сборник. Практическая работа 1. Технология маршрутизации в ipсетях Тест к разделу Технология маршрутизации в ipсетях
 Скачать 5.89 Mb.
|
|
Тест к разделу «Изучение принципов работы коммутаторов» 1. Укажите широковещательный MAC-адрес (Broadcast) в шестнадцатерич- ной форме: -АВ:FF:FF:FF:FF:СD -АС:89:FF:13:ЕF:СD +FF:FF:FF:FF:FF:FF -АВ:ЕЕ:FF:09:FF:67 2. На кадрах какой длины достигается максимальное значение пропускной способности коммутатора? + На кадрах максимальной длины - На кадрах минимальной длины - На кадрах средней длины - Длина кадра не влияет на пропускную способность коммутатора 48 3.Укажите длину MAC-адреса в битах: -36 +48 -24 -6. 4. Какие единицы информации применяются на канальном уровне? + Кадры -Сегменты -Биты - Пакеты. 5. Какие единицы информации применяются на физическом уровне? - Кадры -Сегменты +Биты - Пакеты. 6. На каком уровне модели OSI работает коммутатор? -1 +2 -3 -4 7. Какая информация содержится в заголовке сегмента данных? - Сетевые адреса отправителя информации и получателя; + Номер протокола уровня приложений, который подготовил данное сооб- щение. -MAC- адреса источника и получателя. 8. Переведите MAC- адрес 00-D0-50-5F-4E-12 в двоичную форму. - 0001 1000 1101 0000 0101 1111 0111 1110 0100 1110 0001 0010 + 0000 0000 1101 0000 0101 0000 0101 1111 0100 1110 0001 0010 - 1100 0011 1101 0011 0101 1111 0100 1110 0100 1110 0001 1110 - 1111 1100 1101 1100 0101 1111 0100 1110 0100 1110 0001 1111 9. Для чего применяется концентратор в компьютерных сетях? + Повторяет сигналы, поступившие с одного из его портов на все остальные активные порты; - Выполнения функции коммутации по заранее известным MAC-адресам. - Для выбора оптимального маршрута в сети. 10.Переведите двоичную форму записи MAC- адреса 49 1100 1111 0001 0000 0000 1010 1110 0101 1111 0000 0101 0011 в шестнадцатеричную форму. - СA-B0-E6-FC-D3 + СF-10-0A-E5-F0-53 - СA-B5-E6-AC-B7 - 78 –C3-E6-AC-B7. Лабораторная работа №3. Организация простейшей компьютерной сети с помощью коммутатора и концентратора Цель работы Построить простейшую компьютерную сеть с использованием комму- таторов и концентраторов. Задание 1. Запустить Cisco Packet Tracer. 2. Построить простейшую компьютерную сеть с использованием кон- центратора. 3. Построить простейшую компьютерную сеть с использованием ком- мутатора. 4. Сравнить работу этих сетей. Краткая теория Если в сети появляется более двух компьютеров, то для организации сети необходимо использовать специализированные устройства. Для этого используются концентраторы (Hub), которые функционируют на первом уровне модели OSI, либо как коммутаторы (Switch), которые работают на втором уровне модели OSI. Концентратор (Hub) повторяет сигналы, посту- пившие с одного из его портов на все остальные активные порты. Коммута- тор выполняет функции коммутации по заранее известным MAC-адресам. Основное преимущество концентратора это его низкая стоимость. Он имеет следующие недостатки: невысокая скорость и отсутствие безопасно- сти. В настоящее время концентратор применяется довольно редко на ком- пьютерных сетях. Концентратор в отличие от коммутатора отправляет паке- ты на все порты, кроме порта источника. Так, например, если компьютер PC0 отправляет пакеты PC1, то концентратор отправляет этот пакет на все ком- пьютеры, которые к нему подключены, кроме порта источника. 