Лабораторна
робота № 5
Тема: Адресація пристроїв та маршрутизація в комп’ютерних мережах
Мета: вивчення основних принципів адресації пристроїв в комп’ютерних мережах на різних рівнях моделі OSI та маршрутизації в корпоративних мережах, отримання навичок по проектуванню адресного простору та розробці системи статичної маршрутизації в комп’ютерних мережах.
Виконання роботи:
Рівні OSI:
1) Прикладний;
2) Представлення;
3) Сеансовий;
4) Транспортний;
5) Мережевий;
6) Канальний;
7) Фізичний.
Адреса канального рівня
Локальна адреса сайту, що визначається технологією, за допомогою якої побудована окрема мережа, у яку входить даний вузол.
Для вузлів, що входять у локальні мережі - це МАС-адреса мережевого адаптера або порту маршрутизатора, наприклад, 11-А0-17-3D-BC-01. Ці адреси призначаються виробниками обладнання і є унікальними адресами, тому що управляються централізовано. Для всіх існуючих технологій локальних мереж МАС-адреса має формат 6 байтів: старші 3 байти - ідентифікатор фірми виробника, а молодші 3 байти призначаються унікальним чином самим виробником.
Для вузлів, що входять у глобальні мережі, такі як Х.25 або frame relay, локальна адреса призначається адміністратором глобальної мережі.
Адреса мережевого рівня
IP-адреса, що складається з 4 байт, наприклад, 109.26.17.100. Вона призначається адміністратором під час конфігурування комп'ютерів і маршрутизаторів. IP-адреса складається з двох частин: номера мережі й номера вузла. Номер мережі може бути обраний адміністратором довільно, або призначений за рекомендацією спеціального підрозділу Internet (Network Information Center, NIC), якщо мережа повинна працювати як складова частина Internet. Зазвичай провайдери послуг Internet одержують діапазони адрес у підрозділів NIC, а потім розподіляють їх між своїми абонентами.
Номер вузла в протоколі IP призначається незалежно від локальної адреси вузла. Розподіл IP-адреси на поле номера мережі і номери вузла - гнучкий, і межа між цими полями може встановлюватися досить довільно. Вузол може входити в кілька IP-мереж. У цьому випадку вузол повинен мати кілька IP-адрес (по числу мережевих зв'язків). Таким чином IP-адреса характеризує не окремий комп'ютер або маршрутизатор, а одне мережеве з'єднання.
Адресація транспортного рівня
У мережах TCP/IP на транспортному рівні прийнято говорити про порти протоколів TCP і UDP. Однак, порти тут виконують ті ж функції, що й адреси. Ці адреси потрібні для ідентифікації додатків користувача.
Адреса прикладного рівня
Символьний ідентифікатор-ім'я, наприклад, SERV1.IBM.COM. Ця адреса призначається адміністратором і складається з декількох частин, наприклад, імені машини, імені організації, імені домену. Така адреса, яку називають також DNS‑ім'ям або доменним ім'ям, використовується на прикладному рівні, наприклад, в протоколах FTP або telnet.
Користувач знає тільки доменне ім'я одержувача, саме його він і вводить в додатках. На одному хості може працювати кілька додатків. Для того, щоб знати, для якого додатка призначений пакет, використовуються адреси додатків (порти TCP). Для ідентифікації отримувача в глобальній мережі використовуються IP‑адреси. Однак для пересилання пакета по локальній мережі до наступного мережевого пристрою (уздовж маршруту руху пакетів), необхідно знати його локальну (фізичну) адресу.
Адресація IPv4
Перш ніж використовувати в мережі (підключеної до Інтернету) протоколи стеку TCP/IP, необхідно отримати одну або декілька офіційних мережевих адрес. Всі адреси привласнює одна організація - Internet Network Information Centre (InterNIC), що забезпечує їх унікальність. До квітня 1993 призначенням IP‑адрес займалася організація Network Information Center (NIC). В даний час ця організація виконує запити тільки для мереж Defense Data Network (DDN), інакше кажучи для військових цілей. Організація InterNIC призначає тільки мережеву частину адреси, або мережевий префікс, залишаючи відповідальність за визначення номерів хостів у цій мережі самій організації, що запросила адресу.
Основи IP-адресації
Розглянемо основні компоненти IP-адресації, а саме: двійкова арифметика, застосування операції "І" і класи адрес. Це - абсолютно необхідні компоненти, які слід вивчити, щоб зрозуміти принципи організації підмереж.
Структура IP-адреси
При стандартизації протоколу IP у вересні 1981 року його специфікація вимагала, щоб кожен пристрій, підключений до мережі, мав унікальну 32‑розрядну адресу. Ця адреса розбивається на дві частини. Перша частина адреси ідентифікує мережу, в якій розташовується пристрій. Друга частина однозначно ідентифікує сам пристрій. Така схема створює дворівневу адресну ієрархію.
