Файл: Основы интернеттехнологий.docx

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ ИМ. ПРОФ. М.А. БОНЧ-БРУЕВИЧА»

(СПбГУТ)

Кафедра безопасности информационных систем

ОТЧЁТ

по практической работе №1 на тему:
«Адресация в компьютерных сетях. Диагностика сетевых ресурсов»

по дисциплине «Основы интернет-технологий»

Выполнил: студент группы ИСТ-114, Медведева С.Г.

«30» октября 2022 г. ___________/Медведева С.Г

Принял: Исупова Е. А.

«»2022 г. ___________/Е.А. Исупова

СОДЕРЖАНИЕ

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

В ходе лабораторный работы закрепить знания о базовых понятиях адресации в компьютерных сетях.

Ознакомится и уметь применять набор инструментов для оптимизации и диагностики сетевых ресурсов.

Вопросы для изучения

1. Принципы адресации в компьютерных сетях

Компьютерная сеть (КС) — это совокупность компьютеров, соединенных линиями связи и оснащенных коммуникационным оборудованием и программным обеспечением.

Для того, чтобы компьютеры могли идентифицировать друг друга в информационно-вычислительной сети, им присваиваются явные адреса. Основными типами адресов являются следующие:

• 
  MAC-адрес
  
• 
  IP-адрес
  
• 
  Доменный адрес (DNS)
  

Модель взаимодействия открытых систем (Open System Interconnection, OSI) определяет различные уровни взаимодействия систем в сетях с коммутацией пакетов, дает им стандартные имена и указывает, какие функции должен выполнять каждый уровень.

Три нижних уровня — физический, канальный и сетевой — являются сетезависимыми, то есть протоколы этих уровней тесно связаны с технической реализацией сети и используемым коммуникационным оборудованием.

Три верхних уровня — прикладной, представительный и сеансовый — ориентированы на приложения и мало зависят от технических особенностей построения сети.

---

2. Локальные адреса. MAC-адрес

MAC-адрес, который так же называют физическим адресом или интернет-адресом присваивается каждому сетевому адаптеру любого устройства, способного подключаться к сети интернет, при его производстве. Его размер – 6 байт. Обычно записывается в виде 12 цифр в 16-чной системе счисления, например, 01-02-02-ВС-Е6-91.

Это уникальный адрес, первые шесть символов идентифицируют фирму производителя, которая следит, чтобы остальные шесть символов не повторялись на производственном конвейере. МАС-адрес выбирает производитель сетевого оборудования из выделенного для него по лицензии адресного пространства. Когда у машины заменятся сетевой адаптер, то меняется и ее МАС-адрес.

Собственно, MAC-адрес соответствует не компьютеру, а его сетевому интерфейсу. Таким образом, если компьютер имеет несколько интерфейсов, то это означает, что каждому интерфейсу будет назначен свой физический адрес. Каждой сетевой карте соответствует собственный MAC-адрес и IP-адрес, уникальный в рамках глобальной сети.

MAC-адреса используются на физическом и канальном уровнях, т.е. в "однородной" среде. Для того, чтобы могли связываться друг с другом компьютеры, входящие в большие составные сети, используется другой вид адресов - IP-адреса.

3. Сетевые адреса. IP-адрес.

Сетевой адрес или IP используется в сетях TCP/IP при обмена данными на сетевом уровне. IP расшифровывается как internet protocol – протокол интернета. В версии протокола IPv4 IP-адрес имеет длину 4 байта, а в версии протокола IPv6 — 16 байт.

IP-адрес компьютера, например 192.168.1.10, состоит из двух частей – номера сети (иногда называемого идентификатором сети) и номера сетевого компьютера (идентификатора хоста). Номер сети должен быть одинаковым для всех компьютеров сети и в нашем примере номер сети будет равен 192.168.1. Номер компьютера должен быть уникален в данной сети, и компьютер в нашем примере имеет номер 10.

