Зміст лекції
Суть протоколу TCP/IP полягає в тім, що він дозволяє обмінюватися інформацією між комп'ютерами, що працюють у різних операційних системах. TCP/IP розроблений DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency) в 1970-х роках. Метою його розробки було створення можливості для обміну інформацією між різними комп'ютерами, незалежно від їхнього місця розташування. Із самого початку TCP/IP розроблявся на комп'ютерах UNIX, що сприяло росту популярності протоколу, тому що виробники включали TCP/IP у набір програмного забезпечення кожного UNIX-комп'ютера.
Стек протоколів TCP/IP відповідає еталонної моделі OSI і розташовується на третьому і четвертому її рівнях - на рівні передачі даних і фізичному рівні.
Завдяки своєму широкому поширенню протокол TCP/IP фактично став Інтернет-стандартом , тому що його міжмережний рівень прямо збігається з мережним рівнем еталонної моделі OSI і заснований на фіксованому форматі повідомлень, називаному IP-дейтаграмою. Дейтаграма - це щось начебто кошика, у який поміщена вся інформація повідомлення. Наприклад, при завантаженні веб-сторінки в браузер те, що ви бачите на екрані, доставлено вроздріб дейтаграмою.
Легко переплутати дейтаграми з пакетами. Дейтаграма - це інформаційна одиниця, у той час як пакет - це фізичний об'єкт повідомлення (створений на третьому й більш високих рівнях), що дійсно пересилається в мережі. Повідомлення розбивається на фрагменти, передається по мережі й збирається заново на приймаючому пристрої.
Позитивним у такому підході є те, що якщо один-єдиний пакет буде зіпсований під час передачі, то буде потрібна повторна передача тільки цього пакета, а не повідомлення цілком. Інший позитивний момент полягає в тому, що жодному хосту не доводиться чекати невизначено довгий час, поки не закінчиться передача на іншому хості, щоб послати своє власне повідомлення.
При пересиланні IP-повідомлення по мережі використовується один із протоколів транспортування: TCP або UDР. TCP (Transmission Control Protocol) становить першу половину абревіатури TCP/IP.
Формат IP-дейтаграми. Формат дейтаграми створює поля для корисного навантаження й для дані керування передачею повідомлення. На малюнку 3.1 показано схему дейтаграми.
Мал. 3.1. Формат IP-дейтаграмми має змінну довжину
Розглянемо схему докладніше:
1) VER. Версія протоколу IP, що використовується станцією, де з'явилося вихідне повідомлення. Поточною версією IP є версія 4. Це поле забезпечує одночасне існування різних версій у міжмережному просторі.
2) HLEN. Поле інформує пристрій, що одержує, про довжину заголовка, щоб центральний процесор знав, де починається поле даних.
3) Service type (Тип сервісу). Код, що повідомляє маршрутизатору про тип керування пакетом з погляду рівня сервісу (надійність, першочерговість, відстрочка й т.д.).
4) Length (Довжина). Загальна кількість байтів у пакеті, включаючи поля заголовка й поле даних.
5) ID, frags і frags offset. Ці поля вказують маршрутизатору, як варто проводити фрагментацію й зборку пакета і як компенсувати розходження в розмірі кадрів, які можуть виникати під час проходження пакета по сегментах локальної мережі з різними мережними технологіями (Ethernet, FDDI і т.д.).
6) TTL. Абревіатура для Time to Live (Час життя) - число, що зменшується на одиницю при кожному наступному пересиланні пакета. Якщо час життя стає рівним нулю, то пакет припиняє існування. TTL запобігає виникнення циклів і нескінченне блукання загублених пакетів у міжмережному просторі.
7) Protocol. Протокол транспортування, який необхідно використати для передачі пакета. Найчастіше в цьому полі вказується протокол TCP, але можуть бути використані й інші протоколи.
8) Header checksum. Контрольна сума - це число, що використовується для перевірки цілісності повідомлення. Якщо контрольні суми всіх пакетів повідомлення не збігаються із правильним значенням, то це означає, що повідомлення було перекручено.
9) Source IP address (Адреса відправника). 32-бітна адреса хосту, що відправив повідомлення (звичайно персональний комп'ютер або сервер).
10) Destination IP address (Адреса одержувача). 32-бітна адреса хосту, якому відправлене повідомлення (звичайно персональний комп'ютер або сервер).
11) IP options. Використовуються для тестування мережі або інших спеціальних цілей.
12) Padding. Заповнює всі невикористані (порожні) позиції бітів, щоб процесор міг правильно визначити позицію першого біта в полі даних.
13) Data. Корисне навантаження відправленого повідомлення. Наприклад, у полі даних пакета може міститися текст електронного листа.
