пакеты через список хостов, определенный в host-list. По- следовательные хосты не могут быть разделены промежуточными маршрутизаторами (жесткая статическая маршрутизация). Максимальное количество хостов

– 9;

-w timeout - указывает время ожидания (timeout) ответа от удаленного хоста в миллисекундах (по умолчанию – 1сек);

destination-list - указывает удаленный хост, к которому надо направить пакеты

ping.

Пример использования утилиты ping: C:\Documents and Set-

tings\user>ping www.ya.ru

Обмен пакетами с ya.ru [213.180.204.8] по 32 байт:

Ответ от 213.180.204.8: число байт=32 время=1887мс TTL=53 Ответ от 213.180.204.8: число байт=32 время=1475мс TTL=53 Ответ от 213.180.204.8: число байт=32 время=1094мс TTL=53 Ответ от 213.180.204.8: число байт=32 время=736мс TTL=53 Статистика Ping для 213.180.204.8:

Пакетов: отправлено = 4, получено = 4, потеряно = 0 (0% потерь), Приблизительное время приема-передачи в мс:

Минимальное = 736мсек, Максимальное = 1887 мсек, Среднее = 1298 мсек

Изучение маршрута между сетевыми соединениями с помощью утилиты tracert

Tracert - это утилита трассировки маршрута. Она использует поле TTL (time-to- live, время жизни) пакета IP и сообщения об ошибках ICMP для определения маршрута от одного хоста до другого.

Утилита tracert может быть более содержательной и удобной, чем ping, особенно в тех случаях, когда удаленный хост недостижим. С помощью нее можно определить район проблем со связью (у Internet-провайдера, в опорной сети, в сети удаленного хо- ста) по тому, насколько далеко будет отслежен маршрут. Если возникли проблемы, то утилита выводит на экран звездочки (*), либо сообщения типа «Destination net unreacha- ble», «Destination host unreachable», «Request time out», «Time Exeeded».

Утилита tracert работает следующим образом: посылается по 3 пробных эхо- пакета на каждый хост, через который проходит маршрут до удаленного хоста. На экран при этом выводится время ожидания ответа на каждый пакет (Его можно изменить с помощью параметра -w). Пакеты посылаются с различными величинами времени жиз- ни. Каждый маршрутизатор, встречающийся по пути, перед перенаправлением пакета уменьшает величину TTL на единицу. Таким образом, время жизни является счетчиком точек промежуточной доставки (хопов). Когда время жизни пакета достигнет нуля, предполагается, что маршрутизатор пошлет в компьютер-источник сообщение ICMP “Time Exeeded” (Время истекло). Маршрут определяется путем посылки первого эхо- пакета с TTL=1. Затем TTL увеличивается на 1 в каждом последующем пакете до тех пор, пока пакет не достигнет удаленного хоста, либо будет достигнута максимально возможная величина TTL (по умолчанию 30, задается с помощью параметра -h).

Маршрут определяется путем изучения сообщений ICMP, которые присылаются обратно промежуточными маршрутизаторами.

Примечание: некоторые маршрутизаторы просто молча уничтожают пакеты с ис- текшим TTL и не будут видны утилите tracert.

Синтаксис:

tracert [-d] [-h maximum_hops] [-j host-list] [-w timeout] имя_целевого_хоста

Параметры:

-d - указывает, что не нужно распознавать адреса для имен хостов;

-h maximum_hops - указывает максимальное число хопов для того, чтобы искать

цель;

-j     host-list    -    указывает нежесткую статическую маршрутизацию в соответ-

ствии с host-list;

-w timeout - указывает, что нужно ожидать ответ на каждый эхо-пакет задан- ное число мсек.

Пример    использования    утилиты    tracert:                              C:\Documents         and Settings\user>tracert                              www.ya.ru              Трассировка     маршрута      к     ya.ru

[213.180.204.8]

с максимальным числом прыжков 30:

1      <1 мс <1 мс <1 мс mygateway1.ar7 [192.168.1.1]

2      16 ms 15 ms 23 ms 192.168.229.9

3      16 ms 16 ms 16 ms 192.168.224.46

4      *    *          *          Превышен интервал ожидания для запроса.

