Компьютерные сети (3 курс 2 семестр) Черняхівський Ю.В. / ЛР2 ПОБУДОВА ЛОКАЛЬНОЇ КОМП_ЮТЕРНОЇ МЕРЕЖІ / ЛР_2_ ПОБУДОВА ЛОКАЛЬНОЇ КОМП_ЮТЕРНОЇ МЕРЕЖІ_2017

Лабораторна робота № 2

Тема: Побудова локальної комп'ютерної мережі

Мета: вивчення принципів побудови локальних комп’ютерних мереж на основі комутаторів Fast Ethernet, отримання практичних навичок по налаштуванню та діагностуванню роботи локальної комп’ютерної мережі.

Кількість аудиторних годин: 4 години

Завдання: 1 частина:

-навчитись встановлювати драйвери мережевих адаптерів в середовищі операційної системи Windows XP;

-дослідити схеми підключення мережевих пристроїв в локальній комп’ютерній мережі (топології «зірка» та «ієрархічна зірка»).

2 частина:

-навчитись налаштовувати адресацію комп’ютерів в локальній комп’ютерній мережі;

-дослідити способи перевірки працездатності комп’ютерної мережі за допомогою діагностичних утиліт.

Література:

1.В.Г. Олифер, Н.А. Олифер. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы: Учебник для вузов. 5-е изд. – СПб.: Питер, 2016. – 992 с.: ил.

2.Компьютерные сети. 5-е изд. / Э. Таненбаум, Д. Уэзеролл – СПб.: Питер, 2012. – 960 с.: ил.

3.Компьютерные сети: Нисходящий подход / Джеймс Куроуз, Кит Росс. – 6-е изд. – Москва: Издательство «Э», 2016. – 916 с.

4.Современные компьютерные сети. 2-е изд. / В. Столлингс. – СПб.:Питер, 2003. – 783 с.

5.Жуков І.А., Дрововозов В.І., Масловський Б.Г. Експлуатація комп’ютерних систем та мереж: Навч. посібник.- К.: НАУ-Друк, 2007. - 368с.

5.Черняхівський Ю.В. Конспект лекцій з предмету «Комп’ютерні мережі»

Характеристика робочого місця:

Робоче місце на базi ПК з встановленою ОС WINDOWS XP, мережний адаптер Fast Ethernet та його драйвер з комплекту поставки (за необхідності), комутатор Fast Ethernet, мережний кабель UTP Cat.5 з конекторами RJ-45 та прямою розкладкою контактів, мережний кабель UTP Cat.5 з конекторами RJ-45 та cross-over розкладкою контактів.

Вимоги до охорони праці при виконанні лабораторної роботи:

1.Виконувати вимоги інструкції з охорони праці при виконанні лабораторно-практичних робіт в лабораторії

2.Не вмикати та вимикати ПЕОМ самостійно без потреби

3.Не залишати ПЕОМ у ввімкненому стані без нагляду

4.Не затуляти вентиляційні отвори монітора та системного блока

5.Не класти на клавіатуру різні речі – зошити, ручки тощо

6.Виконувати роботу у відповідності з інструкцією

Теоретичні відомості

Топологія локальних мереж

Залежно від конфігурації, розрізняють такі базові мережеві топології:

-зіркоподібні:

-шинні;

-кільцеві:

-деревоподібні.

Зіркоподібна мережа характеризується наявністю центрального вузла комутації - мережевого сервера, до якого (або через який) надсилаються всі повідомлення.

Зіркоподібна мережа - мережа, в якій є тільки один проміжний вузол.

Рисунок 1 - Структура зіркоподібної мережі

На мережевий сервер, крім основних функцій, можуть бути покладені додаткові функції з узгодження швидкостей роботи станцій і перетворення протоколів обміну. Це дозволяє в рамках однієї мережі об’єднувати різнотипні робочі станції.

Недоліки зіркоподібних мереж

1.При підключенні великої кількості робочих станцій підтримання високої швидкості комутації вимагає значних апаратурних витрат.

2.Значне функціональне навантаження центрального вузла (сервера) зумовлює його складність, що, в свою чергу, знижує його надійність.

Для часткового усунення цих недоліків в сучасних мережах використовують зіркоподібну мережу з розподіленим керуванням.

Рисунок 2 - Структура зіркоподібної мережі з розподіленим керуванням В такій мережі функції комутації робочих станцій і керування мережею

розподілені між мережевим сервером і комутатором.

Мережевий сервер підключається до комутатора як робоча станція, але з максимальним пріоритетом. Завдяки цьому структура центрального вузла значно спрощується, що в поєднанні з високошвидкісними каналами дозволяє досягти високої швидкості передачі даних (в мережі Ultra Net швидкість передачі даних становить 1,4 Гбіт/с).