IP-адресація. Для того щоб знайти в Інтернеті потрібний веб-сайт, необхідно ввести його адресу (URL) у своєму веб-браузері. Для одержання URL використовується з'єднання унікальних імен доменів з типами (категоріями) організацій. Адреси URL призначені тільки для полегшення роботи звичайних користувачів. Вони не є істинними IP-адресами. Для установки зв'язку в Інтернеті комп'ютери використовують 32-бітні адреси (IP-адреси), які працюють аналогічно номерам телефонів. Це перетворення необхідно, тому що маршрутизатори й комутатори не знають, що таке домен, який використовується для перетворення URL в IP-адресу. Тому при настроюванні Інтернет - з'єднань необхідно вказувати адресу DNS- сервера.
Формат IP-адрес. Розмір IP-адреси становить 32 біта й розділений на чотири секції, кожна з яких містить 8 біт і називається октетом. Маршрутизатори використовують IP-адреси для пересилання повідомлень від однієї мережі до іншої. По мірі того як пакет подорожує від маршрутизатора до маршрутизатора, він відпрацьовує свій шлях зліва на право в IP-адресі, поки не досягне пункту призначення.
Класи IP-адрес. IETF - організація, що стежить за Інтернетом - ділить всі IP-адреси на три узагальнюючі класи. Кожний клас відрізняється способом призначення мережних адрес у порівнянні з хостами.
Мал. 3.2. Класи IP-адрес
1) 0 -127. Клас А, містить діапазон адрес від 0.0.0.0 до 127.0.0.0 для 128 мереж. Однак мережа не може складатися з одних нулів і 127.0.0.0 резервується для створення перемичок.
2) 128 - 191. Клас В, містить адреси від 128.0.0.0 до 191. 255.0.0 для 16 384 мереж.
3) 192 - 223. Клас С, містить адреси від 192.0.0.0 до 223.255.255.0 для 2097152 мереж. Допускає 254 адреси хостів (256 мінус 2).
При настроюванні мережної роботи в Windows XP Professional найважливіше - це мати інформацію із трьох наступних пунктів: IP-адреси; маски підмережі;шлюзи за замовчуванням. Це основні адреси, які дозволяють комп'ютеру бачити й бути видимим у мережі. До того ж, вони надають можливість виділити більший простір для IP-адрес і дозволяють комп'ютерам однієї підмережі обмінюватися інформацією з комп'ютерами інший підмережі.
Призначення цих адрес:
1. Перша група IP-адрес називається адресами загального користування або адресами глобальної маршрутизації. Це ті адреси, по яких будь-який комп'ютер, з'єднаний з Інтернетом, може одержати доступ до веб-сайту. Організація IANA (Internet Assigned Numbers Authority) призначає діапазони IP-адрес загального користування для організацій, щоб ті згодом могли привласнювати ці адреси індивідуальним комп'ютерам. Це охороняє організації від використання тих самих IP-адрес загального користування. В Windows XP Professional IP-адреси можуть привласнюватися за допомогою протоколу динамічної конфігурації хоста (Dynamic Host Configuration Protocol, DHCP) сервера, доступного в організації, або конфігуруються вручну Інтернет-провайдером через з'єднання наборного доступу.
Кількість доступних IP-адрес скорочується. Тому розроблено вже нове покоління IP-адрес (версію 6) для того, щоб охопити всіх бажаючих приєднатися до мережі Інтернет.
2. Маски під мережі використовується тоді, коли організації не вистачає виділених IP-адрес. Вона представлена у двійковому коді рядком, що складається з одиниць, а в десятковому форматі - числом 255. Підмережа розміщається в спеціальному мережному інтерфейсі усередині конфігураційного файлу маршрутизатора, прикріпленого до пристроїв даної піжмережі.
2.1 Приватні адреси. Приватною називається адреса, що буде використовуватися пристроєм тільки в рамках локальної мережі. IANA резервує для особистого використання три блоки IP-адрес.
- З 10.0.0.0 по 10.255.255.255. Блок 10 - це один мережний номер класу А.
- З 172.16.0.0 по 172.31.255.255. Блок 172 - це 16 постійних мережних номерів класу В.
- З 192.168.0.0 по 192.168.255.255. Блок 192 - це 256 постійних мережних номерів класу С.
Не існує офіційних правил, коли використовувати один з перерахованих блоків приватних мережних IP-адрес. Звичайно використовують той, котрий більше підходить по розміру. Однак, використовуючи приватні адреси, мережний адміністратор може почувати себе вільно при присвоєнні адрес різним частинам мережі.
Приватні IP-адреси можуть видаватися двома способами.
- Авторизована приватна IP-адресація. Для цього використовується властивість автоматичного призначення приватних IP-адрес (Automatic Private IP Addressing, APIPA). Ця властивість дозволяє кожному комп'ютеру автоматично приписувати собі приватну IP-адреса, при цьому відпадає необхідність в DHCP-сервері. Комп'ютери з авторизованими приватними IP-адресами можуть одержувати доступ в Інтернет за допомогою іншого комп'ютера, що має можливість використання проксі - сервера або NAT.
- Неавторизована приватна IP-адресація. При необхідності користувач може вручну створити конфігурацію своєї приватної IP-адреси. Це можна рекомендувати в тих випадках, якщо користувач впевнений, що даний пристрій ніколи не буде підключатися до Інтернету.