5      *    *          *          Превышен интервал ожидания для запроса. 6        24 ms 24 ms 25 ms 18.224.168.192.in-addr.arpa [192.168.224.18]

7                                23 ms   23 ms           23 ms 17.224.168.192.in-addr.arpa

[192.168.224.17]

8                    2542 ms          2577 ms                          2928          ms

18.13.22.172.in-addr.arpa [172.22.13.18]

9                    2189 ms          1811 ms                          2016          ms

225.126.18.84.in-addr.arpa [84.18.126.225]

10                   2354 ms          2193 ms                          1653          ms

87.226.230.253

11                   1442 ms          1361 ms                          1105          ms

87.226.133.38

12                   56 ms              55 ms68 ms 87.226.233.198

13                   1715 ms          2206 ms          2579 ms        www.ya.ru

[213.180.204.8]

Трассировка завершена

Утилита ARP

Основная задача протокола ARP –трансляция IP-адресов в соответствующие ло- кальные адреса (MAC-адреса). Для этого ARP-протокол использует информацию из ARP-таблицы (ARP- кэша). Если необходимая запись в таблице не найдена, то протокол ARP отправляет широковещательный запрос ко всем компьютерам локальной подсети, пытаясь найти владельца данного IP-адреса. В кэше могут содержаться два типа запи- сей: статические и динамические. Статические записи вводятся вручную и хранятся в кэше постоянно. Динамические записи помещаются в кэш в результате выполнения ши- роковещательных запросов. Для них существует понятие времени жизни. Если в тече- ние определенного времени (по умолчанию 2 мин.) запись не была востребована, то она удаляется из кэша.

Синтаксис: адреса;

arp [-s inet_addr eth_addr] | [-d inet_addr] | [-a]

Параметры:

-s - занесение в кэш статических записей;

-d - удаление из кэша записи для определенного IP-

-a - просмотр содержимого кэша для всех сетевых адаптеров локального компьютера; inet_addr - IP-адрес;

eth_addr - MAC-адрес.

Пример использования утилиты ARP: C:\Documents and Set- tings\user>arp -a 169.254.15.2 Интерфейс: 169.254.15.1 --- 0x2

Адрес IP Физический адрес Тип 169.254.15.2                00-19-5b-82-fb- d0 динамический

Утилита netstat

Утилита netstat позволяет получить статическую информацию по некоторым из протоколов стека (TCP, UDP, IP, ICMP), а также выводит сведения о текущих сетевых соединениях. Особенно она полезна на брандмауэрах, с ее помощью можно обнаружить нарушения безопасности периметра сети.

Синтаксис:

netstat [-a] [-e] [-n] [-s] [-p protocol] [-r]

Параметры:

-a - выводит перечень всех сетевых соединений и прослушивающихся портов ло- кального компьютера;

-e - выводит статистику для Ethernet-интерфейсов (например, количество полученных и отправленных байт);

-n - выводит информацию по всем текущим соединениям (например, TCP) для всех сетевых интерфейсов локального компьютера. Для каждого соединения выводится информация об IP-адресах локального и удаленного интерфейсов вместе с номерами используемых портов;

-s   -    выводит   статистическую информацию для   протоколов    UDP,    TCP,

ICMP, IP. Ключ «/more» позволяет просмотреть информацию постранично;

-r - выводит содержимое таблицы маршрутизации.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Задание 1. Получение справочной информации по командам

Изучение утилиты ipconfig

Определение пути IP-пакета

192.168.0.1:

10.70.0.3:

10.70.1.1:

www.ineka.ru

Просмотр ARP-кэша

Получение информации о текущих сетевых соединениях и протоколах стека TCP/IP.

