Файл: Адресация в компьютерных сетях. Диагностика сетевых ресурсов.docx

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО СВЯЗИ

Федеральное государственное образовательное бюджетное учреждение

высшего профессионального образования

«Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций

им. проф. М. А. Бонч-Бруевича»

Факультет информационных систем и технологий

Практическая работа №2

по дисциплине

Основы интернет технологий

на тему:

«Адресация в компьютерных сетях. Диагностика сетевых ресурсов.»

Выполнил студент Кривцов И.С.

Группы ИСТ-132 Принял и проверил: _____________

Санкт-Петербург

2022 г

Оглавление

1.Цель работы:

В ходе лабораторной работы закрепить знания о базовых понятиях

адресации в компьютерных сетях. Ознакомиться и уметь применять набор инструментов для оптимизации и диагностики сетевых ресурсов.

2.Ход работы:

2.1. Принцип адресации в компьютерных сетях

Наибольшее распространение получили три варианта адресации:

• 
  аппаратные адреса предназначены для сетей небольшого размера, поэтому они имеют простую неиерархическую структуру. Адреса могут быть закоди­рованы в двоичной или в шестнадцатеричной системах счисления. Разряд­ность адреса может быть любой — это внутреннее дело конкретной сети или подсети. Присвоение аппаратных адресов происходит автоматически: либо они встраиваются в аппаратуру (модемы, адаптеры и т. д.), либо генерируют­ся при каждом новом запуске оборудования;
  
• 
  символьные адреса или имена предназначены для пользователей и поэтому должны нести смысловую нагрузку. В больших сетях такие адреса имеют ие­рархическую систему и состоят из отдельных доменов, идентифицируемых буквенными сокращенными наименованиями объектов, часто понятных поль­зователю (подобие доменных адресов в сети Интернет). Они могут иметь очень большую длину;
  
• 
  числовые составные адреса фиксированного компактного формата. В качест­ве примера можно сослаться на IP-адреса в Интернете.
  

---

В современных сетях для адресации часто одновременно сочетаются все три варианта адресов. Пользователь указывает символьный адрес, который сразу же в сети заменяется на числовой (по таблицам адресов, хранимых на сервере имен сети). При поступлении передаваемых данных в сеть назначения числовой адрес заменяется на аппаратный. Возможная технология адресации сообщений заклю­чается в следующем. Компьютер-отправитель посылает всем компьютерам сети широковещательное сообщение с просьбой опознать свое числовое имя. Опознав­шему адрес компьютеру высылается аппаратный адрес, а затем и само сообщение.

Оптимальная маршрутизация обеспечивает:

• 
  максимальную пропускную способность сети;
  
• 
  минимальное время прохождения пакета от отправителя к получателю;
  
• 
  надежность доставки и безопасность передаваемой информации.
  

2.2 Локальные адреса. MAC-адрес.

MAC-адрес (от англ. Media Access Control — надзор за доступом к среде, также Hardware Address, также физический адрес) — уникальный идентификатор, присваиваемый каждой единице активного оборудования или некоторым их интерфейсам в компьютерных сетях Ethernet.

При проектировании стандарта Ethernet было предусмотрено, что каждая сетевая карта (равно как и встроенный сетевой интерфейс) должна иметь уникальный шестибайтный номер (MAC-адрес), «прошитый» в ней при изготовлении. Этот номер используется для идентификации отправителя и получателя фрейма; и предполагается, что при появлении в сети нового компьютера (или другого устройства, способного работать в сети) сетевому администратору не придётся настраивать этому компьютеру MAC-адрес вручную.

Уникальность MAC-адресов достигается тем, что каждый производитель получает в координирующем комитете IEEE Registration Authority диапазон из 16 777 216 (224) адресов и, по мере исчерпания выделенных адресов, может запросить новый диапазон. Поэтому по трём старшим байтам MAC-адреса можно определить производителя. Существуют таблицы, позволяющие определить производителя по MAC-адресу; в частности, они включены в программы типа arpalert.

