МОМСС_лаба_2_в_6. Лабораторная работа 2 По дисциплине Математические основы моделирования сетей связи Группа

• Название: Лабораторная работа 2 По дисциплине Математические основы моделирования сетей связи Группа
• Дата: 20.12.2022
• Размер: 1.88 Mb.
• Имя файла: МОМСС_лаба_2_в_6.docx
• Тип: Лабораторная работа; #854491

Федеральное агентство связи

Сибирский Государственный Университет Телекоммуникаций и Информатики
Межрегиональный центр переподготовки специалистов


Лабораторная работа №2
По дисциплине: Математические основы моделирования сетей связи

Выполнил:

Группа:

Вариант: 06

Проверил: Квиткова И.Г.

Новосибирск 2021

Содержание

1. Цель работы

Познакомиться с основными принципами маршрутизации. Научиться формировать статические маршруты, прописывать их в таблицы маршрутизации сетевых устройств.

2. Выполнение работы

3. Объединение подсетей в единую сеть

1. Задание 1

Локальная сеть состоит из двух подсетей. Адрес сети выбирается в соответствии с вариантом (таблица 2.1).

Таблица 3.1 – Исходные данные

Показатель	Значение
Вариант	07
Адрес сети/маска	192.168.78.0/23

Требуется

1. 
   Определить адреса подсетей, маску и количество хостов каждой подсети;
   
2. 
   Построить модель сети, настроить устройства;
   
3. 
   Организовать передачу данных между хостами различных подсетей;
   
4. 
   В отчет занести схему сети, указать настройки устройств, настройки соединения, статистику по пакетам. Сделать вывод.
   
5. 
   Сохранить документ под именем Сеть_2.1 в папке своей бригады, находящейся на сетевом диске в папке группы каталога МОМСС.
   

Выполнение

1. Составляем схему сети

Рисунок 3.1 - Схема локальной сети

2. Разбиваем сеть на 2 подсети:

Исходная: 192.168.78.0/23

Подсеть 1: 192.168.78.0/24

Подсеть 2: 192.168.79.0/24

3. Настраиваем хосты

4. Отправка от ПК1 к ПК2

Результат: данные проходят.

5. Отправка от ПК1 к ПК6

Результат: данные не проходят.
Данные не проходят так как ПК находятся в разных подсетях, а коммутатор не знает куда слать пакеты из другой подсети, так как маршрутизация не настроена.

6. Настройка маршрутизации на ПК1

Настроить маршрутизацию компьютера PC 1, передающего данные хосту PC 6. Для этого вызвать двойным щелчком левой клавиши мыши меню Свойства, указать адрес шлюза, включить маршрутизацию.


После настройки маршрутизации проходит только ARP запрос, сами пакеты отбрасываются.

7. Передача данных ТСР-пакетов и UDP-пакетов

Организовать передачу ТСР-пакетов (10 КВ), затем организовать передачу UDP-пакетов (10 КВ). Проследить за перемещением пакетов. Сделать выводы. В отчет занести содержимое журналов устройств. Продемонстрировать результат преподавателю.

8. Вывод

При отправке ТСР-пакетов отправляется только 1 пакет то есть организуется сессия. При отправке UDP-пакетов отправляется сразу серия пакетов без одидания отправки сообщений о доставке.

2. Задание 2

Построить модель сети, состоящей из трѐх подсетей (IP-адрес сети: 192.168.0.0/22). В сеть входят два коммутатора и 6 компьютеров. Продемонстрировать работоспособность сети, организовав передачу данных между любой парой хостов различных подсетей заданной сети. В отчѐт занести схему сети, настройки устройств, настройки соединения, статистику по пакетам.

Сохранить документ под именем Сеть_2.2.

1. Составление схемы сети

2. Настройка интерфейсов

3. Отправка пакетов в одной подсети

4. Отправка пакетов в разных подсетях

Пакеты не проходят.

