Лабораторная работа № 2

Модель OSI. Сетевые средства ОС UNIX

Введение. Исторически платформа ОС Unix является для разработчиков программных продуктов той средой, в которой разрабатывались и разрабатываются все новинки в области операционных систем. Не удивительно, что первая связь в Internet , была осуществлена университетом в Беркли в 1983 году на платформе UNIX BSD по протоколу TCP/IP. С тех пор любая реализация ОС UNIX неразрывно связана с этим прото­колом. Даже если Ваш ПК с установленной ОС UNIX не связан с какой-либо сетью, протокол TCP/IP обязательно присутствует в системе, имеет собственный внутренний IP-адрес 127.0.0.1, который ОС использует для внутренних нужд системы, в частности, для вывода информации на печать.

Структурная схема протокола TCP/IP представлена ниже

ftp ssh smtp imaps smb nfs Прикладной уровень

21 22 25 993 139 2049 Порт

TCP UDP Транспортный уровень

IP Сетевой уровень

ARP

Eth Физический уровень

|

_________|________________ Среда передачи данных

Из схемы легко можно представить, как взаимодействуют уровни протокола.

Данные поступают из кабеля в сетевую плату. Сетевая плата управляется драйвером Eth. Обычно в конфигурацион­ных файлах этот интерфейс обозначается как Eth0. Если компьютер не подключен к сети и работает автономно, то используется внутренний интерфейс. На схемах и утилитах он обозначается как lo (loop). Из сетевой платы данные направ­ляются в модули IP и ARP. В модуле IP определяется соот­ветствие IP-адреса данных IP-адресу компьютера. Если IP-ад­реса совпадают, то данные отправляются на транспортный уровень. Кроме этого на сетевом уровне определяется, нахо­дятся ли взаимодействующие компьютеры в одной сети или в разных. Если сеть для компьютеров общая, то они могут взаимодействовать напрямую без посредников. Если ПК на­ходятся в разных сетях, то им приходится взаимодействовать через посредника (шлюз). Для определения номера сети ис­пользуется маска сети. Отметим, что в настоящее время IP-сети разделя­ются на три класса.

Класс сети определяется по значению первого байта IP-ад­реса. Значение выражается в десятичном виде в диапазоне от 0 до 255.

Классу А соответствуют значения 1 – 126. Например, IP ад­рес ПК сети этого класса может быть 124.226.240.35. По умолчанию маска сети класса A равна 255.0.0.0

Значение 127 отдано для локального IP-адреса компьютера (localhost). IP-адрес 127.0.0.1 имеет любой компьютер. Он используется для тестирования протокола TCP/IP. Маска сети этого адреса также равна 255.0.0.0

Классу B соответствуют значения первого байта адреса в пределах 128 –191. Маска сети 255.255.0.0

Классу С соответствуют значения первого байта адреса в пределах 192 –223. Маска сети 255.255.255.0

Маска сети используется для выделения номера сети из IP-адреса ПК. Для этого IP адрес логически перемножается на маску сети. Результат и есть номер IP-сети, а остаток – номер ПК в сети. Например, IP-адресу ПК 194.226.240.37 соответст­вует сеть 194.226.240.0, в которой он находится под номером 37. Такой ПК может непосредственно взаимодействовать, например, с ПК, IP- адрес которого 194.226.240.190, так как они находятся в одной сети, а с ПК, IP-адрес которого 194.226.241.36, он может взаимодействовать только через шлюз, так как эти ПК находятся в разных IP-сетях. Обычно шлюз, через который может взаимодействовать ПК, задается в конфигурации как шлюз по умолчанию.

Отметим, что при такой классификации в сети класса С мо­жет находиться до 254 ПК, что может сильно замедлить ра­боту сети. Поэтому можно разбить такую сеть на подсети, используя последний байт маски. Например, маска 255.255.255.128 позволяет разбить сеть класса С на две под­сети, в каждой из которых может находиться не более 126 ПК, а маска 255.255.255.192 – на четыре подсети по 62 ПК в каждой.

Модуль ARP устанавливает соответствие между адресом сетевой платы и IP-адресом.

Модули транспортного уровня отвечают за безошибочную транспортировку данных и посылают подтверждение о полу­чении данных. Данные из транспортного уровня отправля­ются на прикладной уровень. Соответствие данных приклад­ной программе определяется номером порта. Так приложе­нию ftp соответствует 21 порт. Соответствие порта транс­портному протоколу с одной стороны и приложению с дру­гой стороны, отражены в в файле /etc/services.

Работоспособность протокола прикладного уровня можно проверить с помощью команды telnet, например:

bash-2.05a$ telnet aprold-new.cc.usue.ru 21

Trying 10.6.5.243...

Negotiating binary mode on output.

Connected to aprold-new.cc.usue.ru (10.6.5.243).

Escape character is '^]'.

220 (vsFTPd 2.0.3).

Нажмите клавишную комбинацию <Ctrl>+ <]>, а затем с подсказки telnet наберите quit.

Фраза «Connected to aprold-new.cc.usue.ru» говорит о работоспособности 21 порта.

Если программное обеспечение протокола прикладного уровня, соответствующего указанному порту, окажется неработоспособным, система выведет сообщение:

«Connection refused».

Цель работы: Рассмотреть сетевые возможности ОС UNIX с помощью утилит командной строки. Сопоставить модель OSI со стеком протоколов TCP/IP.

Отметим, что настройка сетевого протокола TCP/IP в ОС UNIX проводится во время загрузки системы с помощью специального командного файла network, расположенного в каталоге /etc/init.d/ .