ПП Архипов Иван СИСА 19-3. Отчет о прохождении производственной практики по модулю пм. 01 Выполнение работ по проектированию сетевой инфраструктуры

• Название: Отчет о прохождении производственной практики по модулю пм. 01 Выполнение работ по проектированию сетевой инфраструктуры
• Анкор: ПП Архипов Иван СИСА 19-3
• Дата: 11.05.2022
• Размер: 1.36 Mb.
• Имя файла: ПП Архипов Иван СИСА 19-3.docx
• Тип: Отчет; #523183
• страница: 6 из 11

ПМ.01 Выполнение работ по проектированию сетевой инфраструктуры

МДК.01.02 Организация, принципы построения и функционирования компьютерных сетей

Основы сетевых технологий. Телекоммуникационные сети представляют комплекс аппаратных и программных средств, обеспечивающих передачу информационных сообщений между абонентами с заданными параметрами качества. При создании сетей телекоммуникаций невозможно соединить всех абонентов между собой отдельными (выделенными) линиями связи. Это нецелесообразно экономически и невыполнимо практически. Поэтому соединение многочисленных абонентов (А), находящихся на большом расстоянии между собой, обычно производится через транзитные (телекоммуникационные) узлы (ТУ) связи.

Таким образом, телекоммуникационная сеть образуется совокупностью абонентов (А) и узлов связи, соединенных линиями (каналами) связи. Узлы ТУ производят коммутацию поступившего сообщения с входного порта (интерфейса) на выходной.

В некоторых сетях все возможные маршруты уже созданы и необходимо только выбрать наиболее оптимальный. Процесс выбора оптимального маршрута получил название маршрутизация, а устройство ее реализующее – маршрутизатор. Выбор оптимального маршрута узлы производят на основе таблиц маршрутизации (или коммутации) с использованием определенного критерия – метрики.

Различают сети: с коммутацией каналов, когда телекоммуникационные узлы выполняют функции коммутаторов, и с коммутацией пакетов (сообщений), когда телекоммуникационные узлы выполняют функции маршрутизаторов. Различие коммутации пакетов или сообщений состоит в том, что сообщение может быть очень большим.

Согласно одной из классификаций сети передачи данных подразделяются на локальные и глобальные.

Семиуровневая модель ISO/OSI. Самый верхний уровень Приложений (Application Layer) 7 оперирует наиболее общей единицей данных – сообщением. На этом уровне реализуется управление общим доступом к сети, потоком данных, сетевыми службами (протоколами), такими как FTP, TFTP, HTTP, SMTP, SNMP и др. Уровень 6 Представления (Presentation Layer) изменяет форму представления данных. Например, передаваемые с уровня 7 данные преобразуются в общепринятый формат ASCII. При приеме данных происходит обратный процесс. На уровне 6 также происходит шифрация и сжатие данных (протоколы MPEG, JPEG). Сеансовый (Session Layer) уровень 5 устанавливает сеанс связи двух конечных узлов (компьютеров), определяет, какой компьютер является ведущим, а какой ведомым, задает для передающей стороны время передачи. Этот уровень определяет также сеанс связи с сетью Интернет. Транспортный уровень (Transport Layer) 4 делит большое сообщение узла источника информации на части, при этом добавляет заголовок и формирует 14 сегменты определенного объема, а короткие сообщения может объединять в один сегмент. В узле назначения происходит обратный процесс. В заголовке сегмента задаются номера порта источника и назначения, которые адресуют службы верхнего уровня приложений для обработки данного сегмента. Кроме того, транспортный уровень обеспечивает надежную доставку пакетов. При обнаружении потерь и ошибок на этом уровне формируется запрос повторной передачи, при этом используется протокол TCP. Когда необходимость проверки правильности доставленного сообщения отсутствует, то используется более простой и быстрый протокол дейтаграмм пользователя (User Datagram Protocol – UDP). Сетевой уровень (Network Layer) 3 адресует сообщение, задавая единице передаваемых данных (пакету) логические сетевые адреса узла назначения и узла источника (IP-адреса), определяет маршрут, по которому будет отправлен пакет данных, транслирует логические сетевые адреса в физические, а на приемной стороне – физические адреса в логические. Сетевые логические IP-адреса принадлежат пользователям. Канальный уровень (Data Link) 2 формирует из пакетов кадры данных (frames). На этом уровне задаются физические адреса устройстваотправителя и устройства-получателя данных, например, МАС-адреса при использовании технологии Ethernet. Физический адрес устройства может быть прописан в ПЗУ сетевой карты компьютера. На этом же уровне к передаваемым данным добавляется контрольная сумма, определяемая с помощью алгоритма циклического кода. На приемной стороне по контрольной сумме определяют ошибки. Физический уровень (Physical) 1 осуществляет передачу потока битов по соответствующей физической среде (электрический или оптический кабель, радиоканал) через соответствующий интерфейс. На этом уровне производится кодирование данных, синхронизация передаваемых битов информации. Протоколы трех верхних уровней являются сетенезависимыми, три нижних уровня являются сетезависимыми. Связь между тремя верхними и тремя нижними уровнями происходит на транспортном уровне.