Практическая работа №6 Решение проблем с TCP/IP Цель работы: изучение способов решения проблем с TCP/IP

ТЕОЕРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

TCP/IP - это аббревиатура термина Transmission Control Protocol/Internet Protocol (Протокол управления передачей/Протокол Internet). В терминологии вычислительных сетей протокол - это заранее согласованный стандарт, который позволяет двум компьюте- рам обмениваться данными. Фактически TCP/IP не один протокол, а несколько. Именно поэтому вы часто слышите, как его называют набором, или комплектом протоколов, среди которых TCP и IP - два основных.

Программное обеспечение для TCP/IP, на вашем компьютере, представляет собой специфичную для данной платформы реализацию TCP, IP и других членов семейства TCP/IP. Обычно в нем также имеются такие высокоуровневые прикладные программы, как FTP (File Transfer Protocol, Протокол передачи файлов), которые дают возможность через командную строку управлять обменом файлами по Сети.

TCP/IP - зародился в результате исследований, профинансированных Управлением перспективных научно-исследовательских разработок (Advanced Research Project Agency, ARPA) правительства США в 1970-х годах. Этот протокол был разработан с тем, чтобы вычислительные сети исследовательских центров во всем мире могли быть объединены в форме виртуальной "сети сетей" (internetwork). Первоначальная Internet была создана в результате преобразования существующего конгломерата вычислительных сетей, носив- ших название ARPAnet, с помощью TCP/IP.

Причина, по которой TCP/IP столь важен сегодня, заключается в том, что он позво- ляет самостоятельным сетям подключаться к Internet или объединяться для создания част- ных интрасетей. Вычислительные сети, составляющие интрасеть, физически подключают- ся через устройства, называемые маршрутизаторами или IP-маршрутизаторами. Маршру- тизатор - это компьютер, который передает пакеты данных из одной сети в другую. В ин- трасети, работающей на основе TCP/IP, информация передается в виде дискретных бло- ков, называемых IP-пакетами (IP packets) или IP-дейтаграммами (IP datagrams). Благодаря программному обеспечению TCP/IP все компьютеры, подключенные к вычислительной сети, становятся "близкими родственниками". По существу оно скрывает маршрутизаторы

и базовую архитектуру сетей и делает так, что все это выглядит как одна большая сеть. Точно так же, как подключения к сети Ethernet распознаются по 48-разрядным идентифи- каторам Ethernet, подключения к интрасети идентифицируются 32-разрядными IP- адресами, которые мы выражаем в форме десятичных чисел, разделенных точками (например, 128.10.2.3). Взяв IP-адрес удаленного компьютера, компьютер в интрасети или в Internet может отправить данные на него, как будто они составляют часть одной и той же физической сети.

TCP/IP дает решение проблемы данными между двумя компьютерами, подключен- ными к одной и той же интрасети, но принадлежащими различным физическим сетям. Решение состоит из нескольких частей, причем каждый член семейства протоколов TCP/IP вносит свою лепту в общее дело. IP - самый фундаментальный протокол из ком- плекта TCP/IP - передает IP-дейтаграммы по интрасети и выполняет важную функцию, называемую маршрутизацией, по сути дела это выбор маршрута, по которому дейтаграм- ма будет следовать из пункта А в пункт B, и использование маршрутизаторов для "прыж- ков" между сетями.

TCP - это протокол более высокого уровня, который позволяет прикладным про- граммам, запущенным на различных главных компьютерах сети, обмениваться потоками данных. TCP делит потоки данных на цепочки, которые называются TCP-сегментами, и передает их с помощью IP. В большинстве случаев каждый TCP-сегмент пересылается в одной IP-дейтаграмме. Однако при необходимости TCP будет расщеплять сегменты на несколько IP-дейтаграмм, вмещающихся в физические кадры данных, которые использу- ют для передачи информации между компьютерами в сети. Поскольку IP не гарантирует, что дейтаграммы будут получены в той же самой последовательности, в которой они бы- ли посланы, TCP осуществляет повторную "сборку" TCP-сегментов на другом конце маршрута, чтобы образовать непрерывный поток данных. FTP и telnet - это два примера популярных прикладных программ TCP/IP, которые опираются на использование TCP.