В широковещательных сетях (таких, как сети на основе Ethernet) MAC-адрес позволяет уникально идентифицировать каждый узел сети и доставлять данные только этому узлу. Таким образом, MAC-адреса формируют основу сетей на канальном уровне модели OSI, которую используют протоколы более высокого (сетевого) уровня. Для преобразования MAC-адресов в адреса сетевого уровня и обратно применяются специальные протоколы (например, ARP и RARP в сетях IPv4, и NDP в сетях на основе IPv6).

---

2.3. Сетевые адреса. IP адрес

Определение IP-адреса

IP-адрес – это уникальный адрес, идентифицирующий устройство в интернете или локальной сети. IP означает «Интернет-протокол» – набор правил, регулирующих формат данных, отправляемых через интернет или локальную сеть.

По сути, IP-адрес – это идентификатор, позволяющий передавать информацию между устройствами в сети: он содержит информацию о местоположении устройства и обеспечивает его доступность для связи. IP-адреса позволяют различать компьютеры, маршрутизаторы и веб-сайты в интернете и являются важным компонентом работы интернета.

Что такое IP-адрес?

IP-адрес – это строка чисел, разделенных точками. IP-адреса представляют собой набор из четырех чисел, например, 192.158.1.38. Каждое число в этом наборе принадлежит интервалу от 0 до 255. Таким образом, полный диапазон IP-адресации – это адреса от 0.0.0.0 до 255.255.255.255.

IP-адреса не случайны. Они рассчитываются математически и распределяются Администрацией адресного пространства Интернета (Internet Assigned Numbers Authority, IANA), подразделением Корпорации по присвоению имен и номеров в Интернете (Internet Corporation for Assigned Names and Numbers, ICANN). ICANN – это некоммерческая организация, основанная в США в 1998 году с целью поддержки безопасности интернета и обеспечения его доступности для всех пользователей. Каждый раз, когда кто-либо регистрирует домен в интернете, он пользуется услугами регистратора доменных имен, который платит ICANN небольшой сбор за регистрацию домена.

Типы IP-адресов

Существуют разные категории IP-адресов, и в каждой категории имеются разные типы.

• 
  Клиентские IP-адреса - У каждого человека или компании с тарифным планом на получение интернет-услуг есть два типа IP-адресов: частный и общедоступный. Термины частный и общедоступный относятся к сетевому расположению: частный IP-адрес используется внутри сети, а общедоступный – за пределами сети.
  
• 
  Частные IP-адреса - Каждое устройство, которое подключается к вашей интернет-сети, имеет частный IP-адрес. Это могут быть компьютеры, смартфоны, планшеты, а также любые устройства с поддержкой Bluetooth, такие как динамики, принтеры, смарт-телевизоры.
  
• 
  Общедоступные IP-адреса-Общедоступный IP-адрес – это основной адрес, связанный со всей сетью. Каждое подключенное устройство имеет собственный IP-адрес, но они также включены в состав основного IP-адреса сети. Как было описано выше, общедоступный IP-адрес предоставляется маршрутизатору интернет-провайдером.
  

---

2.4 Символьные имена. DNS, DHCP, Служба WINS, Шлюзы.
Доменное имя — символьное имя, служащее для идентификации областей, которые являются единицами административной автономии в сети Интернет, в составе вышестоящей по иерархии такой области. Каждая из таких областей называется доме́ном. Общее пространство имён Интернета функционирует благодаря DNS — системе доменных имён.

DNS — компьютерная распределённая система для получения информации о доменах. Чаще всего используется для получения IP-адреса по имени хоста (компьютера или устройства), получения информации о маршрутизации почты и/или обслуживающих узлах для протоколов в домене (SRV-запись).

