Задача 17 Построение виртуальной сети 17 Настройка интерфейсов маршрутизатора 18 Настройка интерфейсов удаленных узлов 19 Лабораторные работы
 Скачать 0.71 Mb.
|
|
R1 S1 H1 S2 PC1 PC2 PC3 PC4 PC5 PC6 Подсеть 192.168.12.0/28 Подсеть 10.10.0.0/29 DNS FTP eth0 192.168.12.1/28 eth1 10.10.0.1/29 Рис. 8. Схема сети Табл. 1 и 2 содержат списки доступных IP-адресов в каждой подсети. 4.2. Построение виртуальной сети Создадим новый проект, выбрав пунк «Создать» в меню «Проект». С помощью пункта «Свойства» внесем данные о ФИО и выполняемой лабораторной работе, для 18 Небаев И. А. Таблица 1. Пул IP-адресов подсети 192.168.12.0/28 IP-адрес Маска Назначение 192.168.12.0 255.255.255.240 Адрес сети 192.168.12.1 255.255.255.240 Интерфейс eth0 маршрутизатора R 192.168.12.2 255.255.255.240 ПК1 192.168.12.3 255.255.255.240 ПК2 192.168.12.4 255.255.255.240 ПК3 192.168.12.5 255.255.255.240 ПК4 192.168.12.6 255.255.255.240 ПК5 192.168.12.7 255.255.255.240 ПК6 192.168.12.8 255.255.255.240 Резерв 192.168.12.15 255.255.255.240 Широковещательный адрес сети Таблица 2. Пул IP-адресов подсети 10.10.0.0/29 IP-адрес Маска Назначение 10.10.0.0 255.255.255.248 Адрес сети 10.10.0.1 255.255.255.248 Интерфейс eth1 маршрутизатора R 10.10.0.2 255.255.255.248 DNS 10.10.0.3 255.255.255.248 FTP 10.10.0.4 255.255.255.248 Резерв 10.10.0.7 255.255.255.248 Широковещательный адрес сети отображения их в отчете программы. Средствами, описанными в разделе 3.2 данного по- собия, добавим требуемые сетевые узлы — «Маршрутизатор»; два устройства «Коммута- тор»; устройство «Концентратор» и восемь узлов «ПК», соединяя их отрезками кабеля («Патчкорд»). Полученная таким образом виртуальная сеть, представленна на рис. 9 4.3. Настройка интерфейсов маршрутизатора Маршрутизатор R объединяет две подсети: 192.168.12.0/28 и 10.10.0.0/29. Интерфейс маршрутизатора eth0 подключен к сети 192.168.12.0/28 и, согласно плану адресации дан- ной сети, должен иметь IP-адрес 192.168.12.1 и маску 255.255.255.240. Интерфейс eth1 подключен к сети 10.10.0.0/29 и должен быть настроен на IP-адрес 10.10.0.1 и маску под- сети 255.255.255.248. Для конфигурирования маршрутизатора R вызовем терминал, два раза щелкнув левой клавишей мыши на изображении виртуального устройства. С помощью команды ifconfig, рассматриваемой в разделе 3.3 , внесем необходимые настройки на интерфейсе eth0, не забыв при этом активировать интерфейс с помощью опции -up: Компьютерные сети передачи данных 19 Рис. 9. Проект сети Листинг 2. Настройка интерфейса eth0 > i f c o n f i g eth0 1 9 2 . 1 6 8 . 1 2 . 1 - n e t m a s k 2 5 5 . 2 5 5 . 2 5 5 . 2 4 0 - up Аналогично произведем настройку интерфейса eth1: Листинг 3. Настройка интерфейса eth1 > i f c o n f i g eth0 1 0 . 1 0 . 0 . 1 - n e t m a s k 2 5 5 . 2 5 5 . 2 5 5 . 2 4 8 - up Закроем терминал и перейдем к настройке узлов «ПК». 4.4. Настройка интерфейсов удаленных узлов Конфигурация узлов будет отличаться, в зависимости от принадлежности к одной из двух IP-подсетей. Для примера произведем настройку узла ПК1. Как и в предыдущем пункте пособия, вызовем терминал, два раза щелкнув левой клавишей мыши на изобра- жении виртуального устройства. Узел ПК1 располагается в подсети 192.168.12.0/28 и, в соответствии с планом IP- адресации подсети, должен иметь IP-адрес 192.168.12.2. Следует напомнить, что узлы «ПК» поддерживают только один интерфейс Ethernet (eth0, см. раздел 3.2 ). С помощью команды ifconfig, введем настройки на интерфейсе eth0: Листинг 4. Настройка интерфейса eth0 ПК1 > i f c o n f i g eth0 1 9 2 . 