Маска підмережі необхідна у всіх реалізаціях протоколу IP. Вона визначає, яка частина адреси відноситься до хосту, і яка - до мережі. Для цього використовується логічна операція "І" (AND). Операція "І" в двійковій арифметиці виконується дуже просто. Вона, по суті, являє собою множення значень в однакових позиціях. Щоб визначити адресу мережі (ту частину IP-адреси, яка визначає, до якої мережі належить вузол), досить просто перемножити значення позицій двійкового подання IP-адреси і значення відповідних позицій двійкового подання маски підмережі. Результатом є двійкове число, яке потрібно знову перетворити в десяткове, щоб дізнатися адресу мережі. Після цього з'являється можливість застосувати маршрутизацію. Маршрутизацією називається дія по перенаправлення пакета з однієї логічної мережі (або підмережі) в іншу. А маршрутизатор - це просто пристрій, що виконує таку дію.
При виникненні необхідності передати інформацію з одного хоста на інший в хості відправника береться IP-адреса хоста одержувача і власна IP-адреса, після чого з обома адресами виконується операція "І". Якщо отриманий результат для обох адрес є однаковим, хост відправника приймає припущення, що він знаходиться в тій же логічній мережі, що й хост одержувача, і між ними можлива безпосередня взаємодія. А якщо результати виявляться різними, то передбачається, що хости знаходяться в різних логічних мережах (тобто розділені маршрутизатором) і тому повинні використовувати маршрутизатор, щоб зв'язатися один з одним.
Якщо хости перебувають в одній і тій же логічній мережі, в них повинні збігатися не тільки частини IP-адреси з позначенням мережі, а й маски підмережі. Якщо ці компоненти адреси не збігаються, операція "і" виконується неправильно і зв'язок порушується.
Символьна адресація
Крім фізичної і мережевої адрес комп'ютер може також мати символьну адресу – ім'я комп'ютера. Ім'я комп'ютера - це більш зручне і зрозуміле для людини позначення комп'ютера в мережі. Розрізняють NetBIOS імена і повні доменні імена комп'ютерів. Імена NetBIOS використовуються в однорангових локальних мережах, в яких комп'ютери організовані в робочі групи. NetBIOS - протокол для взаємодії програм через комп'ютерну мережу. Протокол NetBIOS розпізнає звичайні літерні імена комп'ютерів і відповідає за передачу даних між ними. Провідник Windows для перегляду локальної мережі надає папку Мережеве оточення, автоматично відображає імена NetBIOS-комп'ютерів у вашій локальній мережі. Ім'я NetBIOS може містити не більше 15 символів та має бути англійською мовою.
Щоб дізнатися NetBIOS-ім'я вашого комп'ютера, виконайте наступні дії:
1. Клацніть правою кнопкою миші по значку Мій комп'ютер на робочому столі - виберіть Властивості.
2. Перейдіть на вкладку Ім'я комп'ютера.
3. Натисніть кнопку Змінити - потім Додатково.
4. Знайдіть рядок NetBIOS-ім'я комп'ютера. Нижче і буде вказано ім'я вашого ПК:
5. Натисніть кнопку Скасування. У вікні Зміна імені комп'ютера ви можете змінити NetBIOS-ім'я в полі Ім'я комп'ютера:
У великих ієрархічних мережах на базі домену використовуються повні доменні імена комп'ютерів, наприклад, webserver.ibm.com. Доменне ім'я комп'ютера складається з трьох складових, де перша частина - ім'я хоста (webserver), друга - ім'я домену компанії (ibm), і остання - ім'я домену країни (наприклад, ru - Росія) або ім'я одного з спеціальних доменів, що позначають приналежність домену організації до одного з профілів діяльності (com, gov, edu).
Завдання:
Тип інфраструктури: Кількість підмереж – 6; Кількість вузлів у підмережі – 25, 28, 60, 250, 50, 120; Надані адреси – 172.28.0.0.
Тип трафіку: Кількість файлових серверів – 2; Кількість НТТР-серверів – 1; Кількість FTP-серверів – 2; Кількість серверів баз даних – 3.
Власна ІР-адреса піжмережі |
Початкова ІР-адреса для вузлів підмережі |
Кінцева ІР-адреса для вузлів підмережі |
Широкомовленнєва ІР-адреса піж мережі |
172.28.0.0 |
172.28.0.1 |
172.28.0.254 |
172.28.0.255 |
172.28.1.0 |
172.28.1.1 |
172.28.1.126 |
172.28.1.127 |
172.28.1.128 |
172.28.1.129 |
172.28.1.190 |
172.28.1.191 |
172.28.1.192 |
172.28.1.193 |
172.28.1.254 |
172.28.1.255 |
172.28.2.0 |
172.28.2.1 |
172.28.2.30 |
172.28.2.31 |
172.28.2.32 |
172.28.2.33 |
172.28.2.62 |
172.28.2.63 |