50 Коммутатор в отличие от этого отправляет пакеты только на тот порт, который необходим. Происходит это за счет использования таблицы MAC- адресов, в которой за каждым портом коммутатора закреплен определенный MAC-адрес устройства. Порядок выполнения работы 1. Запустить Cisco Packet Tracer; 2. Необходимо создать сеть, в которой имеется 4 компьютера. Для этого во вкладке END Devices выбираем персональные компьютеры PС, присваи- ваем им IP –адреса, как было показано в лабораторной работе №1. IP- адреса можно взять следующие: 192.168.1.1, 192.168.1.2, 192.168.1.3, 192.168.1.4. Маску класса С 255.255.255.0 оставляем. Присвоение IP-адреса PC0 показа- но на рисунке 1. Рисунок 1 – Присвоение IP- адреса для PC0 51 3. Далее во вкладке Network Devices выбираем коммутатор. Возьмем са- мый распространенный коммутатор компании Cisco (Switch 2960 -24 TT). Далее выбираем тип кабеля. Выбираем прямой кабель. У PC0 берем един- ственный порт FastEthernet0 (рис.2). Для соединения коммутатора с PC0 вы- бираем на нем первый порт FastEthernet0/1 (рис. 3). 4. Рисунок 2 – Выбор порта FastEthernet0 на PC0 для соединения с коммутато- ром Аналогично соединяем остальные компьютеры с коммутатором. В ре- зультате получаем следующую сеть. На компьютерах зеленые линии загоре- лись сразу (рис. 4), а коммутаторам требуется некоторое время. Как только линии загорелись зелеными, наша сеть начинает функционировать (рис. 5). 52 Рисунок 3 – Выбор порта FastEthernet0/1 на коммутаторе для соединения с PC0 Рисунок 4 – Линии между компьютерами и коммутаторами находятся в неактивном режиме 53 Рисунок 5 – Линии между компьютерами и коммутаторами находятся в активном режиме Можно щелкнуть левой кнопкой мыши на коммутаторе и посмотреть его порты. Во вкладке Physical показано, что на коммутаторе имеется 24 порта FastEthernet и 2 порта GigabitEthernet (рис. 6). Рисунок 6 – Порты на коммутаторе Далее необходимо проверить работоспособность этой сети. Эту функ- цию мы уже проверяли в лабораторной работе №1. Для этого один раз 54 нажмите левой кнопкой мыши на устройстве PC0 и перейдите в закладку Desktop, а затем нажмите Command Prompt . Введите команду: C:\>ping 192.168.1.2 Аналогично проверьте взаимодействие с другими компьютерами сети и вве- дите их IP- адреса: C:\>ping 192.168.1.3 C:\>ping 192.168.1.4. Результат выполнения данной команды приведен на рисунке 7. Аналогичную проверку можно осуществить и на других компьютерах сети. Рисунок 7 – Проверка связности построенной сети Теперь построим вторую сеть на концентраторе (Hub). Чтобы ускорить процесс создания сети, выделяем 4 компьютера (рис. 8), нажимаем Ctrl и пе- ретаскиваем их вниз (рис. 9). Далее заходим во вкладку Hubs и выбираем концентратор (рис. 10). 55 Рисунок 8 – Выделяем компьютеры для создания второй сети Рисунок 9 – Четыре вновь созданных компьютера для второй сети 56 Рисунок 10 – Выбор концентратора (Hub) для второй сети Далее соединяем компьютеры с концентратором с помощью кабеля. В Cisco Packet Tracer можно автоматически выбрать кабель (рис. 11). Выбира- ем автоматический выбор и подключаем компьютеры к концентратору (рис.12). Рисунок 11 – Автоматический выбор кабеля в Cisco Packet Tracer 57 Рисунок 12 – Построение двух компьютерных сетей Здесь линии сразу загораются зеленым цветом. Проверим работоспо- собность второй сети (рис. 13). Сеть успешно функционирует. Рисунок 13 – Проверка работоспособности второй сети Для визуализации процесса прохождения пакета воспользуемся функ- цией Add Simple PDU. Предположим, что компьютер PC0 отправляет пакет на компьютер PC1. То же самое будет происходить и во второй сети. Для того, чтобы задать маршрут следования пакета необходимо нажать сначала на PC0, а затем на PC1, т.е. пакеты будут отправлены от компьютера PC0 к PC1. 