Методичка по компьютерным сетям и телекоммуникациям. ЛР_КСиТ. Методические указания по выполнению лабораторных работ по дисциплине (модулю) Компьютерные сети и телекоммуникации

• Название: Методические указания по выполнению лабораторных работ по дисциплине (модулю) Компьютерные сети и телекоммуникации
• Анкор: Методичка по компьютерным сетям и телекоммуникациям
• Дата: 01.02.2022
• Размер: 2.08 Mb.
• Имя файла: ЛР_КСиТ.doc
• Тип: Методические указания; #347991
• страница: 8 из 8

Объекты и средства исследования

Объектами исследования являются режимы функционирования коммутатора Средства исследования — Cisco Packet Tracer

Подготовка к работе

1. 
   Изучить теоретическую часть
   
2. 
   Получитьадание у преподавателя
   

Программа работы

1. 
   Создать сеть согласно варианту задания (выбрать необходимое оборудование и нужные типы соединения)
   
2. 
   Сконфигурировать параметры подключения для каждого ПК (статическая адресация)
   
3. 
   Создать таблицу IP-адресов созданной сети (устройство, интерфейс, IP- адрес, маска подсети, шлюз).
   
4. 
   В режиме «RealTime» проверить подключение командой ping: на локальный адрес, адрес удаленного ПК, широковещательный адрес. (Объяснить отсутствие «непроходимости» широковещательных запросов при объединении посредством коммутатора )
   
5. 
   В режиме «Simulation» проверить подключение командой ping: на локальный адрес, адрес удаленного ПК, широковещательный адрес.
   
6. 
   В окне «Event List» и на схеме проследить передвижение пакетов во всех случаях, управляя пошагово или регулируя скорость симуляции (окно «Play controls»).
   
7. 
   В окне командной строки просмотреть arp-таблицу, ее очистить и повторить пункт 5.4.
   
8. 
   Создать второй вариант сети, использующей динамическую адресацию и провести повторное исследование сети п.5.3 — 5.7.
   
9. 
   Оформить отчет
   

Контрольные вопросы

1. 
   Что такое коммутатор?
   
2. 
   Из чего состоит коммутатор?
   
3. 
   Какие типовые варианты технической реализации коммутаторов вы знаете?
   
4. 
   Какие способы коммутации используются в коммутаторах?
   

Лабораторная работа №9

Концентраторы CISCO

Цель работы

Изучить принципы функционирования концентратора

Основы теории

Концентратор (hub / хаб) - сетевое устройство, используемое в сетях на витой паре, в котором концентрируются идущие от рабочих станций отрезки кабеля (рис.1,а).

Рис. 1
Через концентратор компьютер подсоединяется к единой среде обмена данными между станциями ЛВС - серверу или магистральному каналу. Простейший концентратор представляет собой многопортовый повторитель и используется в качестве центрального узла ЛВС с топологией «Звезда». Концентратор может иметь от 8 до 32 портов для подключения компьютеров. Дальнейшее увеличение количества портов достигается путем объединения концентраторов в единый стек концентраторов, как это показано на рис.1,б.

Кроме портов для подсоединения рабочих станций с помощью витой пары концентраторы могут иметь разъем для подсоединения к высокоскоростному магистральному каналу на коаксиальном кабеле или волоконно-оптическом кабеле.

Объекты и средства исследования

Объектами исследования являются режимы функционирования концентратора Cisco. Средства исследования — Cisco Packet Tracer

Подготовка к работе

1. 
   Изучить теоретическую часть
   
2. 
   Получить задание у преподавателя
   

Программа работы

1. 
   Создать сеть согласно варианта задания (выбрать необходимое оборудова- ние и нужные типы соединения)
   
2. 
   Сконфигурировать параметры подключения для каждого ПК (статическая адресация)
   
3. 
   Создать таблицу IP-адресов созданной сети (устройство, интерфейс, IP- адрес, маска подсети, шлюз).
   
4. 
   В режиме «RealTime» проверить подключение командой ping: на локальный адрес, адрес удаленного ПК, широковещательный адрес.
   
5. 
   В режиме «Simulation» проверить подключение командой ping: на локальный адрес, адрес удаленного ПК, широковещательный адрес.
   