Другой важный член комплекта TCP/IP - User Datagram Protocol (UDP, протокол пользовательских дейтаграмм), который похож на TCP, но более примитивен. TCP - "надежный" протокол, потому что он обеспечивает проверку на наличие ошибок и обмен подтверждающими сообщениями чтобы данные достигали своего места назначения заве- домо без искажений. UDP - "ненадежный" протокол, ибо не гарантирует, что дейтаграммы будут приходить в том порядке, в котором были посланы, и даже того, что они придут во- обще. Если надежность - желательное условие, для его реализации потребуется про- граммное обеспечение. Но UDP по-прежнему занимает свое место в мире TCP/IP, и ис- пльзуется во многих программах. Прикладная программа SNMP (Simple Network Management Protocol, простой протокол управления сетями), реализуемый во многих во- площениях TCP/IP, - это один из примеров программ UDP.

Другие TCP/IP протоколы играют менее заметные, но в равной степени важные ро- ли в работе сетей TCP/IP. Например, протокол определения адресов (Address Resolution Protocol, ARP) ппреобразует IP-адреса в физические сетевые адреса, такие, как идентифи- каторы Ethernet. Родственный протокол - протокол обратного преобразования адресов (Reverse Address Resolution Protocol, RARP) - выполняет обеспечивает обратное действие, преобразуя физические сетевые адреса в IP-адреса. Протокол управления сообщениями Internet (Internet Control Message Protocol, ICMP) представляет собой протокол сопровож- дения, который использует IP для обмена управляющей информацией и контроля над ошибками, относящимися к передаче пакетов IP. Например, если маршрутизатор не может передать IP-дейтаграмму, он использует ICMP, с тем чтобы информировать отправителя, что возникла проблема. Краткое описание некоторых других протоколов, которые "пря- чутся под зонтиком" TCP/IP, приведено во врезке.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Задание 1.

− Открыть окно командной строки, ввести команду ping с IP адресом машины, при взаимодействии с которой возникают проблемы.

− Определить, использует ли проблемная машина конфигурацию статичного или динамичного IP адреса. Для этого откройте панель управления и выберите опцию Сетевые подключения. Теперь правой клавишей нажмите на подключении, которое собираетесь диагностировать, затем выберите опцию Свойства в появившемся меню быстрого досту- па.

− Перейдите по спискам элементов, используемых подключением, пока не дой- дете до TCP/IP протокола (выбран на рисунке 3). Выберите этот протокол, нажмите на кнопке Свойства, чтобы открыть страницу свойств для Internet Protocol (TCP/IP).

− Запишите IP конфигурацию машины. Особенно важно сделать заметки следу- ющих элементов:

− Использует ли машина статичную или динамичную конфигурацию?

− Если используется статичная конфигурация, запишите значение IP адреса, мас- ки подсети и основного шлюза?

− Получает ли машина адрес DNS сервера автоматически?

− Если адрес DNS сервера вводится вручную, то какой адрес используется?

− Если на компьютере установлено несколько сетевых адаптеров, то в панели управления будут перечислены несколько сетевых подключений.

− Проверьте тип адаптера.

− Определите, принимает ли Windows такую конфигурацию. Для этого откройте окно командной строки и введите следующую команду: IPCONFIG /ALL.

− Определите правильный сетевой адаптер. В этом случае определение нужного адаптера довольно простое, поскольку в списке есть всего лишь один адаптер.

− Отправьте ping запрос на адрес локального узла. Существует два различных способа того, как это сделать. Одним способом является ввод команды: PING LOCALHOST.

− Введите команду Nslookup, за которой должно идти полное доменное имя уда- ленного узла. Команда Nslookup должна суметь разрешить полное доменное имя в IP ад- рес.

