Лабораторна робота № 1 Побудова однорангової мережі

Мета: Навчитись основам користування мережею.

Теоретичні відомості:

Однорангова архітектура (peer - to - peer architecture) - це концепція інформаційної мережі, в якій її ресурси розосереджені по усіх системах. Ця архітектура характеризується тим, що в ній усі системи рівноправні.

До однорангових мереж відносяться малі мережі, де будь-яка робоча станція може виконувати одночасно функції файлового сервера і робочої станції. У однорангових ЛВС дисковий простір і файли на будь-якому комп'ютері можуть бути загальними. Щоб ресурс став загальним, його необхідно віддати в загальне користування, використовуючи служби видаленого доступу мережевих однорангових операційних систем. Залежно від того, як буде встановлений захист даних, інші користувачі зможуть користуватися файлами відразу ж після їх створення. Однорангові ЛВС досить хороші тільки для невеликих робочих груп.

Проблемою однорангової архітектури є ситуація, коли комп'ютери відключаються від мережі. У цих випадках з мережі зникають види сервісу, які вони надавали. Мережеву безпеку одночасно можна застосувати тільки до одного ресурсу, і користувач повинен пам'ятати стільки паролів, скільки мережевих ресурсів. При діставанні доступу до ресурсу, що розділяється, відчувається падіння продуктивності комп'ютера. Істотним недоліком однорангових мереж є відсутність централізованого адміністрування.

Рис. 1.1. Схема колективного доступу до жорсткого диска

Розподіл дискового простору в локальних обчислювальних мережах відбувається головним чином шляхом організації спільного доступу до деякого дискового пристрою робочої станції до на файловому сервері.

Рис. 1.2. Схема підключення принтера через принт-сервер

Організація розподілу друкувальних пристроїв у локальній обчислювальній мережі відбувається внаслідок підключення принтерів або безпосередньо до файлового сервера, або до спеціалізованої робочої станції, що виконує функції сервера друку, або шляхом надання колективного доступу до одного з локальних принтерів, підключеного до однієї з робочих станцій мережі.

Розподіл різноманітних комунікаційних пристроїв, таких, як модеми, факс-модеми, факсимільні апарати, дає можливість користувачам мережі використати дані пристрої у своїй роботі, так, ніби вони підключені безпосередньо до даних робочих станцій.

Наприклад, використання модемів у складі локальної обчислювальної мережі дозволяє не тільки використати їх для прийому і передачі електронної кореспонденції в межах деякої системи електронної пошти, але і організувати доступ і взаємодію територіально віддалених локальних обчислювальних мереж і окремих робочих станцій.

Рис. 1.3. Схема підключення факсу

Спільне використання факсимільних апаратів і спеціалізованих факс-модемних електронних плат у складі комп'ютерної мережі дає ряд незаперечних переваг не тільки з погляду раціонального використання обладнання, але й стосовно зручності підготовки, зберігання, приймання та передачі самих факсимільних повідомлень. Мережний факсимільний апарат дозволяє створити документ за допомогою звичайного текстового редактора, а потім переслати готовий документ по мережі безпосередньо на факс, який, у свою чергу, автоматично перешле його на відповідний факс у пункті призначення (рис. 1.3.). Аналогічні дії можна здійснити і в разі прийому факсимільного повідомлення. Отримане повідомлення можна надрукувати на найближчому мережному принтері або відправити на яку-небудь робочу станцію для відповідної обробки.

У загальному випадку існує два основних типи прикладних програмних продуктів, що використовуються в локальних обчислювальних мережах:

• програмні пакети, адаптовані для роботи в мережі одного користувача;

• програмні спец пакети для одночасного використання багатьма користувачами.

Незалежно від масштабів комп'ютерної мережі, її функціонального і організаційного призначення, архітектури та інших характеристик, її» головним завданням є пересилка інформації від одного комп'ютера до іншого. Досягнення головної мети працюючої мережі забезпечується узгодженою роботою двох найбільш значущих її компонентів: мережної апаратної частини і мережного програмного забезпечення.

Апаратна частина будь-якої комп'ютерної мережі поділяється на три основні категорії: мережні сервери; мережні робочі станції; мережна комунікаційна система.