6. 
   В окне «Event List» и на схеме проследить передвижение пакетов во всех случаях, управляя пошагово или регулируя скорость симуляции (окно «Play controls»).
   
7. 
   В окне командной строки просмотреть arp-таблицу, ее очистить и повторить пункт 4.
   
8. 
   Создать второй вариант сети, использующей динамическую адресацию и провести повторное исследование сети п.3 — 7.
   
9. 
   Оформить отчет
   

Контрольные вопросы

1. 
   Что такое концентратор?
   
2. 
   Что представляет собой простейший концентратор?
   
3. 
   Как создать концентратор, имеющий больше 32 портов?
   

Задание Вариант 1




Лабораторная работа № 10

Объединение разных сетей. IP маршрутизация Цель работы

Изучить принципы функционирования IP маршрутизации, с использованием статических и динамических таблиц маршрутизации
Основы теории

Маршрутизатор (router) — сетевое устройство, на основании информации о топологии сети и определённых правил (таблицы маршрутизации) принимающее решения о пересылке пакетов сетевого уровня между различными сегментами сети.

Пример упрощённой таблицы маршрутизации (ТМ) узла (маршрутизатора) 4, находящегося в семиузловой сети показан на рис. 1.

В первом столбце указаны доступные (известные) этому маршрутизатору сетевые адреса назначения (АН). Для каждого АН во втором столбце указывается адрес шлюза (АШ) следующего маршрутизатора, к которому должны направляться пакеты, а в третьем - сетевой адрес выходного интерфейса (АВИ) данного маршрутизатора: ^S ₁ ^{, S} ₂ ^{, S} ₃ ^{, S} ₄ . При наличии альтернативных путей для одного и того же АН может быть назначено несколько возможных путей передачи пакета. Так, например, пакеты с АН=3 могут быть направлены к маршрутизатору 2 или 6 через выходные интерфейсы ^S ₂ и ^S ₃ соответственно, что отображено в таблице в виде двух строк с одним адресом назначения. В этом случае выбор маршрута осуществляется на основе метрики (М), указанной в 4-м столбце.

Рис. 1

Метрика может формироваться с учётом следующих факторов:

• 
  расстояние между источником и приемником пакета, которое обычно измеряется "счетчиками хопов" (hop — количество маршрутизаторов, пройденных пакетом от источника до приемника);
  
• 
  пропускная способность канала связи;
  
• 
  время доставки разными путями;
  
• 
  загрузка канала связи и т.д.
  

В данном примере в качестве метрики используется расстояние до адреса назначения, измеряемое в хопах.

В больших сетях для уменьшения размера таблицы маршрутизации и, соответственно, времени поиска маршрута, используется ограниченный набор адресов назначения, указанных в таблице явно. Для всех других адресов используется маршрут по умолчанию, которому в таблице соответствует строка (default), указывающая соседний маршрутизатор, используемый по умолчанию.

Все методы маршрутизации, применяемые в маршрутизаторах, можно разбить на две группы:

1. 
   методы статической (фиксированной) маршрутизации;
   
2. 
   методы динамической (адаптивной) маршрутизации.
   

Статическая маршрутизация означает, что пакеты передаются по определенному пути, установленному администратором и не изменяемому в течение длительного времени. Она применяется в небольших мало изменяющихся сетях.

Динамическая маршрутизация - распределенная маршрутизация, позволяющая автоматически изменять маршрут следования пакетов при отказах или перегрузках каналов связи.

Для автоматического построения и модификации маршрутных таблиц используются протоколы внутренней (RIP, OSPF, IS-IS, ES-IS) и внешней (BGP - Border Gateway Protocol) маршрутизации.

С использованием протоколов внутренней маршрутизации маршрутные таблицы строятся в пределах так называемой автономной системы (autonomous system), представляющей собой совокупность сетей с единым административным подчинением.

Протоколы внутренней маршрутизации, как правило, основаны на алгоритмах обмена:

• 
  таблицами «вектор-длина» - DVA (Distance Vector Algorithm) - протоколы типа
  

«distance vector»;

• 
  информацией о состоянии каналов - LSA (Link-State Algorithm) - протоколы типа «link state».
  

