МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ “ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА”

Аналіз та відлагодження локальної мережі за допомогою інструментів windows Методичні вказівки

для самостійної підготовки та інструкція

до лабораторної роботи N 3

з дисципліни « Комп’ютерні системи та мережі в АСК ТП »

для студентів спеціальності 7.092501 “Автоматизоване управління технологічними процесами”

Затверджено

на засіданні кафедри

автоматизації теплових

і хімічних процесів

Протокол N 14 від 30 березня 2006 р.

Львів - 2006

Аналіз та відлагодження локальної мережі за допомогою інструментів WINDOWS: Методичні вказівки для самостійної підготовки та інструкція до лабораторної роботи N 3 з дисципліни “Комп’ютерні системи та мережі в АСК ТП” для студентiв спеціальності 7.092501 “Автоматизоване управління технологічними процесами” / Укладач: Ф.Д. Матіко. - Львiв: Вид-во Національного ун-ту ‘Львiвська полiтехнiка’, 2006. - 15 с.

Укладач: Матіко Ф.Д., канд.техн.наук, доцент

Вiдповiдальний за випуск Пiстун Є.П., д-р техн. наук, професор

Рецензенти: Ділай І.В., канд. техн.наук, доцент

Грень Я.В., канд.техн.наук, доцент

Мета роботи:вивчити роботу основних протоколів стеку ТСР/ІР та основні типи адрес, що застосовуються в ІР-мережах. Засвоїти процедуру настроювання мережених підключень дляWindows 2000.

Необхідна теоретична підготовка:володіння основами комп’ютерної техніки.

Основні теоретичні відомості

Найбільш поширений на сьогодні протокольний стек TCP/IP отримав назву за іменами двох основних протоколів транспортного та мережевого рівнів: ТСР - Transmission Control Protocol, ІР - Internet Protocol.

Транспортний (transport) рівень стека TCP/IP, названий такожосновним рівнем, може надавати вищому рівневі два типи сервісу:

- гарантована доставка — протокол керування передачею (Transmission Control Protocol, TCP);

- доставка «по можливості» («best effort») — протокол датаграм користувача (User Datagram Protocol, UDP).

Для того щоб забезпечити надійну доставку даних, протокол TCP передбачає встановлення логічного з'єднання, це дозволяє йому нумерувати пакети, підтверджувати їхній прийом квитанціями, у випадку втрати організовувати повторні передачі, розпізнавати і знищувати дублікати, доставляти прикладному рівневі пакети в тім порядку, у якому вони були відправлені. Цей протокол дозволяє рівноранговим об'єктам на комп'ютері-відправнику і комп'ютері-одержувачеві підтримувати обмін даними в дуплексному режимі.

TCP дозволяє без помилок доставити сформований на одному з комп'ютерів потік байтів у будь-який інший комп'ютер, що входить у складену мережу. TCP поділяє потік байтів на частини — сегменти і передає їх нижчому рівневі міжмережевої взаємодії. Після того як ці сегменти будуть доставлені засобами рівня міжмережевої взаємодії в пункт призначення, протокол TCP знову збере їх у безперервний потік байтів.

Другий протокол цього рівня — UDP є найпростішим датаграмним протоколом, що використовується в тому випадку, коли задача надійного обміну даними або взагалі не ставиться, або вирішується засобами більш високого рівня — системними прикладними службами або задачами користувачів.

Основним протоколом міжмережевого рівня є міжмережевий протокол (Internet Protocol, IP). У його задачу входить просування пакету між підмережами — від одного граничного маршрутизатора до іншого, доти, поки пакет не потрапить у мережу призначення. На відміну від протоколів прикладного й основного рівнів протокол IP встановлюється не тільки на хостах, але і на всіх шлюзах.

Протокол IP — це датаграмний протокол, що працює без встановлення з'єднань за принципом «по можливості», відповідно до якого він не бере на себе відповідальність за доставку пакета до вузла призначення. Якщо ж з якихось причин пакет губиться (наприклад, через переповнення буфера), протокол IP не намагається повторити його передачу. Максимум на що він здатний — послати повідомлення про втрату пакету вузлові-відправникові.

У стеці TCP/IP використовуються три типи адрес:

- локальні, абоапаратні, адреси, використовувані для адресації вузлів у межах підмережі;

- мережеві, абоIP-адреси, використовувані для однозначної ідентифікації вузлів у межах усієї складеної мережі;

- доменні імена — символьні ідентифікатори вузлів, до яких часто звертаються користувачі.

IP-адресамає довжину 4 байти (32 біта) і складається з двох логічних частин — номера мережі і номера вузла в мережі.