Мережний сервер – це спеціалізований комп'ютер, на якому встановлена і функціонує деяка адміністративна програма, що керує доступом до всієї мережі або до її частини і ресурсів (наприклад, до жорстких магнітних дисків або принтерів); таким чином, мережний сервер формує ресурси для комп'ютерів, підключених до обчислювальної мережі як робочі станції. Стосовно власне апаратного пристрою будь-який мережний сервер – це виділений комп'ютер підвищеної потужності, на якому функціонує те чи інше спеціалізоване системне програмне забезпечення, що дозволяє виконувати даному комп'ютеру цілком певний перелік завдань і функцій. Залежно від завдань, що вирішуються мережними серверами, вони поділяються на декілька видів: файлові сервери, сервери баз даних, комунікаційні сервери і т.д.

Рис. 1.4. Структура класів IP-адрес

IP-адресу можна використовувати для побудови як мереж з кількома вузлами, так і мереж, що містять мільйони вузлів. Протоколом IPv4 визначені 32-розрядні IP-адреси. Кожна адреса складається з двох частин — номера мережі та номера хосту. Для зручності IP-адреси розділені на класи, відповідно до типів мереж, для ідентифікації яких вони застосовуються. Класи IP-адрес позначаються буквами латинського алфавіту — від А до Е. Перші три класи адрес (А, В і С) містять номер мережі і номер хосту. Клас D використовується для групи широкомовлення, а клас Е зарезервований для використання у майбутньому. Структура класів IP-адрес зображена на рис. 1.4.

Крайні біти ліворуч визначають, до якого класу належить IP-адреса. У табл. 1.1 наведено основні характеристики IP-адрес класів А,В і С.

Таблиця 1.1. Основні характеристикі IP-адрес класів А,В і С

Клас	Інтервал значень першого байта	Кількість байтів номерів
		мережі	Хосту
А	1-126	1	3
В	128-191	2	2
С	192-223	3	1

За допомогою адрес класу А можна ідентифікувати 126 мереж, кожна з яких об’єднує 16 млн. хостів. Оскільки для ідентифікації адреси класу А використовується перший біт першого байта, номери мережі класу А перебувають у діапазоні від 1 до 127 у десятковій системі числення. Мережа класу А номер 127 зарезервована для організації логічної петлі набору протоколів TCP/IP. Усі версії протоколу TCP/IP використовують IP-адресу 127.0.0.1 як адресу зворотного зв’язку (IP-адреса, задана IETF, для спільного використання з драйвером зворотного зв’язку у разі потреби повернути пакети на комп’ютер, звідки вони були надіслані).

Адреса класу В складається з двох однакових частин: два байти — номер мережі і два байти — номер хосту. Два байти адреси, що утворюють номер хосту, дають можливість визначити 65 636 хостів у мережі. Звичайно адреси класу В присвоюються відносно великим організаціям, що мають десятки тисяч користувачів мережі.

В адресах класу С три байти виділені для визначення мережі, а один байт — для ідентифікації хосту. Отже формат класу дає можливість задати до 1 млн. мереж з 256 хостами. Кількість хостів у мережі становить 28, або 256, мінус дві зарезервовані комбінації всіх нулів і всіх одиниць, тобто фактично кожна мережа може містити 254 вузли. Тому адреси класу С надаються невеликим організаціям.

Наступні два класи адрес, клас D і клас Е, містять спеціальні адреси. Адреси класу D — це групові (multicast) адреси. Адреси класу Е — це експериментальні адреси, що використовуються під час розробки нових комунікаційних технологій.

Для зручності сприйняття кожна адреса подається у вигляді чотирьох байт, розділених крапками. У десятковому численні байт являє собою число в діапазоні від 0 до 255. Отже, будь-яка IP-адреса складається з чотирьох чисел в інтервалі від 0 до 255, розділених крапками, наприклад 195.18.49.102. У схемах IP-адресації числа 0 і 255 зарезервовані для спеціальних цілей. Число 255 використовується для спрямовування дейтаграми всім комп’ютерам мережі IP. Число 0 використовується для більш точного зазначення адреси.

TCP/IP став найпоширенішим стеком протоколів в мережевій індустрії, і багато задач адміністрування мережі і виявлення несправностей містять роботу з різними елементами цих протоколів. Оскільки практично всі комп’ютерні платформи підтримують TCP/IP, його основні службові засоби були перенесені на безліч різних операційних систем, а деякі з них адаптовані до спеціальних потреб.