58 Далее переходим во вкладку Simulation Mode (Режим моделирования), перетаскиваем синий ползунок влево и можем детально просмотреть пере- движение пакета. Переходим во вкладку Play Controls и нажимаем на кнопку Capture then forward для анимации пакета (рис. 14). Пакет начинает передви- гаться от PC0 к PC1. Пакет в первой сети приходит на коммутатор, а во вто- рой сети на концентратор. После этого опять нажимаем на кнопку Capture then forward и пакет продолжает свое движение. Рисунок 14 – Управление передвижением пакета На рисунке 15 показано, что коммутатор отправляет пакет только в нужный порт, а концентратор (Hub) во все доступные порты, кроме порта ис- точника. Вторая схема является небезопасной, так как если на компьютерах PC2 и PC3 будут находиться злоумышленники, то они могут получать ин- формацию, которая им не предназначена. 59 Рисунок 15 – Сравнение принципов работы первой и второй сетей Мы можем заглянуть в пакет и посмотреть его содержимое (рис.16). Для это- го надо на него нажать левой кнопкой мыши. Рисунок 16 – Содержимое отправленного пакета 60 Теперь компьютер PC4 отправляет обратно пакет PC0. При отправке производим аналогичные действия с помощью кнопки Capture then forward для анимации пакета (рис. 14). Происходит точно такое же явление. Т.е. ком- мутатор отправляет пакет в определенный порт, куда подключен PC0, а кон- центратор (hub) во все доступные порты. Убедитесь в этом самостоятельно. Содержание отчета В индивидуальном отчёте должны быть указаны цель, задание, пред- ставлены необходимые снимки экрана и пояснения к ним. Следует проанали- зировать полученные данные и дать ответы на контрольные вопросы. Контрольные вопросы 1. В чем отличие коммутатора от концентратора? 2. Для чего нужна таблица коммутации? 3. Как происходит заполнение таблицы коммутации? 4. Что представляет собой MAC- адрес? 5. Почему строить сеть на концентраторе небезопасно? 6. Как можно посмотреть содержимое пакета с помощью Cisco Packet Tracer? 7. Как проверить работоспособность спроектированной сети в Cisco Packet Tracer? 8. Как быстро построить вторую сеть в Cisco Packet Tracer? 9. Какие устройства относятся к физическим средствам физического уровня? 10. Какие устройства относятся к физическим средствам канального уровня? 11. Какие устройства относятся к физическим средствам сетевого уровня? 12. Сравните содержимое отправленных пакетов на концентраторе и коммутато- ре относительно модели OSI. 61 Практическая работа №5. Изучение принципов работы маршрутизаторов Цель работы Изучить принципы работы маршрутизаторов. Задание 1. Ознакомиться с правилами составления таблицы маршрутизации; 2. Ознакомиться с локальными и глобальными сетями; 3. Ответить на вопросы. Функции маршрутизаторов Маршрутизация является функцией третьего уровня модели OSI. Ос- новным устройством, отвечающим за осуществление процесса маршрутиза- ции, является маршрутизатор (Router). Процесс прокладывания наилучшего маршрута к адресату назначения получил название маршрутизация. Функционирование маршрутизаторов происходит по правилам сетево- го протокола IP – Internet Protocol. Заголовок пакета содержит сетевые IP- адреса узла назначения и узла источника. Для определения наилучшего пути передачи данных через связываемые сети, маршрутизаторы строят таблицы маршрутизации и обмениваются сетевой маршрутной информацией с други- ми маршрутизаторами. Маршрутизаторы принимают решения, базируясь на сетевых логических адресах (IP-адресах) в заголовке пакета и обращаясь к таблицам маршрутизации. Администратор может создавать статические маршруты и поддерживать таблицы маршрутизации вручную. Однако боль- шинство таблиц маршрутизации создается и поддерживается динамически, за