DHCP — прикладной протокол, позволяющий сетевым устройствам автоматически получать IP-адрес и другие параметры, необходимые для работы в сети TCP/IP. Данный протокол работает по модели «клиент-сервер». Для автоматической конфигурации компьютер-клиент на этапе конфигурации сетевого устройства обращается к так называемому серверу DHCP и получает от него нужные параметры. Сетевой администратор может задать диапазон адресов, распределяемых сервером среди компьютеров. Это позволяет избежать ручной настройки компьютеров сети и уменьшает количество ошибок. Протокол DHCP используется в большинстве сетей TCP/IP.

Распределённая база данных DNS поддерживается с помощью иерархии DNS-серверов, взаимодействующих по определённому протоколу.

Основой DNS является представление об иерархической структуре имени и зонах. Каждый сервер, отвечающий за имя, может передать ответственность за дальнейшую часть домена другому серверу (с административной точки зрения — другой организации или человеку), что позволяет возложить ответственность за актуальность информации на серверы различных организаций (людей), отвечающих только за «свою» часть доменного имени.

WINS (англ. Windows Internet Name Service, рус. Windows-служба Internet-имён) — служба сопоставления NetBIOS-имён компьютеров с IP-адресами узлов.

Хотя WINS не объявлен устаревшим, Microsoft не рекомендует устанавливать его на новые системы, а вместо WINS ставить DNS.

Сервер WINS осуществляет регистрацию имён, выполнение запросов и освобождение имён. Возможно, при использовании NetBIOS поверх TCP/IP необходим WINS-сервер для определения корректных IP-адресов. Использует 137 порт по TCP и UDP.

Существует два WINS-сервера — один из них поставляется с Windows Server, второй включен в пакет Samba (также существует отдельный порт Samba4WINS). Рекомендуется использовать в сетях, состоящих из более чем одного сегмента, и при

---

наличии компьютеров с операционными системами, не основанными на Active Directory. По своей сути и функциональности WINS — это аналог DNS для NetBIOS, но без поддержки иерархической структуры.

Шлюз – это сетевое устройство, предназначенное для объединения двух сетей (передачи между ними пользовательского трафика), которые обладают различными характеристиками, используют различные протоколы или технологии. Gateway может работать на любом из 7 уровней модели взаимодействия открытых систем (OSI). Сопрягаемые сети могут обладать различными скоростями передачи, задержками, процедурами безопасности. Кроме того могут использоваться различные протоколы (TCP и UDP), технологии (ATM и Ethernet) и даже среды передачи (оптическое волокно и витая пара). Также нашли широкое применение полностью беспроводные шлюзы, которые, например, могут использовать технологию WiFi на уровне доступа, а для связи с внешними сетями - сотовые системы связи.

2.5. Диагностика сетевых ресурсов. Протокол ICMP.

ICMP — это протокол управления сообщениями в Интернете, используется IP-устройствами, чтобы информировать другие IP-устройства о действиях и ошибках в сети. Без TCP IP не является надежным протоколом: он не отправляет подтверждения, не проверяет данные на ошибки (только контрольную сумму заголовка) и не повторяет передачу.

Об ошибках можно информировать с помощью сообщений ICMP. Сообщения ICMP используются для отправки ответной реакции о состоянии сети. Например, маршрутизатор, не найдя подходящего элемента для сети в таблице маршрутизации, отправляет сообщение ICMP "недостижимый пункт назначения". Найдя лучший путь, маршрутизатор может послать сообщение ICMP "перенаправить".

ICMP не располагается поверх IP, как могло бы показаться, напротив, сообщения ICMP отправляются внутри заголовка IP. Следовательно, протокол ICMP должен быть реализован модулем IP стека сети. Эти поля сообщения ICMP ставятся в начале заголовка IP

Применений ICMP - это утилиты ping и traceroute.

Ping - это отклик, время ответа сервера на запрос вашего компьютера. Другими словами, это промежуток времени, за который пакет, отосланный от вашего компьютера

---