Ping - утиліта командного рядка, хоча існують декілька графічних версій, а також версії на базі меню. Всі вони виконують одні і ті ж задачі. Основна функція Ping полягає у відправці повідомлення іншій ТСР/ІР - системі в мережі, щоб визначити, чи правильно працює стек протоколів аж до мережевого рівня.

Для утиліти командної стрічки Ping використовувують наступний синтаксис:

PING [-t] [-a] [-n число] [-1 розмір] [-f] [-і TTL] [-v TOS] [-г число] [-s число] [[-j список_вузлів] І [-k список_вузлів]] [-w тайм-аут] призначення

• -t. Визначає відправку пакетів на вказаний вузол до команди переривання від користувача (комбінація клавіш <Ctrl>+<C>).

• -а. Здійснює дозвіл IP-адрес в ім’я вузла.

• -п число. Указує кількість повідомлень Echo Request, які слід відправити.

• -l розмір. Задає розмір повідомлень Echo Request, що відправляються.

• -f. Встановлює прапор, що забороняє фрагментацію пакетів Echo Request.

• -і TTL. Задає значення TTL для пакетів Echo Request.

• -v TOS. Задає тип служби (TOS, Type of Service) для пакетів Echo Request.

• -r число. Виробляє запис IP-адрес маршрутизаторів для вказаного числа транзитів.

• -s число. Виробляє запис тимчасових відміток проходження маршрутизаторів для вказаного числа транзитів.

• -j список_вузлів. Задає неповний список маршрутизаторів (вільний вибір маршруту), через які повинні пройти пакети.

• -k список_вузлів. Задає повний список маршрутизаторів (жорсткий вибір маршруту), через які повинні пройти пакети.

• -w таймаут. Інтервал очікування кожної відповіді в мілісекундах.

Програма Ipconfig є простою утилітою для відображення конфігураційних параметрів TCP/IP системи. Це корисно, коли для автоматичної конфігурації клієнтів TCP/IP в мережі використовуються сервери DHCP, оскільки для користувачів не існує іншого простого способу побачити, які установки були призначені їх робочим станціям. Всі реалізації UNIX включають команду ipconfig (з довільною конфігурацією інтерфейсу), і системи Windows 98/2000/ХР мають програму командного рядка Ipconfig.exe.

ipconfig [/? | /all | /release [адаптер] | /renew [адаптер] | /flushdns | /registerdns | /showclassid адаптер | /setclassid адаптер [встановлюваний_код_класу_dhcp] ]

адаптер	Повне ім’я чи ім’я, що містить підстановочні знаки "*", "?" з допустимої множини: * - будь-яка кількість символів, ? - один будь-який символ.
ключі:
/?	Відобразити це довідкове повідомлення.
/all	Відобразити повну інформацію про настройку параметрів.
/release	Звільнити IP-адресу для вказаного адаптера.
/renew	Відновити IP-адресу для вказаного адаптера.
/flushdns	Очистити кеш дозволів DNS.
/registerdns	Відновити всю DHCP-оренду і перереєструвати DNS-імена
/displaydns	Відобразити вміст кеша дозволів DNS.
/showclassid	Відобразити всі допустимі для цього адаптера коди (IDs) класів DHCP.
/setclassid	Змінити код класу DHCP (ID).

Traceroute — це інша утиліта, яка звичайно реалізована як програма командного рядка і включена в більшість стеків TCP/IP, хоча іноді вона носить інше ім’я. В системах UNIX команда називається traceroute, a реалізація для Windows з такими ж функціональними можливостями називається Tracert.exe. Призначенням цього програмного засобу є відображення маршруту, який долають пакети IP, щоб досягти певної системи призначення. Використання:

tracert [-d] [-h максЧисло] [-j списокВузлів] [-w інтервал] ім’я

-d	Без дозволу імен вузлів.
-h максЧисло	Максимальне число стрибків при пошуку вузла.
-j список вузлів	Вільний вибір маршруту за списком вузлів.
-w інтервал	Інтервал очікування кожної відповіді в мілісекундах.

Таблиця маршрутизації є життєво важливою частиною мережевого стека будь-якої системи TCP/IP, щоб визначити, яким чином слід передавати кожен пакет. Програма Route.exe в Windows і команда route, включена в більшість версій UNIX, дозволяє проглядати таблицю маршрутизації і додавати чи видаляти записи в ній.