5. Включим маршрутизацию

6. Вывод

Без включенной маршрутизации пакеты не проходят. после включения маршрутизации на ПК1, проходит ARP запрос через два коммутатора в разных подсетях.

4. Объединение сетей маршрутизатором

1. Задание 1

1. Составление схемы сети

Построить модель сети, изображенной на рис. 2.3.


Рисунок 2.3 – Схема сети задания 1 п. 1.2
На рис. 2.3:

R1 – маршрутизатор;

S1, S2 – коммутаторы;

H1 – концентратор.

Маршрутизатор R1 объединяет две сети:

• 
  192.168.12.0/28
  
• 
  10.10.0.0/29.
  

Интерфейс маршрутизатора:

• 
  eth0 имеет IP-адрес 192.168.12.1,
  
• 
  eth1 – 10.10.0.1.
  

Компьютеры PC1-6 находятся в сети 192.168.12.0/28,

DNS и FTP-сервер – в сети 10.10.0.0/29.

При настройке сети на каждом компьютере необходимо прописать IP-адрес шлюза, включить маршрутизацию на маршрутизаторе.

2. Настройка интерфейсов

3. Включаем маршрутизацию на R1

4. Передача данных между хостами разных подсетей

Организовать передачу данных по сети между хостами, принадлежащими различным сетям, по протоколу TCP (2 КВ). Отобразить журналы маршрутизатора, передающего и принимающего компьютеров. Сделать вывод. Сохранить документ под именем Сеть_2.3.

5. Вывод

Пакеты проходят по сети и достигают другую подсеть. Маршрутизатор связывает разные подсети и организует передачу пакетов из одного сегмента сети в другой.

2. Задание 2

Построить модель сети, изображенной на рис. 2.4.

1. Составление схемы сети

Рисунок 2.4 – Схема сети задания 2 п. 1.2

2. Настройка интерфейсов

Хосту РС1 и интерфейсу eth0 маршрутизатора R1 назначить IP-адреса из диапазона 91.122.40.4/30.

Для назначения IP-адресов узлам PC2 и PC3, а также соответствующему порту маршрутизатора R1 (eth1), следует использовать адреса из диапазона Сеть 1 табл. 2.2.

Хосту PC4 и соответствующему порту второго маршрутизатора R2 (eth1) необходимо назначить IP-адреса из диапазона 91.122.40.8/30.

Аналогично, для назначения IP-адресов узлам PC5 и PC6, а также соответствующему порту второго маршрутизатора R2 (eth0), следует использовать адреса из диапазона Сеть 2 табл. 2.2.

Хосту PC4 и соответствующему порту второго маршрутизатора R2 (eth1) необходимо назначить IP-адреса из диапазона 91.122.40.8/30.

Аналогично, для назначения IP-адресов узлам PC5 и PC6, а также соответствующему порту второго маршрутизатора R2 (eth0), следует использовать адреса из диапазона Сеть 2 табл. 2.2.

Интерфейсу eth2 первого маршрутизатора (R1), а также интерфейсу eth2 второго маршрутизатора (R2) необходимо назначить IP-адреса из диапазона 91.122.40.0/30.
Таблица 1 – Исходные данные

Показатель	Значение
Вариант	06
Сеть 1	192.168.78.0/24
Сеть 2	172.18.78.0/24

3. Настройка маршрутизации

Установить правила статической маршрутизации для всех непосредственно подключенных и удаленных сетей на маршрутизаторах R1 и R2, а также указать адрес шлюза на каждом компьютере.

Узлам PC2 и PC3 должны быть доступны узлы PC5 и PC6. А узлу PC1 должен быть доступен узел PC4.



Настройка на всех маршрутизаторах и настройка шлюзов на всех узлах выполнена.

4. Проверка работоспособности сети

Проверить работоспособность сети, передав пакеты (ТСР, 2 КВ) между удалѐнными друг от друга сетями. Отметить узел отправителя, узел получателя, а также узлы, участвующие в рассылке. Отобразить журналы (отправителя, получателя, маршрутизаторов). Сделать выводы об особенностях работы локальной сети на основе маршрутизаторов.