Spanning Tree Protocol (STP, протокол покрывающего дерева) — канальный протокол. Основной задачей STP является устранение петель в топологии произвольной сети Ethernet, в которой есть один или более сетевых мостов, связанных избыточными соединениями. STP решает эту задачу, автоматически блокируя соединения, которые в данный момент для полной связности коммутаторов являются избыточными.

Суть работы протокола заключается в том, что поддерживающие его коммутаторы сети Ethernet обмениваются друг с другом информацией «о себе». На основании определённых условий (обычно в соответствии с настройками) один из коммутаторов выбирается «корневым» (или «root»), после чего все остальные коммутаторы по алгоритму остовного дерева выбирают для работы порты, «ближайшие» к «корневому» коммутатору (учитывается количество посредников и скорость линий). Все прочие сетевые порты, ведущие к «корневому» коммутатору, блокируются. Таким образом образуется несвязное дерево с корнем в выбранном коммутаторе.

Виртуальные сети созданы, чтобы реализовать сегментацию сети на коммутаторах, т.е. на втором уровне модели OSI. Создание виртуальных локальных сетей (Virtual Local Area Networks – VLAN), которые представляют собой логическое объединение групп станций сети (рис. 15.1), является одним из основных методов защиты информации в сетях на коммутаторах. Трафик между VLAN обеспечивается маршрутизацией, т.е. общение между узлами разных виртуальных сетей происходит только через маршрутизатор. Управление виртуальными сетями VLAN реализуется через первую сеть VLAN1 и сводится к управлению портами коммутатора. Сеть VLAN1 получила название сеть по умолчанию (default VLAN). По крайней мере, один порт должен быть в VLAN 1, чтобы управлять коммутатором.

VTP. Когда в сети установлено большое количество коммутаторов, то настройка всех VLAN на каждом коммутаторе задача довольно утомительная. Для этой цели Cisco разработала магистральный (транкинговый) протокол виртуальных сетей VTP (VLAN Trunking Protocol). Достаточно настроить VLAN на одном коммутаторе, а дальше с помощью протокола VTP все настройки VLAN будут переданы остальным коммутаторам, которые автоматически будут настроены.

Протокол динамического конфигурирования узлов (Dynamic Host Configuration Protocol – DHCP) позволяет автоматизировать процесс назначения IP-адресов рабочим станциям из диапазона, предоставленного администратору провайдером. Динамическое назначение адресов протоколом DHCP производится по запросу клиента на определенный промежуток времени, для продления которого пользователь должен периодически обращаться к серверу. При освобождении IP-адресов они возвращаются DHCPсерверу, который перераспределяет их. При повторном запросе клиента, 29 освободившего IPадрес, сервер пытается назначить ранее использовавшийся адрес. Помимо IP-адреса протокол DHCP предоставляет пользователю еще целый ряд параметров (маску подсети, шлюз по умолчанию, IP-адрес сервера DNS и др.)

Протокол Telnet обеспечивает подключение к командной строке удаленного узла, т.е. виртуальное соединение пользователя с удаленными сетевыми устройствами: компьютерами, маршрутизаторами, коммутаторами. Чтобы сделать подключение клиента по протоколу Telnet, обычно задают имя удаленного хоста. В качестве имени хоста используется IP-адрес или имя доменной системы DNS удаленного устройства. Telnet работает на уровне приложений модели TCP/IP, поэтому охватывает все уровни модели OSI. Номер порта протокола Telnet – 23. Однако Telnet не поддерживает криптографирование данных, которые передаются по сети как простой текст. Это означает, что данные могут быть перехвачены. Для защиты передаваемой информации разработан протокол удаленного доступа, обеспечивающий шифрование передаваемых данных (Secure Shell – SSH). Он обеспечивает криптографирование данных и более надежную аутентификацию, номер порта – 22. Протокол SSH заменяет Telnet.