C:\>route Обробка таблиць мережевих маршрутів.

ROUTE [-f] [-p] [команда [вузол] [MASK маска] [шлюз] [METRIC метрика] [IF- інтерфейс]

-f	Очищення таблиць маршрутів від записів для всіх шлюзів. При вказівці однієї з команд, таблиці очищаються до виконання команди.
-p	При використовуванні з командою ADD задає збереження маршруту при перезавантаженні системи. За умовчанням маршрути не зберігаються при перезавантаженні.
команда	Одна з чотирьох команд
	PRINT Друк маршруту
	ADD Додавання маршруту
	DELETE Видалення маршруту
	CHANGE Зміна існуючого маршруту
вузол	Вузол, що адресується.
MASK	Якщо вводиться MASK, то наступний параметр інтерпретується як параметр "маска".
маска	Значення маски підмережі, пов’язане із записом для даного маршруту. Якщо цей параметр не заданий, за умовчанням мається на увазі 255.255.255.255.
шлюз	Шлюз.
METRIC	Визначення параметра метрика/ціна для вузла, що адресується.

Nslookup є утилітою, яка дозволяє відправляти запити безпосередньо певному DNS-серверу, щоб дозволити імена в IP-адреси або запитати іншу інформацію. Nslookup.exe може бути запущена в інтерактивному і неінтерактивному режимі. Щоб передати окремий запит, можна використовувати неінтерактивний режим, застосовуючи в командному рядку наступний синтаксис: Nslookup імя_вузла ім’я_сервера

Замість змінної ім’я_вузла слід вказати доменне ім’я чи ІР-адресу, які потрібно дозволити, а змінну ім’я_сервера замінити на ім’я або ІР-адресу DNS-серверу, якій цей запит треба послати. Якщо опустити параметр ім’я_сервера, програма використовує DNS-сервер за умовчанням.

Щоб запустити Nslookup в інтерактивному режимі, слід ввести ім’я програми в командному рядку без вказівки параметрів (для використовування DNS-серверу за умовчанням) або з дефісом на місці змінної ім’я_вузла і наступним за ним ім’ям DNS-серверу : Nslookup — им’я_сервера

Програма формує запрошення для введення у вигляді кутової дужки (>), після якої можна набирати імена або адреси, а також команди, що змінюють параметри, використовувані Nslookup для запиту серверу імен. Список команд можна вивести на екран, набравши help. Для виходу з програми служить комбінація клавіш <Ctrl>+<C>.

Для визначення локальної адреси по IP-адресі використовується протокол дозволу адреси (Address Resolution Protocol, ARP). Існує також протокол, що вирішує зворотну задачу - знаходження IP-адреси по відомій локальній адресі. Він називається реверсивним ARP (Reverse ARP) і використовується при старті бездискових станцій, що не знають у початковий момент своєї IP-адреси, але знають адресу мережевого адаптера.

Робота протоколу ARP починається з перегляду так називаної ARP-таблиці Кожен рядок таблиці встановлює відповідність між IP-адресою й Мас-адресою. Для кожної мережі, підключеної до мережевого адаптера комп’ютера або до порту маршрутизатора, будується окрема ARP-таблиця.

Хід роботи (всі виконані дії та отримані результати викласти в звіті):

1. Принципи побудови однорангової мережі. Класи мереж. Основні мережеві ідентифікатори робочої групи.

2. Основні мережеві команди командної стрічки для перевірки працездатності мережі.

3. Поняття мережевих ресурсів.

Рекомендована література (джерело [6, с.26-34, 149-157, 357-387], [5, с.140-139],[1, с.36-38], [2, с.56-62], [4, с.36-38])

Звіт про лабораторну роботу

Він повинен мати титульний лист встановленого зразка з вказівкою номера і теми роботи, шифру групи, а також прізвища і ініціалів виконавця.

У звіті повинні бути відображені: назва і мета роботи, опис використаних в роботі устаткування і загальносистемного програмного забезпечення. Необхідно дати формулювання поставлених завдань, детально описати порядок виконання роботи і отримані результати.

Контрольні питання

1. Комп’ютерна мережа. Склад.

2. Організація розподілених ресурсів.

3. Утиліти перевірки працездатності мережі.

4. Класи ІР-адрес.