− Необходимо просканировать клиентскую машину на предмет вредоносного ПО. Если на машине не обнаружено вредоносного ПО, сбросьте DNS кэш путем ввода следующей команды: IPCONFIG /FLUSHDNS.

Практическая 7 Преобразование форматов IP-адресов.

Расчет IP-адреса и маски подсети

Цель работы: определение класса и расчет IP-адреса и маски подсети

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

IP-адрес представляет собой 32-разрядное двоичное число, разделенное на груп- пы по 8 бит, называемых октетами.

Наиболее распространенной формой представления IP-адреса является запись в виде че- тырех чисел, представляющих значения каждого байта в десятичной форме и разделенных точками, например: 128.10.2.30

Этот же адрес может быть представлен в двоичном формате: 10000000 00001010 00000010 00011110.

А также в шестнадцатеричном формате: 80.0A.02.1D

Следует заметить, что максимальное значение октета равно 11111111 (двоичная система счисления), что соответствует в десятичной системе 255.

Поэтому IP-адреса, в которых хотя бы один октет превышает это число, являют-

ся недействительными. Пример: 172.16.123.1 – действительный адрес, 172.16.123.256 – несуществующий адрес, поскольку 256 выходит за пределы допустимого диапазона.

IP-адрес состоит из двух логических частей – номера подсети (ID подсети) и номера узла (ID хоста) в этой подсети. При передаче пакета из одной подсети в дру- гую используется ID подсети. Когда пакет попал в подсеть назначения, ID хоста ука- зывает на конкретный узел в рамках этой подсети.

Чтобы записать ID подсети, в поле номера узла в IP-адресе ставят нули. Чтобы записать ID хоста, в поле номера подсети ставят нули. Например, если в IP-адресе 172.16.123.1 первые два байта отводятся под номер подсети, остальные два байта – под номер узла, то номера записываются следующим образом:

ID подсети: 172.16.0.0.

ID хоста: 0.0.123.1.

По числу разрядов, отводимых для представления номера узла (или номера под- сети), можно определить общее количество узлов (или подсетей) по простому правилу: если число разрядов для представления номера узла равно N, то общее количество уз- лов равно 2N – 2. Два узла вычитаются вследствие того, что адреса со всеми разрядами, равными нулям или единицам, являются особыми и используются в специальных це- лях.

Например, если под номер узла в некоторой подсети отводится два байта (16 бит), то общее количество узлов в такой подсети равно 216 – 2 = 65534 узла.

Для определения того, какая часть IP-адреса отвечает за ID подсети, а какая за ID хоста, применяются два способа:

Общее правило: под ID подсети отводятся первые несколько бит IP-адреса, оставшиеся биты обозначают ID хоста.

Признаком, на основании которого IP-адрес относят к тому или иному классу, являются значения нескольких первых битов адреса (рис.15).

Рисунок 15

Адреса класса A предназначены для использования в больших сетях общего поль- зования.

Они допускают большое количество номеров узлов.

Адреса класса B используются в сетях среднего размера, например, сетях универ- ситетов и крупных компаний.

Адреса класса C используются в сетях с небольшим числом компьютеров.

Адреса класса D используются при обращениях к группам машин.

Адреса класса E зарезервированы на будущее.

Некоторые IP-адреса являются особыми, они не должны применяться для иденти- фикации обычных сетей:

Особый смысл имеет IP-адрес, первый октет которого равен 127. Этот адрес яв-

ляется вну- тренним адресом стека протоколов компьютера (или маршрутизатора). Он используется для тестирования программ, а также для организации работы клиентской и серверной частей приложения, установленных на одном компьютере. Обе программ- ные части данного приложения спроектированы в расчете на то, что они будут обмени- ваться сообщениями по сети. В IP-сети запрещается присваивать сетевым интерфейсам IP-адреса, начинающиеся со значения 127. Когда программа посылает данные по IP- адресу 127.х.х.х, то данные не передаются в сеть, а возвращаются модулям верхнего уровня того же компьютера, как только что принятые. Маршрут перемещения данных образует «петлю», поэтому этот адрес называется адресом обратной петли

(loopback).