SSH — это протокол прикладного уровня. SSH-сервер обычно прослушивает соединения на TCP-порту 22. Спецификация протокола SSH-2 содержится в RFC 4251. Для аутентификации сервера в SSH используется протокол аутентификации сторон на основе алгоритмов электронно-цифровой подписи RSA или DSA, но допускается также аутентификация при помощи пароля (режим обратной совместимости с Telnet) и даже ip-адреса хоста (режим обратной совместимости с rlogin).

Аутентификация по паролю наиболее распространена. При каждом подключении подобно https вырабатывается общий секретный ключ для шифрования трафика.

При аутентификации по ключевой паре предварительно генерируется пара открытого и закрытого ключей для определённого пользователя. На машине, с которой требуется произвести подключение, хранится закрытый ключ, а на удалённой машине — открытый. Эти файлы не передаются при аутентификации, система лишь проверяет, что владелец открытого ключа также владеет и закрытым. При данном подходе, как правило, настраивается автоматический вход от имени конкретного пользователя в ОС.

Аутентификация по ip-адресу небезопасна, эту возможность чаще всего отключают.

EIGRP. При адресации типа classless в сетях EIGRP можно адресовать подсети с использованием масок переменной длины, поскольку протокол EIGRP передает значение масок в своих пакетах Update. Причем используется маска переменной длины типа wildcard-mask. Подобная маска получается путем инвертирования обычной маски подсети. Если при конфигурировании ввести обычную маску, то операционная система IOS исправит маску на инвертированную, например, маску 255.255.255.240 операционная система исправит на 0.0.0.15. Ниже приведен пример конфигурирования на маршрутизаторах А, В, С протокола EIGRP. Маршрутизация протокола EIGRP производится командой router eigrp 30 в режиме глобального конфигурирования с указанием номера автономной системы (в данном примере 30). После перехода маршрутизатора в режим детального конфигурирования вводятся адреса непосредственно присоединенных сетей с указанием инвертированной маски. То, что в протоколе RIP называлось адресом следующего перехода (next hop) или шлюзом, в терминах протокола EIGRP называется преемником (successor)

OSPF (англ. Open Shortest Path First) — протокол динамической маршрутизации, основанный на технологии отслеживания состояния канала (link-state technology) и использующий для нахождения кратчайшего пути алгоритм Дейкстры.

Протокол OSPF был разработан IETF в 1988 году. Последняя версия протокола представлена в RFC 2328 (1998 год). Протокол OSPF представляет собой протокол внутреннего шлюза (Interior Gateway Protocol — IGP). Протокол OSPF распространяет информацию о доступных маршрутах между маршрутизаторамиодной автономной системы.

Принцип работы протокола OSPF

1. Маршрутизаторы обмениваются hello-пакетами через все интерфейсы, на которых активирован OSPF.

2. На следующем этапе работы протокола маршрутизаторы будут пытаться перейти в состояние смежности со своими соседями. OSPF определяет несколько типов сетей и несколько типов маршрутизаторов. Пара маршрутизаторов, находящихся в состоянии смежности, синхронизирует между собой базу данных состояния каналов.

3. Каждый маршрутизатор посылает объявления о состоянии канала маршрутизаторам, с которыми он находится в состоянии смежности.

4. Каждый маршрутизатор, получивший объявление от смежного маршрутизатора, записывает передаваемую в нём информацию в базу данных состояния каналов маршрутизатора и рассылает копию объявления всем другим смежным с ним маршрутизаторам.

5. Рассылая объявления внутри одной OSPF-зоны, все маршрутизаторы строят идентичную базу данных состояния каналов маршрутизатора.

6. Когда база данных построена, каждый маршрутизатор использует алгоритм «кратчайший путь первым» для вычисления графа без петель, который будет описывать кратчайший путь к каждому известному пункту назначения с собой в качестве корня. Этот граф — дерево кратчайших путей.

7. Каждый маршрутизатор строит таблицу маршрутизации из своего дерева кратчайших путей