Части, разделяемые точкой, называются октететами. Каждый октет может принимать значения от 0 до 255.

Номер сети может быть выбран администратором произвольно либо назначен по рекомендации специального подразделения Internet (Network Information Center, NIC), если сеть должна работать как составная часть Internet. Обычно провайдеры услуг Internet получают диапазоны адресов у подразделений NIC, а затем распределяют их между своими абонентами. Номер узла в протоколе IP назначается независимо от локального адреса узла. Деление IP-адреса на поле номера сети и номера узла гибкое, и граница между этими полями устанавливается произвольно. Узел может входить в несколько IP-сетей. В этом случае узел должен иметь несколько IP-адресов, по числу сетевых связей. IP-адрес характеризует не отдельный компьютер или маршрутизатор, а одно сетевое соединение.

---

4. Символьные имена. DNS, DHCP, Служба WINS, Шлюзы.

Доменный адрес — уникальное символьное имя компьютера в сети. Оно состоит из частей, разделенных точками. Место назначения уточняется справа налево: сначала указывается имя компьютера, затем — имя в сети, в которой он находится.

Доменный адрес компьютера включает в себя как минимум два уровня доменов. Домен первого уровня определяет страну или тип организации, которой принадлежит компьютер. Существуют установленные двухбуквенные сокращения для доменов стран. Например, Россия — ru, США — us, Франция — fr и т. д. Домены типов организаций обычно имеют трехбуквенные сокращения. Например, учебные заведения — edu, правительственные учреждения — gov, коммерческие организации — com, провайдеры услуг Интернет — net и т. д. Домен второго уровня определяет организацию, которая владеет или управляет сетью, содержащей данный компьютер. Обычно имя этого домена совпадает с названием соответствующей фирмы или ее торговой маркой. Имя компьютера указывает конкретный компьютер в сети, определенной доменами первого и второго (а возможно, и следующих) уровней. Оно регистрируется только в этой сети, и только эта сеть «ответственна» за передачу информации конкретному компьютеру-адресату.

Примеры доменных имен:

• 
  win.smtp.dol.ru
  
• 
  www.google.com.ua
  

Домены могут сочетать региональные и организационные уровни, например: edu.ru — образовательные организации в России.

Доменные адреса должны быть преобразованы в IP-адреса. «Обычный» компьютер не может и не должен знать все IP-адреса Интернета. На DNS-серверах (Domain Name System) хранятся таблицы соответствия доменных и IP-адресов. DNS-серверы распределены по всей сети Internet. Каждый из них хранит информацию о большом числе компьютеров и способен мгновенно преобразовать доменное имя в IP-адрес. Если IP-адрес запрошенного компьютера не известен данному DNS-серверу, он обратится к ближайшему DNS-серверу и т. д. по цепочке, пока требуемый адрес не будет найден. Это займет несколько секунд. Адрес одного из DNS-серверов пользователь должен указать при настройке компьютера для работы в Интернете. Его можно получить у администратора локальной сети или провайдера.

DHCP

Для динамической выдачи IP-адресов используется сетевой протокол DHCP («Dynamic Host Configuration Protocol»), что переводится как протокол динамической настройки узла. DHCP работает по модели «клиент-сервер». Он автоматически раздает IP-адреса и другие параметры конфигурации устройствам, чтобы те могли работать в сети.

---

• 
  Клиент – это устройство, которому надо получить IP-адрес для работы в сети. Это может быть телефон, планшет, ноутбук или компьютер.
  
• 
  Сервер – это устройство, которое раздает IP-адреса клиентам и следит за тем, чтобы два клиента не получили одинаковый IP-адрес.
  

Сервер и клиент обмениваются сообщениями по принципу «запрос-ответ». Взаимодействие состоит из 4 этапов и сокращенно называется «DORA». По одной букве на каждый этап:

1. 
   Поиск – Discover.
   
2. 
   Предложение – Offer.
   