У локальних мережах з шинною топологією всі робочі станції за допомогою мережевих адаптерів підключаються до загальної магістралі (шини).

Рисунок 3 - Шинна топологія мережі

У процесі роботи інформація від передавальної робочої станції надходить на адаптери всіх робочих станцій, але сприймається тільки

Рисунок 4 - Кільцева топологія мережі

Інформація передається послідовно між адаптерами робочих станцій, поки не буде прийнята одержувачем і вилучена з мережі. За вилучення інформації з мережі відповідає її відправник.

Керування роботою кільцевої мережі може здійснюватись централізовано - спеціальними моніторними станціями, або децентралізовано - розподіленням функцій керування між усіма робочими станціями.

Для підвищення надійності кільцевої мережі (у випадку розірвання кільця) використовують метод «подвійного» кільця. Цей метод передбачає включення до складу локальної мережі додаткових ліній зв’язку й пристроїв реконфігурації - спеціальних перемикальних пристроїв.

Рисунок 5 - Топологія «Подвійне кільце». Перемикання кілець.

Найбільш поширеними є локальні мережі деревоподібної топології.

Деревоподібна мережа - мережа, яка містить більше двох кінцевих вузлів і щонайменше два проміжних вузли, а також в якій між двома вузлами є тільки один шлях.

У ролі вузлів комутації найчастіше виступають високошвидкісні комутатори (хаби). «Hub» з англійської перекладається як «концентратор».

Переваги деревоподібної топології мережі. 1. Вища живучість.

Відімкнення або вихід з ладу однієї з ліній або комутатора не позначається на роботі всієї мережі.

2. Структура мережі найбільше відповідає структурі інформаційних потоків між абонентами мережі.

Рисунок 6 - Деревоподібна топологія мережі

Логічна організація мережі

Крім фізичної топології локальна мережа характеризується логічною

структурою.

На рівні логічної структури визначається:

•логічний канал передачі інформації:

•порядок доступу робочих станцій до спільного передавального середовища;

•характер взаємодії комп’ютерів між собою.

Логічний канал задає послідовність передачі інформації робочими станціями.

При цьому логічна організація не завжди збігається з топологією мережі. Типи логічних каналів:

•лінійні логічні канали;

•кільцеві логічні канали.

При лінійній логічній організації всі вузли локальної мережі пов’язані між собою за допомогою спільної логічної шини.

В цьому випадку інформація від вузла надходить на спільну логічну шину, після чого залежно від адреси одержувача, надходить на один з вузлів локальної мережі. Така організація відповідає лінійній фізичній структурі, наведеній на рисунку 4.3.

Це найпростіший вид логічної організації, який не вимагає спеціального керування.

Рисунок 8 - Логічна кільцева структура

При надходженні маркера вузол отримує можливість передавати інформацію у фізичне середовище.

Кільцева логічна структура може використовуватись не тільки в кільцевій, але й у лінійній фізичній структурі локальних мереж.

На рис 1.7 наведений варіант реалізації кільцевої логічної структури в рамках фізичної шинної топології.

Рисунок 4 - Логічна кільцева та фізична шинна топології локальної мережі

Тут керуюча інформація (маркер) передається як в логічному кільці від вузла до вузла, а дані передаються через спільну шину безпосередньо адресату.

Послідовність робочих станцій у логічному кільці може не збігатись з їх фізичними адресами.

У рамках кільцевої фізичної структури, як правило, реалізується кільцева логічна структура. В цьому випадку логічна і фізична структури збігаються: маркер і дані передаються кільцем в одному напрямку.

Типи мереж:

-однорангові:

-серверні.

При одноранговій архітектурі в мережі відсутні виділені сервери, кожна робоча станція може виконувати функції клієнта і сервера.

У цьому випадку робоча станція виділяє частину своїх ресурсів у спільне користування всім робочим станціям мережі. Зазвичай, однорангові мережі створюються на базі однакових за потужністю комп’ютерів. Однорангові мережі є досить простими в налагодженні та експлуатації.

Сфера застосування: мережа складається з невеликої кількості комп’ютерів і основним завданням мережі є створення можливості обміну інформацією між робочими станціями мережі.

Недоліки.

1. Наявність розподілених даних і можливість зміни своїх серверних ресурсів кожною робочою станцією ускладнює захист інформації від

несанкціонованого доступу. Методом запобігання цього недоліку є розробка додаткового програмного забезпечення.

2. Низька продуктивність. Це пояснюється тим, що мережеві ресурси зосереджені на робочих станціях, яким доводиться одночасно виконувати функції клієнтів і серверів. Методом запобігання цього недоліку є збільшення потужності комп’ютерів.

