Методические материалы к практическим занятиям по дисциплине Вычислительные системы, сети и телекоммуникацииСанктПетербург 2013 Оглавление

Название	Методические материалы к практическим занятиям по дисциплине Вычислительные системы, сети и телекоммуникацииСанктПетербург 2013 Оглавление
Дата	21.02.2023
Размер	7.55 Mb.
Формат файла
Имя файла	3445.pdf
Тип	Занятие #949023
страница	1 из 4

1 2 3 4

Санкт-Петербургский государственный политехнический университет
Инженерно-экономический институт
Кафедра информационных систем в экономике и менеджменте
Анисифоров А.Б.
Методические материалы к практическим занятиям по дисциплине
«Вычислительные системы, сети и телекоммуникации»
Санкт-Петербург
2013

Оглавление
Практическое занятие №1. Адресация узлов, настройки сети ...........................3
Практическое занятие №2. Параметры Интернет-соединения. Сервисы поис- ковых систем ...........................................................................................................9
Практическое занятие №3. Разделение сетей на подсети .................................17
Практическое занятие №4. Составление таблицы маршрутизации ................29
Практическое занятие №5. Подключение компьютера к локальной сети ......36
Практическое занятие №6. Организация гостевой модели доступа к общим ресурсам .................................................................................................................46
Практическое занятие №7. Организация обычной модели доступа к общим ресурсам .................................................................................................................60
Библиографический список .................................................................................88 2

Практическое занятие № 1
Адресация узлов, настройки сети
Цель занятия: научить студентов использованию элементов графического интерфейса Windows и командной строки для получения сведений о на- стройках сетевого компьютера.
Теоретические основы
Каждый компьютер в сети имеет три адреса (локальный, сетевой и символьный). Локальный адрес – это аппаратный 48-битный адрес сетевого интерфейса (MAC-адрес сетевого адаптера). Локальный адрес необходим для доставки кадров в локальной сети. Сетевой адрес – в стеке TCP/IP это иерар- хический 32-битный адрес, состоящий из двух частей: номера сети и номера узла. Сетевой адрес необходим для передачи информации между сетями.
Символьное имя используется для обеспечения удобства пользователей при сетевом взаимодействии.
Для построения сети системный администратор выполняет на каждом компьютере специальные настройки. Обычно для этого используется графи- ческий интерфейс Windows. Некоторые настройки можно выполнить и из командной строки. Проверить корректность настроек, доступность удален- ных компьютеров и сетевых ресурсов удобнее всего из командной строки с использованием консольных команд.
Содержание занятия
1. Получить сетевые настройки компьютеров. Для этого необходимо от- крыть командную строку Windows. Это можно сделать несколькими спо- собами, например:
 Win + R (откроется окошко «Запуск программы»);
 в поле ввода вписать: cmd (откроется консоль);
 ввести команду: ipconfig – all (пробел после ipconfig обязателен)
3

2. Произвести анализ сетевых настроек:
Имя компьютера вводится во время инсталляции операционной системы по запросу программы установки. Имя должно быть не длиннее 63 симво- лов. Чтобы узнать имя узла можно также воспользоваться специальной командой hostname
Узнать имя компьютера, рабочей группы или домена Windows, членом ко- торой (которого) является узел, можно используя графический интерфейс.
«Свойства системы» (в Windows 7 – «Система» – «Изменить параметры») закладка «Имя компьютера»:
4

Здесь же можно эти параметры изменить:
5

Тип узла может принимать значения: неизвестный, гибридный, широко- вещательный.
Описание содержит название сетевого адаптера и сетевую технологию.
Физический адрес – это MAC-адрес сетевого адаптера. Его можно уз- нать, например, с помощью команды getmac
Остальные сведения касаются настроек стека протоколов TCP/IP (изуча- ется на следующих занятиях), среди которых:
 IP-адрес (получен автоматически от DHCP-сервера на срок аренды);
 маска подсети – указывает на то, какая часть IP-адреса является общей для всех узлов сети (первые три октета);
 адреса DNS-серверов для разрешения доменных имен узлов;
 адрес основного шлюза, через который информация поступает из внешней сети (из Интернета) и отправляется в Интернет.
3. Определим, какие узлы входят в рабочую группу.
Вводим в командной строке: net view
Это можно сделать, открыв «Сетевое окружение» на рабочем столе (в
Windows 7 – «Компьютер» – «Сеть»):
6

4. Проверить доступность узла в локальной сети. Для этого используется программа ping. В качестве параметров будем использовать IP-адрес со- седнего компьютера или его имя:
 вводим команду: ping 192.168.1.3
 вводим команду: ping pc-02
7