DVА - алгоритм обмена информацией о доступных сетях и расстояниях до них путём периодической рассылки маршрутизаторами широковещательных пакетов. К протоколам типа DVА относится протокол RIP (Routing lnfоrmаtiоn Protocol). Эти протоколы характеризуются тем, что каждые 30 секунд маршрутизатор передает широковещательный пакет, содержащий пары (V, D), где V - адрес доступной сети, называемый вектором, а D - расстояние до этой сети, называемое длиной вектора.

В метрике RIP длина вектора измеряется числом транзитных маршрутизаторов (в хопах) между данным маршрутизатором и соответствующей сетью. На основании полученных таблиц "вектор-длина" маршрутизатор вносит дополнения и изменения в свою маршрутную таблицу, определяя пути минимальной длины во все доступные сети.

Поскольку каналы связи могут иметь разные пропускные способности, в некоторых реализациях RIP длина вектора умножается на весовой коэффициент, зависящий от скорости передачи данных по КС.

Протоколы типа distance vector целесообразно применять в небольших и относительно устойчивых сетях. В больших сетях периодически посылаемые широковещательные пакеты приводят к перегрузке сети и уменьшению пропускной способности.

LSA - алгоритмы обмена информацией о состоянии каналов, называемые также алгоритмами предпочтения кратчайшего пути SPF (Shortest Path First), основаны на динамическом построении маршрутизаторами карты топологии сети за счет сбора информации обо всех объединяющих их каналах связи. Для этого маршрутизатор периодически тестирует состояние каналов с соседними маршрутизаторами, помечая каждый канал как "активный" или "неактивный". На практике для уменьшения слишком частой смены этих двух состояний применяется следующее правило: «канал считается "активным " до тех пор, пока значительный процент тестов не даст отрицательного результата, и "неактивным " - пока значительный процент тестов не даст положительного результата».

При изменении состояния своих каналов маршрутизатор немедленно распространяет соответствующую информацию по сети всем остальным маршрутизаторам, которые, получив сообщения, обновляют свои карты сети и заново вычисляют крат-

чайшие пути во все точки назначения.

Самой распространенной реализацией алгоритма LSA является протокол OSPF - открытый стандарт, разработанный для применения в маршрутизаторах сети Интернет и широко используемый в настоящее время в других сетях (NetWare, SNA, XNS, DECNet).

Протоколы типа LSA, в отличие от DVА, посылают информацию о маршрутах только для отображения изменений в своих сетевых соединениях.
Объекты и средства исследования

Объектами исследования являются принципы работы маршрутизаторов и способы IP-маршрутизации

Средства исследования — Cisco Packet Tracer
Подготовка к работе

1. 
   Изучить теоретическую часть
   
2. 
   Получить задание у преподавателя
   

Программа работы

1. 
   Создать сеть согласно варианта задания (выбрать необходимое оборудование и нужные типы соединения)
   
2. 
   Для каждого ПК настроить возможность получения IP-адреса по DHCP. На каждом из DHCP серверов настроить статические IP адреса и отключить не используемые сервисы
   
3. 
   Создать таблицу IP-адресов созданной сети (устройство, интерфейс, IP- адрес, маска подсети, шлюз).
   
4. 
   Настроить интерфейсы маршрутизаторов.
   
5. 
   В режиме «Simulation» отфильтровать нужные пакеты (ICMP, ARP).
   
6. 
   Используя пошаговую симуляцию отследить маршруты пакетов, разобрать содержимое пакетов на различных уровнях модели OSI. Проверить текущее состояние и адреса интерфейсов
   
7. 
   Провести необходимую донастройку (DHCP сервера, и Default Gateway).
   
8. 
   Командой ping проверить доступность устройств и интерфейсов.
   
9. 
   Оформить отчет
   

Контрольные вопросы

1. 
   Что такое маршрутизатор?
   
2. 
   Что содержит таблица маршрутизации?
   
3. 
   Какие методы маршрутизации используются в маршрутизаторах? Чем они отличаются?
   
4. 
   В каких сетях используется статическая маршрутизация?
   
5. 
   В каких сетях используется динамическая маршрутизация?
   
6. 
   В чем сущность OSPF алгоритма маршрутизации?
   
7. 
   В чем сущность RIP алгоритма маршрутизации?
   

Задания к лабораторной работе Задание 1



Задание 2

Задание 3