1 6 8 . 1 2 . 2 - n e t m a s k 2 5 5 . 2 5 5 . 2 5 5 . 2 4 0 - up 20 Небаев И. А. Используя команду route (см. раздел 3.3 ) установим маршрут к сети 10.10.0.0/29 через шлюз 10.10.0.1, настроенный ранее (пункт 4.3 ): Листинг 5. Настройка интерфейса eth0 ПК1 > r o u t e - add 1 0 . 1 0 . 0 . 0 - n e t m a s k 2 5 5 . 2 5 5 . 2 5 5 . 2 4 8 - gw 1 9 2 . 1 6 8 . 1 2 . 1 Аналогичным образом конфигурируются все остальные узлы «ПК», размещенные в под- сети 192.168.12.0/28. Далее, настроим удаленный узел Сервер, расположенный в подсети 10.10.0.0/29. В лист. 6 приведена соответствующая конфигурация. Листинг 6. Настройка интерфейса eth0 ПК «Сервер» > i f c o n f i g eth0 1 0 . 1 0 . 0 . 2 - n e t m a s k 2 5 5 . 2 5 5 . 2 5 5 . 2 4 8 - up > r o u t e - add 1 9 2 . 1 6 8 . 1 2 . 0 - n e t m a s k 2 5 5 . 2 5 5 . 2 5 5 . 2 4 0 - gw 1 0 . 1 0 . 0 . 1 По завершению конфигурирования узлов, воспользовавшись командой ping можно проверить доступность удаленных сетей (лист. 7 - 8 ): Листинг 7. Проверка доступности узлов cети 192.168.12.0/28 c узла «Сервер» > ping 1 9 2 . 1 6 8 . 1 2 . 4 64 b y t e s from 1 9 2 . 1 6 8 . 1 2 . 4 : i c m p _ s e q =0 ttl =63 time =243 ms 64 b y t e s from 1 9 2 . 1 6 8 . 1 2 . 4 : i c m p _ s e q =1 ttl =63 time =243 ms 64 b y t e s from 1 9 2 . 1 6 8 . 1 2 . 4 : i c m p _ s e q =2 ttl =63 time =243 ms ^ Ctrl - C Листинг 8. Проверка доступности узлов cети 10.10.0.0/29 c узла «ПК1» > ping 1 0 . 1 0 . 0 . 3 64 b y t e s from 1 0 . 1 0 . 0 . 3 : i c m p _ s e q =0 ttl =63 time =241 ms 64 b y t e s from 1 0 . 1 0 . 0 . 3 : i c m p _ s e q =1 ttl =63 time =241 ms 64 b y t e s from 1 0 . 1 0 . 0 . 3 : i c m p _ s e q =2 ttl =63 time =241 ms ^ Ctrl - C С помощью пункта «Экспортировать в html. . . » меню «Проект» создадим отчет- ный электронный html-файл проекта, содержащий все необходимые данные для защиты лабораторной работы. Компьютерные сети передачи данных 21 5. Лабораторные работы 5.1. Лабораторная работа 1. Введение в среду построения вирту- альных вычислительных сетей Цели: Лабораторная работа преследует цели ознакомления студента с программируемой оболочкой построения виртуальных локальных сетей и предназначена для закрепления теоретического материала и основных навыков работы с современным ПО, моделирующим работу виртуальной локальной сети. Задачи: Создать проект виртуальной сети, основываясь на схеме рис. 10 , и расположив элементы проектируемой сети произвести конфигурирование узлов. S1 H1 PC1 PC2 PC3 PC4 PC5 PC6 Рис. 10. Топология виртуальной сети 1 1) Произвести прямое подключение двух удаленных рабочих станций (P C 1 и P C 2 ) сред- ствами отрезка кабеля («Патчкорд»). В качестве допустимых IP-адресов, необхо- димо использовать адреса из диапазона 1 (табл. 3 , вариант соответствует двум по- следним цифрам студенческого билета); 2) Запустив эмулятор терминала на удаленных рабочих станциях настроить соответ- ствующие IP-адреса (команда ifconfig). В оболочке командного интерпретатора, выполнить команду ping для проверки доступности рабочих станций; 3) С помощью виртуального устройства «Концентратор», эмулирующего работу ре- ального Ethernet концентратора ЛВС и нескольких отрезков кабеля («Патчкорд») произвести объединение удаленных узлов (P C 3 и P C 4 ). В качестве допустимых IP- адресов, необходимо использовать адреса из диапазона 2 (табл. 3 .); 4) Запустив эмулятор терминала, настроить IP-адреса рабочих станций. С помощью утилиты командной строки ping, реализованной в оболочке виртуального терминала проверить