5. Определить MAC-адрес сетевого интерфейса с помощью программы
nbtstat. В качестве параметра указывается имя (или NetBIOS-имя) или IP- адрес компьютера, например: nbtstat –a PC-02 или nbtstat –A 192.168.1.3
Программа nbtstat способна определить MAC-адрес сетевого адаптера удаленного компьютера: nbtstat –a PC-01 или nbtstat –A 192.168.1.2
Вопросы для проверки
1) Как можно определить сетевые настройки компьютера?
2) Зачем нужна символьная адресация?
3) Как можно проверить доступность удаленного узла?
4) Как можно изменить имя рабочей группы?
5) Как узнать аппаратные адреса сетевых интерфейсов компьютера?
8

Практическое занятие № 2
Параметры Интернет-соединения. Сервисы поисковых систем
Цель занятия: научить студентов использованию специализированных Ин- тернет-ресурсов, позволяющих определить параметры соединения с Интер- нетом, а также использованию полезных сервисов поисковых систем.
Теоретические основы
Доступ компьютеров локальной сети к Интернету может быть обеспе- чен с помощью маршрутизатора. Это специальное устройство (или компью- тер), которое одним интерфейсом подключено к локальной сети, а другим – к
Интернету. Причем IP-адрес «внутреннего» интерфейса маршрутизатора на- значается администратором сети, а «внешнего» – Интернет-провайдером.
Содержание занятия
Определение IP-адреса сетевого интерфейса, подключенного к Интернету
Проверить IP-адрес на внутреннем интерфейсе маршрутизатора можно известной консольной командой ipconfig. «Основной шлюз» – это тот самый адрес.
Чтобы определить IP-адрес внешнего интерфейса маршрутизатора, проще всего воспользоваться сервисами Интернета.
9

Запустим Интернет-обозреватель. Откроем сайт любой поисковой сис- темы, например, yandex.ru. Введем запрос «мой IP». Результат появится сразу под строкой запроса:
Дополнительные сведения включают информацию об Интернет-браузере, разрешении экрана и местоположении пользователя:
Для серьезного исследования характеристик соединения с Интернетом можно воспользоваться специальным ресурсом 2ip.ru. IP-адрес, операцион-
10

ная система, название провайдера и другие параметры появляются на экране сразу при входе на сайт:
Пользователю доступны различные сервисы и тесты, например:
Проверим скорость соединения, выбрав соответствующий тест. Через минуту сервис представит результаты замеров:
11

Определим IP-адрес какого-нибудь web-сайта, например, mail.ru:
Обратимся к сайту mail.ru по его IP-адресу. Для этого в адресной стро- ке Интернет-обозревателя введем IP-адрес 94.100.180.199:
Мы привыкли обращаться к Интернет-ресурсам по именам, поскольку это удобно. Это удобство обеспечивает специальная сетевая служба – служба доменных имен.
12

Использование поисковых сервисов Интернета
Современные поисковые системы могут предоставить пользователю не только информацию о параметрах соединения с глобальной сетью, но и мно- жество других полезных поисковых сервисов. Результаты работы этих серви- сов обычно представляются на экране в виде моментальных ответов, которые выводятся сразу под строкой поискового запроса. Эти моментальные (часто интерактивные) ответы генерируются специальными модулями поисковых систем. Яндекс называет эти модули «колдунщиками», Google – инфоблока- ми (onebox). IP-адрес внешнего интерфейса маршрутизатора в предыдущем примере также показал колдунщик Яндекса.
Проверим работу некоторых поисковых сервисов.
Откроем сайт yandex.ru. В поисковой строке введем слово «цвет».
Колдунщик цвета поможет подобрать цвет, покажет его название и код в разных форматах.
На запрос «погода» колдунщик покажет текущую погоду в регионе пользователя и прогноз на несколько дней вперед. Для определения местопо- ложения пользователя колдунщик использует информацию о его IP-адресе.
13

Перевод мер. Если ввести запрос «мера массы», «мера длины» или просто «сколько сантиметров в дюйме», запустится колдунщик, позволяю- щий выполнять быстрый перевод одних единиц измерения в другие. Одним щелчком можно перейти какие-нибудь другие меры, например, объема, мощ- ности, температуры и т.п.
Колдунщик поможет узнать расписание поездов, самолетов и приго- родных электричек.
Даже онлайн-калькулятор Яндекса – это колдунщик.
14

У поисковой системы Google также имеется калькулятор, но его ин- терфейс явно проигрывает конкуренту:
В то же время у Google есть Onebox, который может строить графики различных функций. Графики интерактивные – для каждой точки на графике можно получить пару координат с высокой точностью:
15

