МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

Кафедра «Мехатроника в автоматизированных производствах»

Методические указания

к выполнению лабораторных работ

по дисциплине «Телекоммуникационные технологии»

для магистров специальности

220100 – Системный анализ и управление

Часть 2

Составитель : Н.В. Чертыковцева

Самара

2012

УДК 621.394.6

Методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине «Телекоммуникационные технологии» для магистров специальности 220100 – Системный анализ и управление. Часть 2 / Сост. Н.В. Чертыковцева. – Самара : СамГУПС, 2012. – 17 с.

Утверждены на заседании кафедры «Мехатроника в автоматизированных производствах» 26 октября 2012 г., протокол № 4.

Печатается по решению редакционно-издательского совета Самарского государственного университета путей сообщения.

В методических указаниях даются краткие теоретические сведения о протоколе динамической конфигурации узла DHCP и протоколе динамической маршрутизации OSPF. Рассмотрены особенности их настройки в маршрутизаторах CISCO. Теоретические сведения и примеры являются основой для выполнения предложенного цикла лабораторных работ и исходной базой для формирования навыков конфигурирования маршрутизаторов на примере оборудования CISCO.

Предназначены для магистров специальности 220100 для выполнения лабораторных работ, курсовых и дипломных проектов. Методические указания могут быть также полезны студентам других специальностей, изучающим компьютерные сети.

Составитель: Чертыковцева Наталья Валерьевна

Рецензенты: к.т.н., доцент кафедры «Мехатроника

в автоматизированных производствах» СамГУПС

А.В. Авсиевич;

Подписано в печать . Формат 60х90 1/16.

Усл. печ.л 1. Тираж 100 экз. Заказ № .

© Самарский государственный университет путей сообщения, 2012

Введение

Вторая часть лабораторных работ по дисциплине «Телекоммуникационные технологии» посвящена конфигурированию маршрутизатоpов Cisco как в качестве DHCP сервера так и DHCP клиента; настройке протокола динамической маршрутизации Open Shortest Path First (OSPF), а также знакомство с основными аспектами его диагностики; анализу сетевого трафика с помощью WhireShark.

Лабораторные занятия проводятся следующим образом. Перед лабораторным занятием студенты самостоятельно по лекционному материалу и рекомендуемой литературе изучают раздел теории по теме работы, порядок ее выполнения и готовят ответы на контрольные вопросы. В начале лабораторного занятия каждый студент по результатам опроса преподавателем получает допуск к работе и выполняет ее. При выполнении работы студент показывает промежуточные и окончательные результаты преподавателю и получает разрешение на оформление отчета. К концу занятия оформленный отчет должен быть продемонстрирован преподавателю и при надлежащем уровне знаний студента лабораторная работа может быть зачтена.

Лабораторная работа №5

Настройка и диагностика работы DHCP

с использованием Cisco IOS CLI

Цель работы: конфигурирование маршрутизатоpов Cisco как в качестве DHCP сервера и DHCP клиента. После выполнения лабораторной работы будут получены навыки настройки и диагностики работы DHCP с использованием Cisco IOS CLI, а также анализатора сетевого трафика WhireShark.

Краткие теоретические сведения

Выделение адресов с помощью протокола DHCP. Протокол динамической конфигурации узла (Dynamic Host Configuration Protocol DHCP) является преемником протокола BOOTP. В отличие от последнего, протокол DHCP позволяет динамически получить IP адрес, не прибегая к создаваемым администратором профилям для каждой конкретной машины. Все, что нужно, это назначить диапазон доступных адресов на DHCP сервере. Соединяющиеся с сетью узлы подключаются к DHCP серверу и запрашивают необходимые им IP адреса. Сервер выбирает один из незанятых адресов и выделяет его узлу. С помощью протокола DHCP вся необходимая информация о конфигурации протокола TCP/IP может быть передана клиенту в одном сообщении. Она включает все сведения, которые может передавать протокол BOOTP, плюс выделенный IP адрес и маску подсети.

Основное преимущество протокола DHCP перед BOOTP заключается в том, что этот протокол дает пользователям мобильность. Они могут свободно перемещаться с места на место, меняя точку подключения к сети. При использовании сервера DHCP больше нет необходимости в создании жестких профилей для каждого сетевого устройства, как это было в BOOTP системах. Такая гибкость достигается благодаря тому, что протокол DHCP может выделять IP адрес одному устройству, а после его освобождения передавать другому. Такой механизм работы означает, что для IP адресов выполняется отношение ‘‘один ко многим’’ и, следовательно, адрес может быть доступен любому устройству, подключенному к сети.

Дополнительная информация: сообщения и состояния протокола DHCP. Протокол DHCP использует тот же формат сообщения, что и BOOTP, но с несколькими исключениями (рис. 1). Поле, которое не используется в механизме BOOTP, в данном протоколе зарезервировано в качестве поля флага. Наиболее значимым битом является флаг: он задает широковещательное сообщение. Протокол DHCP, как и BOOTP, хранит следующую задаваемую производителем информацию:

- однобайтовое поле опций;

- однобайтовое поле длины;

- поле переменной длины (задается в поле длины) данных опции.

Для разных типов DHCP-сообщения допустимы следующие значения:

- число 53 в поле опций указывает на DHCP-сообщение;

- единица в значении длины поля указывает на то, что поле данных имеет длину 1 байт.

В процессе загрузки DHCP-клиент входит в режим инициализации. Он посылает широковещательное сообщение DHCPDISCOVER, являющееся UDP-пакетом, с номером порта, таким же, как у протокола BOOTP. После отправки пакетов DHCPDISCOVER клиент переходит в режим прослушивания ответов DHCPOFFER от сервера и выбора сервера. Клиент обрабатывает первый полученный ответ и начинает процедуру утверждения времени действия выбранного адреса, отправляя DHCP-серверу пакет DHCPREQUEST. На следующем этапе сервер подтверждает запрос клиента с помощью пакета DHCPACK. После этого клиент переходит в так называемое связанное состояние и может начинать использование выделенного ему IP-адреса. На рис. 2 проиллюстрирована обобщенная информация о DHCP-режимах.

Рис. 1. Структура DHCP сообщения

Рис. 2. Режимы протокола DHCP

В маршрутизаторах CISCO DHCP сервер активирован по умолчанию. Для того что бы данный функционал начал работать необходимо просто настроить пул адресов. Интересной особенностью настройки DHCP в маршрутизаторах CISCO является тот факт, что диапазон адресов для пула задается параметром network, и имеет размер в целую сеть. Адреса которые необходимо исключить из пула задаются при помощи команды ip dhcp excluded-address.

Таблица 1

Команды конфигурирования сервера DHCP на плтформе CISCO

Команда	Описание
ip dhcp pool [name]	задает имя для пула адресов данного DHCP сервера и позволяет перейти в режим конфигурирования пула
network network-number [mask | /prefix-length]	задает пул адресов в виде IP адреса и маски сети. Например network 10.10.10.0 255.255.255.0
default-router address [address2 ... address8]	задает шлюз по умолчанию для DHCP клиента
ip dhcp excluded-address low-address [high-address]	задает список IP адресов, которые исключаются из пула и не будут выделяться DHCP клиентам
domain-name domain	задает имя домена для DHCP клиента. Например domain-name example.local
dns-server address [address2 ... address8]	Задает список DNS адресов, доступных DHCP клиенту.
lease {days [hours][minutes] | infinite}	Задает время, которое DHCP клиент может владеть IP адресом.