доступность удаленных узлов; 22 Небаев И. А. 5) Добавить к проекту сетевое устройство «Коммутатор», эмулирующее работу ре- ального 8 портового Ethernet коммутатора ЛВС и с помощью нескольких отрезков кабеля («Патчкорд») объединить удаленные узлы (P C 5 и P C 6 ). В качестве IP- адресов удаленных узлов, использовать адреса из диапазона 192.168.99.0/30; 6) С помощью утилиты командной строки ping, проверить доступность удаленных уз- лов. Отчет: По окончанию выполнения перечисленных заданий, с помощью пункта «Экс- портировать в html. . . » меню «Проект» сформировать электронный отчет проекта (в формате html), а также сохранить xml-проект «CNS». Указанные файлы следует прикре- пить к основному отчету по лабораторной работе, согласно форме из приложения А По окончанию работы: Установить перифирийные комплектующие АРМ в состояние до начала лабораторной работы, завершить работу всех приложений ОС АРМ. Задви- нуть стулья на рабочие места и удалить постороние предметы с мест АРМ. Закончив выполнение лабораторной работы отметиться в электронном журнале успеваемости пре- подавателя. Контрольные вопросы: 1) Процедуры и функции каких уровней эталонной сетевой модели ISO/OSI реализо- ваны в устройствах: сетевой адаптер, концентратор, коммутатор? 2) Перечислите типы физических интерфейсов сетей стандарта Ethernet? 3) Объясните разницу между определениями «прямой-кабель» и «кросс-кабель»? 4) Каково назначение параметров MTU и MRU в сетях стандарта Ethernet? 5) Опишите различие в способах передачи данных в режимах симплексного, полудуп- лексного и полнодуплексного подключения? 6) Назовите основные единицы измерения блока данных на физическом, канальном и сетевом уровне эталонной модели ISO/OSI? 7) Изобразите кадр Ethernet-II 802.3 DIX, укажите длину и объясните назначение изоб- раженных полей кадра? 8) Изобразите расширенный кадр Ethernet-II, содержащий мета-тег (VLAN ID) при- надлежности к определенной виртуальной сети? 9) Укажите длину аппаратного адреса оборудования компьютерных сетей передачи данных? Объясните значение первых трех байт аппаратного адреса. Компьютерные сети передачи данных 23 10) Объясните назначение следующих аппаратных адресов: • 00:00:00:00:00:00; • FF:FF:FF:FF:FF:FF; • 01:00:00:00:00:00; • 01:00:5e:00:00:00; • C0:F8:DA:A6:2E:2B. 24 Небаев И. А. 5.2. Лабораторная работа 2. Объединение удаленных узлов на ос- нове концентраторов локальных вычислительных сетей Цели: Лабораторная работа преследует цели закрепления теоретического материала по назначению и принципам функционирования концентраторов в структурированных ло- кальных вычислительных сетях. Задачи: Используя топологию сети, изображенную на рис. 11 , необходимо создать про- ект виртуальной ЛВС, и расположив элементы проектируемой сети (удаленные рабочие станции и концентраторы), структурировать ее на основе 8 портовых концентраторов. На заключительном этапе произвести конфигурирование IP-адресов рабочих станций. H1 PC1 PC2 PC3 PC4 PC5 PC6 H2 H3 Рис. 11. Топология виртуальной сети 2 1) Добавить шесть узлов удаленных рабочих станций и три устройства «Концентра- тор». Объединить удаленные узлы и соответствующие порты концентраторов от- резками кабеля «Патчкорд»; 2) Используя адреса из диапазона 1 табл. 3 , назначить каждой рабочей станции соот- ветствующий IP-адрес (ifconfig); 3) С помощью утилиты командной строки ping, проверить доступность всех удаленных узлов с рабочей станции P C 3 ; 4) Проследить направление рассылки кадров в сети. Отметить узел отправителя и узел получателя в каждом