У серверних мережах здійснюється чіткий поділ функцій між комп’ютерами: одні з них постійно є клієнтами, а інші - серверами.

Розрізняють дві технології використання сервера:

•технологію файл-сервера

•архітектуру клієнт-сервер

Впершій моделі використовується файловий сервер, на якому зберігається більшість програм і даних.

За вимогою користувача йому пересилаються необхідна програма і дані. Обробка інформації виконується на робочій станції.

Вдругій моделі обмін даними здійснюється між застосовком-клієнтом (front-end) і застосовком-сервером (back-end). (на русском языке звучит «между

приложением-клиентом и приложением-сервером»).

Порядок виконання роботи

1 частина (виконання частини роботи, яка розрахована на перші

2години).

1.Акуратно, дотримуючись правил охорони праці, вставте мережевий адаптер у вільний слот шини PCI на материнській платі при вимкненому живленні комп’ютера та від’єднаному кабелю живлення. Закріпіть мережевий адаптер гвинтом, приєднайте кабель живлення до блоку живлення та ввімкніть комп’ютер.

2.Після завантаження операційної системи на екрані з’явиться майстер пошуку нового обладнання та запропонує пройти процедуру встановлення драйвера для знайденого ним мережевого адаптера. Дотримуючись вимог майстра, вкажіть шлях до диску або каталогу, де знаходиться драйвер. Після цього підтвердіть встановлення драйвера та дочекайтесь завершення процесу встановлення. Занесіть до звіту по лабораторній роботі послідовно всі діалогові вікна майстра пошуку та встановлення обладнання з необхідними коментарями по ходу встановлення драйвера. Закрийте вікно майстра пошуку та встановлення обладнання та перезавантажте комп’ютер.

3.Після завантаження операційної системи переконайтесь, що драйвер мережевого адаптера успішно встановлений в системі: у контекстному меню піктограми МОЙ КОМПЬЮТЕР виберіть пункт СВОЙСТВА та перейдіть на вкладку ОБОРУДОВАНИЕ. Викличте ДИСПЕТЧЕР УСТРОЙСТВ та переконайтесь у наявності моделі Вашого мережевого адаптера в розділі СЕТЕВЫЕ ПЛАТЫ. Вікно диспетчера пристроїв з розгорнутим розділом СЕТЕВЫЕ ПЛАТЫ занести у звіт з необхідними коментарями. Викличте контекстне меню піктограми мережевого адаптера та виберіть пункт СВОЙСТВА. На вкладках

ОБЩИЕ та РЕСУРСЫ переконайтесь у відсутності несправностей у роботі адаптера та відсутності конфліктів з іншими пристроями комп’ютера. Занесіть вікна цих вкладок до звіту та прокоментуйте їх.

4.Розгляньте зібрані викладачем схеми підключення мережевих пристроїв в локальній комп’ютерній мережі (топології «зірка» та «ієрархічна зірка»). Зверніть увагу на те, якими мережевими кабелями UTP Cat.5 з конекторами RJ-45 з’єднуються між собою мережевий адаптер і комутатор та комутатор з іншим комутатором. Приведіть у звіті рисунок схеми підключення мережевих пристроїв в локальній комп’ютерній мережі (топології «зірка» та «ієрархічна зірка») та вкажіть якими мережевими кабелями з’єднуються різні мережеві пристрої і чому. Занесіть до звіту інформацію про кожен з компонентів локальної комп’ютерної мережі (найменування, тип, характеристика, призначення).

5.Після вдалого встановлення драйвера мережевого адаптера в системі автоматично створюється відповідне йому СЕТЕВОЕ ПОДКЛЮЧЕНИЕ. Для того, щоб локальна мережа правильно та справно працювала, необхідно провести налаштування компонентів відповідного мережевого підключення. Для цього зайдіть в ПАНЕЛЬ УПРАВЛЕНИЯ (меню ПУСК – НАСТРОЙКА – ПАНЕЛЬ УПРАВЛЕНИЯ), відкрийте розділ СЕТЬ И УДАЛЕННЫЙ ДОСТУП

КСЕТИ та викличте властивості ПОДКЛЮЧЕНИЯ ПО ЛОКАЛЬНОЙ СЕТИ. Переконайтесь, що у вікні властивостей мережевого підключення активовано такі основні компоненти:

-Клиент для сетей Microsoft;

-Служба доступа к файлам и принтерам сетей Microsoft;

-Протокол Интернета (TCP/IP).