счет использования протоколов маршрутизации (Routing Protocol), которые позволяют маршрутизаторам автоматически обмениваться информацией о сетевой топологии друг с другом. Главными функциями маршрутизаторов являются: - выбор наилучшего пути для пакетов к адресату назначения; - продвижение принятого пакета с входного интерфейса на соответ- ствующий выходной интерфейс. Процесс прокладывания маршрута происходит последовательно от од- ного маршрутизатора к другому. При этом каждый маршрутизатор анализи- рует сетевую часть адреса узла назначения в заголовке поступившего пакета. Оценка наилучшего пути производится на основе метрики. Например, метрика может учитывать количество маршрутизаторов на пути к адресату, скорость линий связи и т.д. 62 Рисунок 1 – Принцип маршрутизации в сетях Каждый маршрутизатор создает таблицу маршрутизации, где задаются: - источник созданного маршрута; - адрес сети назначения, маска; - административное расстояниеили другой аналогичный параметр; - значение метрики; - адрес следующего перехода; -выходной интерфейс маршрутизатора на пути к сети назначения. Рисунок 2 - Пример таблицы маршрутизации 63 Если в таблице маршрутизации не создан путь к сети назначения паке- та, то маршрутизатор отбрасывает такой пакет. Локальные и глобальные сети Локальные сети (Local Area Network – LAN) функционируют в преде- лах ограниченного географического пространства (в пределах комнаты, эта- жа, здания или группы близко расположенных зданий). Совокупность не- скольких локальных сетей, объединенных линиями связи, называют состав- ной, распределенной или глобальной сетью (Wide Area Network – WAN). Глобальные сети обеспечивают связь между далеко расположенными ло- кальными сетями, удаленными пользователями (рис. 3). Локальная сеть В Локальная сеть А Глобальная сеть С Router Switch Switch Router Router Router Host Host Host Host Рисунок 3 - Локальные и глобальные сети Маршрутизаторы имеют интерфейсы как локальных, так и глобальных соединений. К локальным сетям, созданным на коммутаторах, маршрутиза- тор присоединен через интерфейсы, которые на рисунке 1 обозначены через F0/0 и F0/1. Так F0/1 что означает: интерфейс FastEthernet, слот 0, порт 1; (слот – объединение портов). Глобальные соединения представлены после- довательными или серийными (serial) интерфейсами S0/1, S0/2. Коммутаторы третьего уровня Во многих сетях пакетной коммутации используются комбинации устройств: маршрутизатор, коммутатор, конечные узлы (рис. 4 а). В этом случае коммутатор реализует коммутацию и фильтрацию кадров локальной сети на основе МАС-адресов, т.е. выполняет функции устройства второго уровня модели OSI. Маршрутизацию и передачу пакетов между сетями вы- полняет маршрутизатор, который характеризуется широким спектром функ- 64 ций. Коммутатор характеризуется большим количеством портов и высокой производительностью. а) б) Рисунок 4 - Элементы сети Поэтому в новых сетевых элементах (коммутаторах-маршрутизаторах) объединили функции коммутатора и маршрутизатора (рис. 4 б). Такое устройство получило название коммутатора уровня 3 модели OSI. Коммута- тор уровня 3 пересылает данные, базируясь на IP- и МАС-адресах назначе- ния. Пересылка данных происходит с высокой скоростью, характерной для классических коммутаторов уровня 2. Контрольные вопросы 1. Назовите основные функции маршрутизатора. 2. Какая часть IP-адреса класса В 152.12.3.8 является номером сети? 3. Что такое метрика маршрута? 4. Дайте определение локальной сети. 5. Дайте определение глобальной сети. 6. Какие функции выполняет коммутатор третьего уровня? 7. Что обозначает интерфейс на маршрутизаторе F0/0? 