случае, а также все узлы участвующие в широковещательной рассылке кадра; 5) На отчете проекта выделить границы широковещательного домена и привести их объяснение. Компьютерные сети передачи данных 25 По окончанию работы: Установить перифирийные комплектующие АРМ в состояние до начала лабораторной работы, завершить работу всех приложений ОС АРМ. Задви- нуть стулья на рабочие места и удалить постороние предметы с мест АРМ. Закончив выполнение лабораторной работы отметиться в электронном журнале успеваемости пре- подавателя. Отчет: По окончанию выполнения перечисленных заданий, с помощью пункта «Экс- портировать в html. . . » меню «Проект» сформировать электронный отчет проекта (в формате html), а также сохранить xml-проект «CNS». Указанные файлы следует прикре- пить к основному отчету по лабораторной работе, согласно форме из приложения А Контрольные вопросы: 1) В чем заключается основной принцип работы устройств: концентратор, хаб, повто- ритель? 2) Укажите недостатки структурирования сети на основе концентраторов? 3) Используя схему сети, приведите пример передачи кадров от узла отправителя к узлу получателю? 4) Каким из указаных в проекте устройств необходимо наличие физических адресов (MAC)? 5) Какую логическую топологию выстраивает сетевой концентратор? Какую физиче- скую топологию сети используют при применении концентраторов? 6) В каком режиме разделения общей среды передачи данных функционирует концен- тратор? 7) Опишите сценарий возникновения и обработки коллизии в сети передачи данных, основанной на применении концентраторов? 8) Перечислите наиболее распространненные типы физических сетевых разъемов и но- менклатуру соединительных кабелей, используемых на концентраторах? 9) Укажите назначение Uplink-порта на Ethernet-концентраторе и назначение тумблера Normal/Uplink? 10) Объясните назначение маркировки MDI/MDI-X на портах Ethernet-концентратора? 26 Небаев И. А. 5.3. Лабораторная работа 3. Структуризация локальных вычисли- тельных сетей с помощью коммутаторов Цели: Лабораторная работа преследует цели закрепления теоретического материала по назначению и принципам функционирования коммутаторов, а также методам структури- рования в ЛВС. Задачи: Основываясь на схеме сети, изображенной на рис. 12 , необходимо создать про- ект виртуальной сети, и расположить элементы проектируемой сети — удаленные рабочие станции, концентраторы и коммутаторы. Произвести логическую структуризацию сети, воспользовавшись доступным сетевым оборудованием, сконфигурировать IP-адреса рабо- чих станций. S1 H1 S2 PC1 PC2 PC3 PC4 PC5 PC6 Рис. 12. Топология виртуальной сети 3 1) В соответствии с планом, изображенном на рис. 12 , добавить к проекту два устрой- ства «Коммутатор», устройство «Концентратор» и шесть узлов удаленных ра- бочих станций; 2) Произвести объединение узлов, используя соответствующие порты сетевого обору- дования и отрезки кабеля «Патчкорд»; 3) Используя адреса из диапазона 2 табл. 3 , назначить рабочим станциям P C 1 – P C 6 соответствующие IP-адреса (команда ifconfig); 4) С помощью утилиты командной строки ping, последовательно проверить доступ- ность всех удаленных узлов с рабочих станций P C 1 , P C 4 и P C 5 Компьютерные сети передачи данных 27 5) Проследить направление рассылки кадров в сети. Отметить узел отправителя и узел получателя в каждом случае, а также все узлы участвующие в широковещательной рассылке кадра. Отметить отличия при обработке кадров концентратором и комму- таторами; 6) Запустить эмулятор терминала на каждом из устройств «Коммутатор» и с помо- щью команды mactable просмотреть содержимое таблицы MAC-адресов коммутато- ра; 7) Убедиться в достоверности соответствующего MAC-адреса номеру физического пор- та коммутатора, проверив физический адрес удаленной рабочей станции (командой ifconfig; 8) На отчете проекта выделить границы широковещательного домена. Отметить узлы участвующие в коммутировании кадров и в передаче широковещательных рассылок. Перечислить используемые адреса канального уровня. По окончанию работы: Установить перифирийные комплектующие АРМ в состояние до начала лабораторной работы, завершить работу всех приложений ОС АРМ. Задви- нуть стулья на рабочие места и удалить постороние предметы с мест АРМ. Закончив выполнение лабораторной работы отметиться в электронном журнале успеваемости пре- подавателя. Отчет: По окончанию выполнения перечисленных заданий, с помощью пункта «Экс- портировать в html. . . » меню «Проект» сформировать электронный отчет проекта (в формате html), а также сохранить xml-проект «CNS». Указанные файлы следует прикре- пить к основному отчету по лабораторной работе, согласно форме из приложения А Контрольные вопросы: 1) Укажите отличительные особенности в принципах работы концентратора и комму- татора? Приведите пример, основываясь на схеме проекта. 2) Каким из указаных в проекте устройств необходимо наличие физических адресов (MAC)? 3) Перечислите режимы коммутации? 4) Приведите разновидности коммутаторов? 5) Объясните, в чем заключается преимущество агрегирования коммутаторов? 6) Что представляет собой логическое объединение коммутаторов в стек? 28 Небаев И. А. 7) Укажите методы физического подключения для управления современными комму- таторами? Перечислите основные сетевые протоколы управления активным обору- дованием компьютерных сетей передачи данных? 8) Выделите отличительные особенности ассиметричной и симметричной коммутации? 9) Вычислите пропускную способность внутренней шины коммутации, если коммутатор работает в неблокирующем режиме и имеет 8 FastEthernet-портов? 10) Дайте определение понятию «транк» и изобразите подключение, описывающее дан- ный термин? 11) Укажите отличительные черты функционирования сетевых мостов и коммутаторов компьютерных сетей передачи данных? 12) Объясните структуру объединения удаленных сетевых узлов, основанную на прин- ципе микросегментации подключений в компьютерных сетях передачи данных? 13) Опишите основные отличия между способами доступа к разделяемой среде пере- дачи данных по принципу CSMA/CD и CSMA/CA? Укажите основные реализации компьютерных сетей, использующие указанные методы доступа? Компьютерные сети передачи данных 29 5.4. Лабораторная работа 4. Маршрутизаторы и применение ста- тической маршрутизации в локальных вычислительных сетях Цели: Лабораторная работа преследует цели закрепления теоретического материала по назначению и принципам функционирования маршрутизаторов в сетях ЛВС. Исследуют- ся процедуры применения статической таблицы маршрутизации, в пределах нескольких сегментов локальной вычислительной сети. Задачи: Согласно схеме подключений удаленных узлов, изображенной на рис. 13 , необ- ходимо спроектировать виртуальную сеть и расположить коммутационное оборудова- ние — коммутаторы и маршрутизаторы. Далее следует произвести структуризацию сети на три маршрутизируемых сегмента, воспользовавшись доступными маршрутизаторами. Для корректного функционирования сегментов сети произвести конфигурирование IP- адресов рабочих станций и соответствующих интерфейсов маршрутизаторов. |