Вопросы для проверки
1) Как определить IP-адрес внутреннего интерфейса маршрутизатора?
2) Как определить IP-адрес внешнего интерфейса маршрутизатора?
3) Что такое «колдунщик», «onebox»?
4) Как определить скорость Интернет-соединения?
5) Почему обращение к web-сайту по его доменному имени или IP-адресу дает одинаковый результат?
16

Практическое занятие № 3
Разделение сетей на подсети
Цель занятия: Систематизировать, закрепить и углубить теоретические зна- ния. Научить приемам и правилам решения задач по структуризации сетей, оптимизации используемого адресного пространства протокола IP v4.
Теоретические основы
Для подключения компьютера к сети по протоколу TCP/IP необходимо выполнить ряд настроек, в том числе назначить сетевому интерфейсу IP- адрес и маску подсети. Во всех операционных системах компании Microsoft это можно сделать в свойствах подключения к сети:
17

В списке компонентов необходимо выбрать Internet Protocol (TCP/IP) и нажать кнопку «Свойства».
По умолчанию параметры протокола IP назначаются автоматически
(для этого в сети должен быть DHCP-сервер). Для статического назначения параметров необходимо переставить переключатель в положение «Использо- вать следующий IP-адрес» и заполнить (как минимум) 2 поля:
 IP-адрес;
 маска подсети.
Если настраивается сетевой интерфейс, подключенный к локальной се- ти, обычно используются частные IP-адреса из диапазонов:
 10.0.0.0 / 8
 172.16.0.0 / 12
 192.168.0.0 / 16 18

Для структуризации IP-сетей используют маски (или префиксы). Маска определяет размер сети. Номер сети (подсети) связан с ее размером следую- щим правилом: «Номер сети должен делиться на ее размер без остатка».
Таким образом, используя все адресное пространство корпоративной сети можно разделить ее на более мелкие сети (например, сети отделов) с помощью масок.
Введем IP-адрес и маску:
Связь маски с префиксом
Префикс указывает количество старших разрядов 32-битного IP-адреса, которые являются фиксированными, т.е. общими для всех узлов сети. Эта фиксированная старшая часть IP-адреса определяет номер сети. Если эти фиксированные разряды представить единицами, а свободные – нулями, то получится маска в двоичном виде.
19

Например, если префикс – /24, это значит, что старшие 24 разряда IP- адреса являются фиксированными, а оставшиеся 8 – свободными. Таким об- разом, маска будет представлять собой следующее число:
11111111.11111111.11111111.00000000
Чтобы «наложить» маску на IP-адрес, его также необходимо предста- вить в двоичном виде.
На практике маску и адрес записывают в десятичном виде. При этом каждый октет обозначается числом в диапазоне 0 – 255. Следовательно, пре- фиксу /24 соответствует маска:
255.255.255.0
IP-адрес и маска подсети (или префикс) позволяют получить полную информацию о сети, т.е. следующие параметры:
 размер сети (количество IP-адресов сети);
 количество IP-адресов, которые можно назначить узлам сети;
 номер сети;
 широковещательный адрес сети;
 диапазон IP-адресов, которые можно назначить узлам.
Вычисление размера сети
Размер сети определяется числом свободных разрядов в маске. Можно определить размер сети по префиксу:
Размер сети = 2 32–префикс
Для упрощения расчетов можно воспользоваться таблицей 1.
Вычисление количества IP-адресов, которые можно назначить узлам
Из всего диапазона IP-адресов, определяемых размером сети, 2 адреса нельзя назначить узлам сети. Это первый адрес диапазона и последний. Они имеют специальное назначение. Таким образом,
Количество IP-адресов, которые можно назначить узлам = Размер сети – 2 20