3. Установка шлюзу за замовчуванням. Це IP-адреса маршрутизатора, що конфігурується мережним адміністратором. Ця адреса повідомляє кожному клієнтові або мережному пристрою, куди посилати дані, якщо приймаюча станція перебуває в інший підмережі. Ознакою неправильної конфігурації шлюзу є здатність встановлювати зв'язок із пристроями даної підмережі й нездатність одержати доступ до пристроїв поза цією підмережею. При установці TCP/IP-з'єднання протокол DHCP надає за замовчуванням адреси шлюзу. При виконанні конфігурації мережі вручну, необхідно простежувати IP-адресу маршрутизатора.
TCP/IP-адресація в Windows XP Professional
В операційній системі Windows XP Professional протокол TCP/IP інсталюється за замовчуванням. Для виконання завдання по видачі IP-адрес у системі Windows XP Professional існує чотири способи.
1. Протокол динамічної конфігурації хоста (Dynamic Host Configuration Protocol). Найпоширенішим способом присвоєння IP-адрес (заданим за замовчуванням в Windows XP Professional) є DHCP, що автоматично призначає IP-адреси для клієнтів мереж з одним або більше DHCP-серверами.
2. Автоматичне призначення приватних IP-адрес (Automatic Private IP Addressing). Цей спосіб автоматично приписує IP-адреси клієнтам підмережі, що існує один, без DHCP-сервера.
3. Призначення статичних IP-адрес (Static IP addressing). Цей спосіб дозволяє вручну конфігурувати IP-адреси. Слабким місцем цього методу є підвищена ймовірності появи помилок.
4. Призначення альтернативних IP-адрес (Alternate IP addressing). Це дозволяє тому самому інтерфейсу використати дві IP-адреси, по одному в кожний поточний момент часу. Це знаходить застосування в ситуаціях, коли IP-адреса не може бути отримана (ні автоматично, ні за допомогою ручної конфігурації) і потрібен запасний варіант. Альтернативна IP-адресація потрібна віддаленим клієнтам, які встановлюють з'єднання з LAN або ISP з дому.
При встановленні з'єднання з Інтернетом або локальною мережею виникає необхідність конфігурувати TCP/IP. Для одержання доступу до інструменту, що дозволяє створювати конфігурацію цього з'єднання, необхідно виконати наступне:
- в панелі керування вибрати Network and Internet Connections (Мережні підключення);
- в вікні Network and Internet Connections (Мережні підключення) виберіть Network Connections (Підключення по локальній мережі).
- в вікні Network Connections (Підключення по локальній мережі) клацніть правою кнопкою миші на LAN, де потрібно зробити зміни, і виберіть Properties (Властивості).
Клацніть на вкладці Networking (Робота в мережі) і виберіть Internet Protocol (TCP/IP).
Клацніть на Properties (Властивості).
- в вікні Properties (Властивості) необхідно заповнити наступні поля:
1) IP address (IP-адреса): вводиться вручну або вибирається опція Obtain IP address automatically (Одержати IP-адресу автоматично);
2) DNS server address (Адреса DNS-сервера). Це вікно дозволяє вибирати місце розташування DNS-сервера. Воно показує місця для введення переважної й альтернативної адрес. Якщо локальна мережа або Інтернет-провайдер використовують DHCP, то DNS-адреса автоматично повідомляється системі Windows XP Professional при встановленні з'єднання. У цьому випадку варто вибрати опцію Obtain DNS server address automatically (Одержати адресу DNS-адреса автоматично). Якщо адреса має привласнюватися вручну, то виберіть опцію Use the following DNS server address (Використати наступні адреси DNS-сервера) і введіть первинний і вторинний DNS-адреси.
Лекція 4 (2 години)
Тема : Створення мережного підключення. Підключення до робочих груп
Мета: ознайомити студентів зі способами створення мережних підключень та підключень нових клієнтів до вже існуючих робочих груп.
Література:
Елсенпітер Р., Тобі Дж. Велт Адміністрування мереж Microsoft Windows XP Professional , Еком, 2006р.
Курячий Г.В. Адміністрування мереж Windows XP Professional ІНТУІТ. Ру 2007
Хід заняття
1. Організаційна частина
а) готовність групи до заняття;
б) психоемоційний настрій;
в) перевірка присутніх;
2. Актуалізація опорних знань студентів:
а) повідомлення теми та мети;
б) повідомлення основних тез теми.
3. Викладення нового матеріалу:
План лекції:
1. Інструменти Windows XP для встановлення зв’язку
2. Створення Інтернет - з’єднань
3. Керування з’єднаннями
4. Підключення до робочих груп
5. Безпровідні мережі.
4. Узагальнення та систематизація знань.
5. Підведення підсумків заняття.
6. Домашнє завдання: вивчити матеріал лекції.
7. Самостійне вивчення: опрацювати теми „Обмін інформацією між доменами” з Методичного посібника для самостійної роботи або з будь-якого іншого джерела (наприклад, мережі Інтернет).