8. Какие интерфейсы на маршрутизаторе используются для объединения локальных сетей в глобальную сеть? 9. Что представляет собой таблица маршрутизации? 10. Дайте определение маршрутизации. 65 Лабораторная работа № 4. Построение простейшей компьютерной сети с использованием маршрутизатора и коммутатора Цель работы Построить простейшую компьютерную сеть с использованием марш- рутизатора и коммутатора с помощью сетевого симулятора Cisco Packet Tracer. Задание 1. Запустить Cisco Packet Tracer. 2. Собрать необходимую топологию сети, запустить и настроить виртуаль- ное оборудование. 3. Согласно пунктам выполнения лабораторной работы, сделать необходи- мые снимки экрана. Изучить полученную информацию и оформить ее в соответствии с требованиями раздела «Содержание отчета». Краткая теория Ниже перечислены основные служебные команды, использующиеся в данном учебно-методическом пособии: ipconfig – команда, выводящая основную сетевую информацию ПК, сервера (IP-адрес, маску подсети, шлюз по умолчанию); ping A.B.C.D – команда, посылающая эхо-запрос на IP-адрес A.B.C.D, ис- пользуется для тестирования сетевой связности устройств; enable – команда, предоставляющая доступ к привилегированному режиму в оборудовании Cisco; configure terminal – команда, предоставляющая режим глобальной конфигу- рации в оборудовании Cisco; no shutdown – команда, переводящая порт в активное состояние (на комму- таторах все порты изначально активны), в оборудовании Cisco; exit – команда, возвращающая в предыдущий раздел конфигурирования в оборудовании Cisco; write memory – команда, записывающая все изменения в постоянную память устройства в оборудовании Cisco; show running-config – команда, позволяющая просмотреть прошивку обору- дования, основные настройки портов и различных технологий в оборудова- нии Cisco. 66 Порядок выполнения работы Соберите сетевую топологию согласно рисунку 1. Топология содержит 2 ПК, маршрутизатор (Cisco 1841) и коммутатор (Cisco 2960). Для этого вы- берите из необходимых вкладок сетевое оборудование, зажмите его значок и перенесите в рабочую область согласно рисунку 1. Рисунок 1 - Подготовка сетевой топологии Выберите тип соединения, нажмите на PC0, затем на нужный интерфейс (FastEthernet0), нажмите на коммутаторе и из выпадающего списка выберите требуемый порт (например, FastEthernet 0/1) как на рисунке 2. Повторите для других устройств. Соедините их согласно таблице 1. Рисунок 2 - Соединение сетевых устройств и выбор нужного интерфейса 67 В результате необходимо собрать топологию согласно рисунку 3. Сделайте снимок экрана. Обратите внимание на цвет интерфейсов. В каком они состо- янии? Рисунок 3 - Топология сети Назначьте всем устройствам сетевые адреса согласно таблице 1. Таблица №1 Сетевые адреса устройств Сетевой эле- мент Интерфейс IP-адрес Маска подсе- ти Шлюз по умолчанию Cisco 1841 FastEthernet0/0 192.168.1.1 255.255.255.0 - FastEthernet0/1 192.168.0.1 255.255.255.0 - PC0 FastEthernet0 192.168.1.3 255.255.255.0 192.168.1.1 PC1 FastEthernet0 192.168.0.3 255.255.255.0 192.168.0.1 Для назначения сетевых адресов компьютерам, нажмите левой кнопкой мыши на устройстве и перейдите в закладку Desktop (рис. 4), а затем нажми- те на IP Configurations. Рисунок 4 - Закладка Desktop PC0 68 Введите IP-адрес, маску подсети и шлюз по умолчанию, как показано на рисунке 5 для PC0. Рисунок 5 - Конфигурация PC0 Необходимо удостовериться в правильности введенных настроек. Для этого один раз нажмите левой кнопкой мыши на устройстве и перейдите в закладку Desktop, а затем нажмите на Command Prompt (рисунок 5). Введите команду: |