Найбільш уживаною формою представлення IP-адреси є запис у виді чотирьох чисел, що представляють значення кожного байта в десятковій формі і розділених крапками, наприклад: 128.10.2.30

Запис адреси не передбачає спеціального розмежувального знаку між номером мережі і номером вузла. Тому існує декілька способів поділу ІР-адреси. Перший підхід заснований на використанні маски, що дозволяє максимально гнучко встановлювати границю між номером мережі і номером вузла. У даному випадку маска — це число, що використовується в парі з IP-адресою; двійковий запис маски містить послідовність одиниць у тих розрядах, що відповідають номеру мережі. Границя між послідовністю одиниць і послідовністю нулів у масці відповідає границі між номером мережі і номером вузла в IP-адресі. При такому підході адресний простір можна представити як сукупність безлічі мереж різного розміру.

Традиційний спосіб поділу ІР-адреси полягає у використанні класів. Вся сукупність ІР-адрес ділиться на декілька класів і для кожного класу визначені розміри мереж.

Приналежність IP-адреси до класу визначається значеннями перших бітів адреси. На мал. 1 показана структура IP-адрес різних класів.

Рис. 1. Структура IP-адрес

У табл. 1 приведені діапазони номерів мереж і максимальне число вузлів, що відповідають кожному класові мереж.

Таблиця 1

Характеристики адрес різного класу

Клас	Перші біти (префікс)	Найменший номер мережі	Найбільший номер мережі	Максимальне число вузлів у мережі
A	0	1.0.0.0	126.0.0.0	224
B	10	128.0.0.0	191.255.0.0	216
C	110	192.0.1.0	223.255.255.0	28
D	1110	224.0.0.0	239.255.255.255	Multicast
E	11110	240.0.0.0	247.255.255.255	Зарезервований

Символьні імена в IP-мережах називаютьсядоменними, або DNS-іменами і будуються по ієрархічній ознаці. Складові повного символьного імені в IP-мережах розділяються крапкою і перераховуються в наступному порядку: спочатку ім'я хоста, потім ім'я групи вузлів (наприклад, ім'я організації), потім ім'я більш великої групи (піддомена) і так до імені домена найвищого рівня (наприклад, домена, що поєднує організації по географічному принципу: RU — Росія, UK — Великобританія). Прикладом доменного імені може служити ім'яrada.gov.ua. Між доменним ім'ям і IP-адресою вузла немає ніякої функціональної залежності, тому єдиний спосіб встановлення відповідності — це таблиця.

На ранньому етапі розвитку Інтернету на кожному хості вручну створювався текстовий файл із відомим ім'ям hosts.txt. Цей файл складався з деякої кількості рядків, кожна з яких містила одну пару «IP-адреса — доменне ім'я», наприклад 102.54.94.97 — rhino.acme.com. В міру росту Інтернету підтримувати файли hosts вручну стало складно, тому була розроблена спеціальна служба — система доменних імен (Domain Name System, DNS). DNS — це централізована служба, заснована на розподіленій базі відображень «доменне ім'я — IP-адреса». Служба DNS використовує у своїй роботі протокол типу «клієнт-сервер». У ньому визначені DNS-сервери і DNS-клієнти. DNS-сервери підтримують розподілену базу відображень, а DNS-клієнти звертаються до серверів із запитами про відображення доменного імені в IP-адресу.

В рамках локальної мережі немає необхідності звертатись до вузлів за багаторівневим доменним ім’ям, а можна використовувати просте символьне ім’я - NetBIOS-імя. Програмна служба, що динамічно зіставляє IP-адреси із іменами NetBIOS, називається WINS - Windows Internet Name Service. WINS є практично аналогом DNS, але працює винятково під керуванням операційної системи Windows, як сервера, так і клієнта.

Автоматизація процесу призначення IP-адрес

Призначення IP-адрес може відбуватися вручну в результаті виконання процедури настроювання мережевого інтерфейсу. Однак у великих мережах це складно, тому для призначення ІР-адрес тут застосовують Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP).

DHCP може підтримувати автоматичний динамічний розподіл адрес, а також більш прості способи ручного й автоматичного статичного призначення адрес. Протокол DHCP працює відповідно до моделі клієнт-сервер. Під час старту системи комп'ютер, що є DHCP-клієнтом, посилає в мережу широкомовний запит на одержання IP-адреси. DHCP-сервер відгукується і посилає повідомлення-відповідь, що містить IP-адресу і деякі інші конфігураційні параметри.

При ручній процедурі призначення статичних адрес активну участь приймає адміністратор, що повідомляє DHCP-серверові інформацію про тверду відповідність IP-адрес фізичним адресам або іншим ідентифікаторам клієнтів. DHCP-сервер, користуючись цією інформацією, завжди видає визначеному клієнтові ту ж саму призначену йому адміністратором адресу.

При динамічному розподілі адрес DHCP-сервер видає адресу клієнтові на обмежений час, який називаютьчасом оренди (lease duration), що дає можливість згодом повторно використовувати цю IP-адресу для призначення іншому комп'ютерові. Таким чином, крім основної переваги DHCP — автоматизації рутинної роботи адміністратора по конфігуруванню стека TCP/IP на кожнім комп'ютері, динамічний поділ адрес дозволяє будувати IP-мережу, кількість вузлів у якій перевищує кількість наявних у розпорядженні адміністратора IP-адрес.