Форма группового IP-адреса - multicast - означает, что данный пакет должен быть доставлен сразу нескольким узлам, которые образуют группу с номером, указан- ным в поле адреса. Групповой адрес не делится на номера сети и узла и обрабатывается маршрутизатором особым образом. Основное назначение групповых адресов распро- странение информации по схеме «один ко многим». Основное назначение multicast- адресов - распространение информации по cxeме “один-ко-многим”. Хост, который хо- чет передавать одну и ту же информацию многим абонентам, с помощью специального протокола IGMP (Internet Group Manageme Protocol) сообщает о создании в сети новой мультивещательной группы с определенным адресом. Машрутизаторы, поддерживаю- щие мультивещательность, распространяют информацию о создании новой группы в сетях, подключенных к портам этого маршрутизатора. Хосты, которые хотят присо- единиться к вновь создаваемой мультивещательной группе, сообщают об этом своим локальным маршрутизаторам и те передают эту информацию хосту, инициатору созда- ния новой группы. Групповая адресация предназначена для экономичного распростра- нения в Internet или большой корпоративной сети аудио- или видеопрограмм, предна- значенных сразу большой аудитории слушателей или зрителей.

Маска - число, которое служит для выделения частей IP-адреса, чтобы TCP/IP мог отличать номер сети от номера хоста. Используя маску подсети, TCP/IP-хосты мо- гут связаться и определить, где находится хост назначения: в локальной или удаленной сети. Пример маски подсети: 255.255.255.0.

Биты IP-адреса, определяющие номер IP-сети, в маске подсети должны быть равны 1, а биты, определяющие номер узла, в маске подсети должны быть равны 0. Для стандартных классов сетей маски имеют следующие значения:

Маски подсетей могут использоваться для маскирования тех частей адреса, ко- торые согласно структуре класса, определяются как адреса сети. На практике разделе- ние на подсети применяется в случае, когда конкретное сетевое адресное пространство разбивается дальше на отдельные подсети.

Подсети являются удобным средством структуризации сетей в рамках одной ор- ганизации, когда все адресное пространство сети internet может быть разделено на не- пересекающиеся подпространства - "подсети", с каждой из которых можно работать как с обычной сетью TCP/IP. Таким образом единая IP-сеть организации может стро- иться как объединение подсетей. При этом организация должна получить один сетевой номер.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Задание 2. Определить IP адрес вашего ПК

Задание 3. Переведите следующие двоичные числа в десятичные, а десятичные в двоич- ные.

Задание 4. Определение частей IP- адресов.

               − Заполнить таблицу об идентификации различных классов IP-адресов.                   

Задание 5. Дан IP- адрес 142.226.0.15

− Чему равен двоичный эквивалент второго октета?

− Какому классу принадлежит этот адрес?

− Чему равен адрес сети, в которой находится хост с этим адресом?

               − Является ли этот адрес хоста допустимым в классической схеме адресации?       

Задание 6. Найти адрес сети, минимальный IP, максимальный IP и число хостов по IP- адресу и маске сети: IP-адрес: 192.168.215.89

Маска: 255.255.255.0                                                                                                         

Задание 7. Найти маску сети, минимальный IP, максимальный IP по IP-адресу и адресу сети: IP-адрес: 124.165.101.45

Сеть: 124.128.0.0

Задание 8. Найти минимальный IP, максимальный IP по адресу сети и маске: Маска: 255.255.192.0

Сеть: 92.151.0.0

Задание 9. Определите, какие IP-адреса не могут быть назначены узлам. Объясните, почему такие IP-адреса не являются корректными.