Виділіть мишкою компонент «Протокол Интернета (TCP/IP)» та натисніть кнопку СВОЙСТВА. На вкладці ІР-АДРЕС необхідно встановити перемикач в положення ИСПОЛЬЗОВАТЬ СЛЕДУЮЩИЙ ІР-АДРЕС та у відповідні поля внести такі дані:

-ІР-АДРЕС: 10.<№ підмережі>.0.<№ комп’ютера в підмережі>

-МАСКА ПОДСЕТИ: 255.248.0.0

<№ підмережі> та <№ комп’ютера в під мережі> дізнатися у викладача.

Уважно стежте за тим, щоб ІР-адреси не повторювались на різних комп’ютерах, це призведе до конфлікту та автоматичного відключення обох

конфліктуючих систем від локальної мережі!

Натисніть кнопку ОК та активуйте опцію ВЫВЕСТИ ЗНАЧОК ПОДКЛЮЧЕНИЯ НА ПАНЕЛЬ ЗАДАЧ у вікні властивостей мережевого підключення. Переконайтесь у тому, що в панелі задач з’явився значок підключення. Послідовність своїх дій, включаючи діалогові вікна з заповненими в них полями, занести до звіту у вигляді покрокової схеми з коментарями.

6. У контекстному меню піктограми МОЙ КОМПЬЮТЕР виберіть пункт СВОЙСТВА та перейдіть на вкладку СЕТЕВАЯ ИДЕНТИФИКАЦИЯ. Натисніть кнопку СВОЙСТВА та введіть у відповідні поля діалогового вікна NetBIOS-ім’я комп’ютера (відображатиметься в переліку комп’ютерів робочої групи в мережевому оточенні) та ім’я робочої групи, в яку входитиме цей комп’ютер. Ці дані дізнатися у викладача. Покрокову схему своїх дій та

діалогове вікно з заповненими полями занести до звіту, доповнивши їх необхідними коментарями. Виконайте перезавантаження комп’ютера.

2 частина (виконання частини роботи, яка розрахована на наступні

2години).

1.Після завантаження операційної системи проведіть діагностування роботи локальної мережі за допомогою спеціальних утиліт. Для цього потрібно зайти в меню ПУСК – ПРОГРАММЫ – СТАНДАРТНЫЕ – СЛУЖЕБНЫЕ – КОМАНДНАЯ СТРОКА. В командному рядку слід послідовно набрати та запустити на виконання такі команди:

- ipconfig /all – ця утиліта перевіряє правильність конфігурування ТСР/ІР та виводить на екран інформацію про мережні налаштування локального комп’ютера;

- ping 127.0.0.1 – перевірка того, що ТСР/ІР встановлений в системі та правильно налаштований;

- ping <ІР-адреса локального комп’ютера> - тестування правильності додавання комп’ютера і мережу та відсутності дублювання ІР-адреси;

- net view – виведення на екран списку комп’ютерів в поточному домені (робочій групі);

- ping <ім’я віддаленого комп’ютера> - для перевірки можливості встановлення сеансу зв’язку з віддаленим комп’ютером. Також, за правильного перетворення NetBIOS-імен комп’ютерів в їхні ІР-адреси, можна дізнатися ІРадресу віддаленого комп’ютера. При цьому інформація про віддалений комп’ютер поміщається в локальний кеш протокола ARP (перетворення ІРадрескомп’ютерів в MAC-адреси їх мережних адаптерів);

- arp -a – виведення локальної ARP-таблиці на екран;

- net share – вивести на екран відомості про спільні ресурси локального комп’ютера;

-net view \\<ім’я віддаленого комп’ютера або його ІР-адреса> - вивести на екран відомості про спільні ресурси віддаленого комп’ютера;

-netstat -n – виведення на екран інформації про всі поточні з’єднання на всіх мережних інтерфейсах локального комп’ютера, вказуючи при цьому ІРадреси локального та віддаленого інтерфейсів разом з номерами портів, що використовуються;

-netstat -e - виведення на екран статистичних даних про Ethernetінтерфейси локального комп’ютера;

-netstat -s - виведення на екран статистичних даних для протоколів ІР, ТСР, UDP, ICMP.

Результати виконання всіх вищезгаданих команд та утиліт привести у звіті по лабораторній роботі, доповнюючи їх необхідними коментарями. Коментарі повинні містити опис одержаних даних у процесі виконання команд

та утиліт.

2. Правильно вимкніть ПК (ЛКМ на кнопці ПУСК, виберіть пункт

Завершение работы, у новому вікні виберіть команду Завершение работы та клацніть ЛКМ на кнопці ОК) та приведіть робоче місце у порядок.

3. Оформіть звіт по роботі, де опишіть всі ваші дії по ходу роботи і дайте відповіді на контрольні запитання.