Продемонстрировать преподавателю работоспособность построенной модели.

Сохранить документ под именем Сеть_2.4.
Отправка ПК1- ПК3

5. Вывод

Статическая маршрутизация позволяет настроить пути через различные сети при малом количестве входящих сетей.

В ходе настройки статических маршрутов все удаленные сети доступны для ПК.

5. Контрольные вопросы

В отчѐте лабораторной работы должны содержаться ответы на контрольные вопросы:

1. 
   Как работает маршрутизатор?
   

Обычно маршрутизатор использует адрес получателя, указанный в заголовке пакета, и определяет по таблице маршрутизации путь, по которому следует передать данные. Если в таблице маршрутизации для адреса нет описанного маршрута — пакет отбрасывается.

Существуют и другие способы определения маршрута пересылки пакетов, когда, например, используется адрес отправителя, используемые протоколы верхних уровней и другая информация, содержащаяся в заголовках пакетов сетевого уровня. Нередко маршрутизаторы могут осуществлять трансляцию адресов отправителя и получателя, фильтрацию транзитного потока данных на основе определённых правил с целью ограничения доступа, шифрование/расшифровывание передаваемых данных и т. д.

6. 
   Статическая и динамическая маршрутизация. Достоинства и недостатки.
   

Преимущества статической маршрутизации:

• 
  Минимальная обработка ЦП.
  
• 
  Легче для понимания администратора.
  
• 
  Легко сконфигурировать.
  
• 
  Недостатки статической маршрутизации:
  
• 
  Конфигурация и обслуживание отнимают много времени.
  
• 
  Конфигурация подвержена ошибкам, особенно в больших сетях.
  

Вмешательство администратора требуется для поддержания изменяющейся информации о маршрутах.

• 
  Плохо масштабируется в растущих сетях; обслуживание становится громоздким.
  
• 
  Требует полного знания целой сети для надлежащей реализации.
  

Преимущества динамической маршрутизации:

• 
  У администратора меньше работы при обслуживании конфигурации, добавляя или удаляя сети.
  
• 
  Протоколы автоматически реагируют на изменения топологии.
  
• 
  Конфигурация менее подвержена ошибкам.
  
• 
  Боее масштабируема, рост сети обычно не представляет проблему.
  

Недостатки динамической маршрутизации:

• 
  Используются ресурсы маршрутизатора (циклы ЦП, память и пропускная способность связей).
  
• 
  Большие знания администратора требуются для конфигурации, проверки, и поиска и устранения неисправностей.
  
• 
  Большие знания администратора требуются для конфигурации, проверки, и поиска и устранения неисправностей.
  

7. 
   Основные протоколы динамической маршрутизации. Механизм работы.
   

Маршрутизаторы функционируют в сетях с коммутацией пакетов, где все возможные маршруты уже существуют. Процесс прокладывания пути производится либо вручную администратором (статическая маршрутизация), либо автоматически маршрутизирующим протоколом (динамическая маршрутизация).

Маршрутизаторы, зная информацию о пути к некоторым сетям, обмениваются этой информацией с другими устройствами. После таких обновлений все маршрутизаторы будут иметь согласованную информацию о маршрутах к доступным сетям. Процесс обмена обновлениями реализуют протоколы маршрутизации. Таким образом, протоколы маршрутизации разделяют сетевую информацию между маршрутизаторами.

При изменениях в топологии требуется некоторое время (время сходимости или конвергенции) для согласования информации в таблицах маршрутизации всех маршрутизаторов сети. Время сходимости является важным фактором при выборе протокола маршрутизации.

Маршрутная информация собирается по определенным правилам в ходе реализации алгоритма динамического обмена обновлениями (update, модификациями) между маршрутизаторами. Протокол маршрутизации должен создавать и поддерживать таблицы маршрутизации, где хранятся пути ко всем доступным сетям назначения, а также извещать другие маршрутизаторы о всех известных ему изменениях в топологии сети, т.е. решать задачу обнаружения сетей.