Практическая работа №8 Настройка удаленного доступа к компьютеру

Цель работы: получение практических навыков по настройке удаленного доступа к компьютеру

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Удаленный рабочий стол соединяет два компьютера по сети или через Интернет. После подключения рабочий стол удаленного компьютера будет выглядеть так, словно вы сидите прямо перед ним, и вы сможете получить доступ ко всем его программам и фай- лам.

Эта функция предусмотрена во всех выпусках Windows 7, но подключиться можно только к компьютерам с Windows 7 Профессиональная, Максимальная или Корпоратив- ная.

Удаленный доступ — функция, дающая пользователю возможность подключаться к компьютеру с помощью другого устройства через интернет практически отовсюду. Пользователь работает с файлами и программами точно так же, как если бы он находился возле этого компьютера. Особенно пригодится эта функция тем компаниям, где большин- ство сотрудников находится за пределами офиса, на частичном фрилансе, аутсорсинге или в командировках, но при этом они нуждаются в обновлении рабочей информации, про- смотре корпоративной почты и пр. Им не нужно будет скачивать все необходимые для работы данные на внешний носитель или отправлять их по почте — достаточно связаться с офисным компьютером. Удаленный доступ используют системные администраторы для управления системой и устранения сбоев в ее работе, и руководители, желающие прокон- тролировать процесс выполнения задачи своими подчиненными. Применяется он и для

дистанционного обучения в образовательных учреждениях.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

− Выберите Пуск > Панель управления > Система > Настройка удаленного доступа.

− В разделе «Удаленный рабочий стол» выберите переключатель Разрешать подключения только от компьютеров с удалённым рабочим столом с сетевой про- веркой подлинности (безопаснее). Если появится сообщение о том, что на компьютере настроен переход в спящий режим, перейдите по ссылке Электропитание, измените зна- чение на Никогда и нажмите кнопку «Сохранить изменения». Нажмите кнопку ОК, что- бы закрыть предупреждение. Нажмите кнопку Применить в окне «Свойства системы».

− В разделе «Удаленный рабочий стол» нажмите кнопку Выбрать пользователей. У какого пользователя уже есть удалённый доступ? Поскольку вы будете использовать эту учётную запись для получения удалённого доступа, нажмите кнопку Отмена, не до- бавляя пользователей.

− Выберите Пуск > Панель управления > Брандмауэр Windows > Изменить пара- метры. Убедитесь, что выбран переключатель Включить (рекомендуется), и нажмите кнопку ОК. Закройте панель управления, окно «Брандмауэр Windows» и перейдите на Компьютер 1.

− Начните сеанс на Компьютере 1 под учётной записью администратора или участника группы администраторов. Имя пользователя узнайте у преподавателя. Выбери- те Пуск > Все программы > Стандартные > Подключение к удаленному рабочему столу. Откроется окно «Подключение к удаленному рабочему столу». Введите Computer2 (Ком- пьютер 2) в поле «Компьютер» и нажмите кнопку Подключить. В поле «Имя пользовате- ля» введите имя учётной записи, под которой вы начинали сеанс на Компьютере 2. Например: John_Computer2. В поле «Пароль» введите пароль для пользователя. Примеча- ние. Учётная запись пользователя должна иметь пароль. ажмите кнопку ОК.

− На Компьютере 1 правой кнопкой мыши щёлкните рабочий стол Компьютера 2, выберите Создать > Папку и назовите папку Remote Permission (Разрешение удалённого доступа). Правой кнопкой мыши щёлкните папку Remote Permission (Разрешение удалён- ного доступа) и последовательно выберите Общий доступ > Дополнительный общий до- ступ > Общий доступ к папке, сохраните имя по умолчанию Remote Permission (Разреше- ние удалённого доступа) и нажмите кнопку «ОК».

−   Перейдите на вкладку Безопасность. Убедитесь, что в списке для Компьютера 2 есть имя пользователя с Компьютера 1. В противном случае создайте и добавьте имя пользователя. Последовательно нажмите кнопки ОК > Закрыть. Выберите Пуск > Отклю- чить.

− Начните сеанс на Компьютере 2.