Таблица 1
Префиксы и маски
2
Х
Размер сети
Префикс
Маска десятичная
Маска двоичная
2 0
1
/32 255.255.255.255 11111111. 11111111. 11111111. 11111111 2
1 2 недопустимое значение префикса
2 2
4
/30 255.255.255.252 11111111. 11111111. 11111111. 11111100 2
3 8
/29 255.255.255.248 11111111. 11111111. 11111111. 11111000 2
4 16
/28 255.255.255.240 11111111. 11111111. 11111111. 11110000 2
5 32
/27 255.255.255.224 11111111. 11111111. 11111111. 11100000 2
6 64
/26 255.255.255.192 11111111. 11111111. 11111111. 11000000 2
7 128
/25 255.255.255.128 11111111. 11111111. 11111111. 10000000 2
8 256
/24 255.255.255.0 11111111. 11111111. 11111111. 00000000 2
9 512
/23 255.255.254.0 11111111. 11111111. 11111110. 00000000 2
10 1024
/22 255.255.252.0 11111111. 11111111. 11111100. 00000000 2
11 2048
/21 255.255.248.0 11111111. 11111111. 11111000. 00000000 2
12 4096
/20 255.255.240.0 11111111. 11111111. 11110000. 00000000 2
13 8192
/19 255.255.224.0 11111111. 11111111. 11100000. 00000000 2
14 16384
/18 255.255.192.0 11111111. 11111111. 11000000. 00000000 2
15 32768
/17 255.255.128.0 11111111. 11111111. 10000000. 00000000 2
16 65536
/16 255.255.0.0 11111111. 11111111. 00000000. 00000000
Вычисление номера сети
Номер сети – это первый адрес из диапазона IP-адресов, определяемых размером сети. Номер сети должен делиться на размер сети без остатка. Это значит, что номер сети всегда кратен степени двойки.
Если задан IP-адрес, то номер сети можно определить как ближайшее
меньшее к адресу, делящееся на размер сети без остатка.
Например, IP-адрес узла 192.168.1.35.
Если размер сети равен 16 (что соответствует префиксу /28), то номер сети, очевидно должен быть 192.168.1.32, поскольку 32 делится на 16 без ос- татка и является ближайшим меньшим к заданному IP-адресу.
Если размер сети равен 64 (что соответствует префиксу /26), то номер сети должен быть 192.168.1.0, поскольку 0 делится на 64 без остатка и явля- ется ближайшим меньшим к заданному IP-адресу.
С другой стороны, если у сети номер 192.168.1.0, то узел с заданным адресом 192.168.1.35 будет входить в эту сеть, только если ее размер не
21

меньше, чем 64. Если размер сети будет 32 или еще меньше, то IP-адрес
192.168.1.35 просто не попадет в диапазон адресов сети.
Вычисление широковещательного адреса
Широковещательный адрес сети является последним из диапазона IP- адресов, определяемых размером сети. Идущий за ним адрес может являться номером следующей сети. Таким образом,
Широковещательный адрес = Номер сети + Размер сети – 1 или
Широковещательный адрес = Номер следующей сети – 1
Например, для сети 192.168.1.0 /24:
Широковещательный адрес = 192.168.1.0 + 256 – 1 = 192.168.1.255
Определение диапазона IP-адресов, которые можно назначить узлам
Это диапазон адресов между номером сети и широковещательным
адресом сети.
Например, в сети 192.168.1.0 /24 узлам можно назначать IP-адреса из диапазона: 192.168.1.1 – 192.168.1.254 (254 адреса).
Содержание занятия
Задача 1.
Узлу назначен IP-адрес 192.168.10.100 с маской подсети 255.255.255.0.
Найти:
1) Размер сети
2) Допустимое количество узлов в сети
3) Номер сети
4) Широковещательный адрес
5) Диапазон IP-адресов, которые можно назначать узлам
22

Решение:
Решение подобных задач всегда начинается с определения размера сети.
1) Размер сети = 256 (таблица 1).
2) Допустимое количество узлов сети = размер сети – 2 = 254.
3) Номер сети = 192.168.10.0 (делится на 256 без остатка и является ближай- шим меньшим к адресу узла).
4) Широковещательный адрес = Номер сети + Размер сети – 1 =
= 192.168.10.0 + 256 – 1 = 192.168.10.255 5) Диапазон IP-адресов, которые можно назначать узлам находится между номером сети и широковещательным адресом: 192.168.10.1 – 192.168.10.254.
Задача 2.
Узлу назначен IP-адрес 10.25.25.83, маска подсети 255.255.255.224.
Найти:
1) Размер сети
2) Допустимое количество узлов в сети
3) Номер сети
4) Широковещательный адрес
5) Диапазон IP-адресов, которые можно назначать узлам
Решение:
1) Определяем размер сети.
Размер сети = 32 (таблица 1).
2) Допустимое количество узлов сети = размер сети – 2 = 30.
3) Номер сети = 10.25.25.64 (делится на 32 без остатка и является ближайшим меньшим к заданному адресу узла).
4) Широковещательный адрес = Номер сети + Размер сети – 1 =
= 10.25.25.64 + 32 – 1 = 10.25.25.95 5) Диапазон IP-адресов, которые можно назначать узлам находится между номером сети и широковещательным адресом: 10.25.25.65– 10.25.25.94.
23

1 2 3 4