Совокупность сетей, представленных маршрутизаторами под общим административным управлением, образует автономную систему. Примерами автономных систем являются сети отдельных провайдеров ISP. Автономные системы нумеруются (AS1, AS2, …AS107, …) и в некоторых протоколах (IGRP, EIGRP) эти номера используются при конфигурировании.

8. 
   Что такое шлюз? Какую функцию он выполняет?
   

Сетевые шлюзы работают на всех известных операционных системах. Основная задача сетевого шлюза - конвертировать протокол между сетями. Роутер сам по себе принимает, проводит и отправляет пакеты только среди сетей, использующих одинаковые протоколы. Сетевой шлюз может с одной стороны принять пакет, сформатированный под один протокол (например Apple Talk) и конвертировать в пакет другого протокола (например TCP/IP) перед отправкой в другой сегмент сети. Сетевые шлюзы могут быть аппаратным решением, программным обеспечением или тем и другим вместе, но обычно это программное обеспечение, установленное на роутер или компьютер. Сетевой шлюз должен понимать все протоколы, используемые роутером.

9. 
   Функция трансляции сетевых адресов в маршрутизаторе.
   

Трансляция сетевых адресов (NAT, RFC 1631) функционирует посредством трансляции (подмены или маппинга) внутренних локальных IP-адресов (Local Address, LA) в уникальные внешние глобальные IP-адреса (Glodal Address, GA), требуемые для связи с хостами других сетей. NAT подменяет первоначальный IP-адрес источника и номера TCP- или UDP-портов источника перед тем как переслать пакет в Интернет, делая их такими, как если бы исходили от самой системы NAT (например, от модема). Таблица NAT хранит исходные адреса и номера портов, чтобы восстановить их первоначальные значения в ответном пакете. То есть когда внешние узлы обращаются к внешним IP-адресам модем находит соответствующий внутренний IP-адрес в заранее сконфигурированной таблице.

10. 
    Принципы организации передачи по протоколу UDP.
    

UDP использует простую модель передачи, без неявных «рукопожатий» для обеспечения надёжности, упорядочивания или целостности данных. Таким образом, UDP предоставляет ненадёжный сервис, и датаграммы могут прийти не по порядку, дублироваться или вовсе исчезнуть без следа. UDP подразумевает, что проверка ошибок и исправление либо не нужны, либо должны исполняться в приложении. Чувствительные ко времени приложения часто используют UDP, так как предпочтительнее сбросить пакеты, чем ждать задержавшиеся пакеты, что может оказаться невозможным в системах реального времени.

Список использованных источников

1. 
   Электронный конспект лекций, – Новосибирск: «СибГУТИ», 2019.
   
2. 
   Костюкова Н.И. Графы и их применение [Электронный ресурс]/ Костюкова Н.И. - Электрон.текстовые данные. - М.: Интернет-Университет Информационных Технологий (ИНТУИТ), 2016. - 147 c.
   
3. 
   Новиков Ю.В. Основы локальных сетей [Электронный ресурс]/ Новиков Ю.В., Кондратенко С.В. - Электрон.текстовые данные. - М.: Интернет-Университет Информационных Технологий (ИНТУИТ), 2016. - 405 c.
   
4. 
   Кристофидес Н. Теория графов: алгоритмический подход. – М.: Мир, 1978. – 432 с.
   
5. 
   Нечепуренко М.И., Попков В.К. и др. Алгоритмы и программы решения задач на графах и сетях. – Новосибирск: Наука. Сибирское отделение, 1990. – 515 с.
   
6. 
   Оре О. Теория графов. – М.: Наука, 1980. – 336 с.
   
7. 
   Задачи оптимизации. – URL: http://uchimatchast.ru (дата обращения 10.09.2017).
   
8. 
   Дискретная математика: алгоритмы. – URL: http://rain.ifmo.ru/cat (дата обращения 10.09.2017).