3. 
   Запрос – Request.
   
4. 
   Подтверждение – Acknowledgement (ACK).
   

DHCP-сервер может назначать IP-адреса тремя способами:

• 
  фиксированным (ручным)
  
• 
  автоматически
  
• 
  динамически
  

Фиксированный – в этом случае происходит настройка DHCP сервера, в ходе которой администратор вручную прописывает соответствие между каждым MAC-адресом и IP-адресом. Таким образом, за каждым устройством закрепляется свой адрес, который будет выдавать сервер.

Автоматический – при таком способе каждое устройство автоматически получает IP-адрес, который не будет меняться. DHCP-сервер выдает адрес в бессрочную аренду, пока клиент от него не откажется. 

Динамический – DHCP-сервер выдает клиенту любой адрес из диапазона свободных. Эти адреса не закрепляются за конкретными устройствами. 

Службы WINS

WINS – это служба разрешения имен для сетей Windows, которая сопоставляет имена хостов в сети с их сетевыми IP-адресами. Аббревиатура WINS является сокращением от Windows Naming Service. WINS преобразует имена NetBIOS в IP-адреса в локальной или глобальной сети.

Эта служба разрешения требуется в любой сети с клиентами, которые используют имена NetBIOS. Это также относится в первую очередь к более старым приложениям и машинам, работающим под управлением более старых версий Windows, выпущенных до Windows 2000, Windows XP, Windows Server 2003.

Как и DNS, WINS использует распределенную систему клиент/сервер для поддержания соответствия имен компьютеров и адресов. Клиенты Windows могут быть настроены на использование основного и дополнительного серверов WINS, которые динамически обновляют пары имя/адрес при подключении и выходе компьютеров из сети. Динамическое поведение WINS означает, что он также поддерживает сети, использующие DHCP.

---

Шлюз

Основной шлюз — это сетевое устройство или специальная операционная система, в задачи которого входит передача сетевого трафика из одной локальной сети в другую, данный процесс называется маршрутизация. Шлюз по умолчанию позволяет устройствам из одной сети взаимодействовать с устройствами в другой сети.

5. Диагностика сетевых ресурсов. Протокол ICMP.

Протокол ICMP (Internet Control Message Protocol) — сеть протоколов, которая отвечает за сообщение об ошибках посредством генерации и отправки сообщений на IP-адрес источника при возникновении сетевых проблем, с которыми сталкивается система. Сообщения, генерируемые ICMP, указывают на то, что определенный шлюз, маршрутизатор, служба или даже хост, которые должны подключаться к Интернету, недоступны.

Протокол IP, который используется для передачи данных на сетевом уровне, обеспечивает сервис передачи данных без гарантии доставки. Если по пути передачи данных с пакетом что-то произойдет, то никаких действий не предпринимается, сообщения об ошибке не отправляются, попыток передать снова этот пакет не предпринимается.

Информация о возникающих ошибках в сети передается по протоколу ICMP. А также протокол ICMP может использоваться для диагностики работы в сети даже, когда в ней не возникают ошибки. Так как IP предоставляет сервис без гарантии доставки, то сообщение об ошибках ICMP не обязаны обрабатываться ни протоколом ICMP ни протоколом IP.

Протокол ICMP используется для сообщения об ошибках, которые происходят в сети и для тестирования работоспособности сети. 

ХОД РАБОТЫ

1 Создание виртуальной машины

Виртуальная машина - программная и/или аппаратная система, эмулирующая аппаратное обеспечение некоторой платформ и исполняющая программы для guest-платформы на host-платформе или виртуализирующая некоторую платформу и создающая на ней среды, изолирующие друг от друга программы и даже операционные системы, также спецификация некоторой вычислительной среды (например: «виртуальная машина языка программирования Си»).

Была установлена программа VirtualBox. В ней была установлена операционная система Windows 7.



Рис. 1 – Виртуальная машина

---