− Выберите Пуск > Панель управления > Система > Настройка удаленного до- ступа. Обратите внимание, что компонент «Удаленный помощник» активирован по умол- чанию. Нажмите кнопку Дополнительно. Откроется окно «Параметры удаленного помощ- ника». Убедитесь, что установлен флажок Разрешить удалённое управление этим компью- тером, установите для приглашения значение 1 ч., установите флажок Создавать пригла- шения только для компьютеров с системой Windows Vista или новее и нажмите кнопку ОК. Когда откроется окно «Свойства системы», нажмите кнопку Применить.

− На Компьютере 2 выберите Пуск > Все программы > Обслуживание > Удален- ный помощник Windows. Появится окно «Запросить или предложить помощь?». Выберите Пригласить того, кому вы доверяете, для оказания помощи. Появится окно «Каким обра- зом пригласить кого-нибудь на помощь?». Какими способами можно связаться с помощ- ником? Выберите Сохранить приглашение как файл. Появится окно «Сохранить пригла- шение как файл». Нажмите кнопку Обзор.

На Компьютере 2 установите флажок Позволить John_Computer1 отвечать на

запросы службы контроля учётных записей. Нажмите кнопку Да.

На Компьютере 1 выберите окно «Свойства системы» для Компьютера 2. Примечание. Если окно «Свойства системы» для Компьютера 2 закрыто, откройте его, прежде чем про- должить. Перейдите на вкладку Оборудование и выберите Диспетчер устройств. Правой кнопкой мыши щёлкните оптический диск, отмеченный чёрной стрелкой вниз. Выберите Включить. В главном меню удаленного помощника Windows нажмите кнопку Прекра- тить общий доступ. В главном меню удаленного помощника Windows нажмите кнопку Отключить. Нажмите кнопку Да. Закройте все открытые окна и выйдите из системы на Компьютере 1.

На Компьютере 2 нажмите кнопку Да. Щёлкните Диспетчер устройств, чтобы активи- ровать его. Отмечен ли оптический диск чёрной стрелкой? Закройте окно диспетчера устройств и окно «Удаленный помощник Windows». Удалите папку «Разрешение удален- ного доступа». Выберите окно «Свойства системы». Установите флажок Не разрешать подключения к этому компьютеру и нажмите кнопку «ОК».

Литература

Основные источники

1. Максимов, Н. В. Компьютерные сети: учебное пособие / Н.В. Максимов, И.И. Попов.

— 6-е изд., перераб. и доп. — Москва: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2021. — 464 с. — (Сред- нее профессиональное образование). - ISBN 978-5-00091-454-0. - Текст: электронный. - URL: https://znanium.com/catalog/product/1189333 (дата обращения: 01.06.2021). – Ре- жим доступа: по подписке.

Дополнительные источники

1.      Кузин, А. В. Компьютерные сети: учебное пособие / А.В. Кузин, Д.А. Кузин. — 4-е изд., перераб. и доп. — Москва: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2020. — 190 с. — (Среднее про- фессиональное образование). - ISBN 978-5-00091-453-3. - Текст: электронный. - URL: https://znanium.com/catalog/product/1088380 (дата обращения: 01.06.2021). – Режим доступа: по подписке.

2.      Исаченко, О. В. Программное обеспечение компьютерных сетей: учебное пособие / О.В. Исаченко. — 2-е изд., испр. и доп. — Москва: ИНФРА-М, 2020. — 158 с. — (Среднее профессиональное образование). - ISBN 978-5-16-015447-3. - Текст: элек- тронный. - URL: https://znanium.com/catalog/product/1033087 (дата обращения: 01.06.2021). – Режим доступа: по подписке.

Интернет-источники

1.      Электронная библиотечная система Znanium: сайт.- URL: https://znanium.com/ – Текст: электронный.

2.      Электронная библиотечная система Юрайт: сайт. - URL: https://urait.ru/ -Текс: элек- тронный.

3.      Скачано с www.znanio.ru