16370

Построение сетей с помощью концентраторов, коммутаторов, маршрутизаторов

Лабораторная работа

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Построение сетей с помощью концентраторов коммутаторов маршрутизаторов. Цель работы: Ознакомление с приемами моделирования сетей с помощью ПО Cisco Packet Tracer. Получение навыков по построению и моделированию сетей с использованием концентраторов коммутаторов

Русский

2013-06-20

857 KB

66 чел.

Построение сетей с помощью концентраторов, коммутаторов, маршрутизаторов.

Цель работы: 

  1.  Ознакомление с приемами моделирования сетей с помощью ПО Cisco Packet Tracer.
  2.  Получение навыков по построению и моделированию сетей с использованием концентраторов, коммутаторов, маршрутизаторов.
  3.  Получение навыков использования команд ping, tracert, arp для контроля за состоянием вычислительной сети.

Теоретическая часть.

Описание Cisco Packet Tracer.

Cisco Packet Tracer – программный продукт, разработанный в рамках сетевых академий компанией Cisco и позволяющий проектировать сети, изучать сетевое оборудование, связи между ними и конфигурировать их.

Рисунок 1 – Основные компоненты программы Cisco Packet Tracer

  1.  Рабочая область, где размещается оборудование для организации сети;
  2.  Доступное оборудование (концентраторы, коммутаторы, маршрутизаторы, оконечные устройства);
  3.  Кнопки управления объектами;
  4.  Выбор между физической и логической рабочей областью. Особенностью Packet Tracer является то, что при переходе в физическую рабочую область можно рассмотреть созданную сеть на уровне от виртуального города до стойки. Переход на более низкий уровень – по щелчку мыши по объекту. Возврат – кнопка Back;
  5.  Окно наблюдения и управления за передаваемыми пакетами;
  6.  Переключение между режимами работы – режим реального времени и симуляции. В режиме симуляции все пакеты, пересылаемые внутри сети, отображаются графически (Рисунок 2). Эта возможность позволяет наглядно продемонстрировать, по какому интерфейсу в данный момент перемещается пакет, какой протокол используется и т.д.  В данном режиме можно не только отслеживать используемые протоколы, но и видеть, на каком из семи уровней модели OSI данный протокол задействован, щелкнув мышью на квадрат в поле Info (Рисунок 3).

Рисунок 2 – Передача пакетов в режиме симуляции

Рисунок 3 – Уровни модели OSI в Cisco Packet Tracer

Запустить работу в режиме симуляции можно сформировав ping – запрос с помощью или и нажав на кнопку Play.

Каждое устройство может быть сконфигурировано в зависимости от своего назначения. Например, щелкнув на значок компьютера попадаем в область физических настроек, где приведен внешний вид оборудования и перечислены платы, которые можно добавить к устройству. Во вкладке Config (рисунок 4) приведены сетевые настройки устройства (IP,  маска, шлюз, DNS - сервер).

Рисунок 4 -  Сетевые настройки компьютера

Во вкладке Desktop приведены дополнительные возможности:

  •  IP Configuration – сетевые настройки
  •  Command Prompt – командная строка
  •  Терминал
  •  Браузер
  •  Электронная почта и другое.

Командная строка используется для проверки работоспособности сети, задания настроек и просмотра результатов. Основные команды при использовании:

  •  Ping – посылка эхо-запроса

Формат: Ping адрес_узла_назначения.

Может быть с расширениями: Pingt адрес_узла_назначения -  посылка эхо-запроса до тех пор пока не будет прервано командой Ctrl+C;

Pingn count адрес_узла_назначения -  посылка стольких эхо-запросов, сколько указано в count.

  •  Arp – а – просмотр arp-таблицы;

Arpd –очистить arp-таблицу.

  •  Tracert – определение маршрута до узла назначения.

Формат: Tracert адрес_узла_назначения.

Протокол STP.

Spanning Tree Protocol — сетевой протокол, работающий на втором уровне модели OSI. Основной задачей STP является приведение сети Ethernet с множественными связями к древовидной топологии, исключающей циклы пакетов. Происходит это путём автоматического блокирования избыточных в данный момент связей для полной связности портов. Протокол описан в стандарте IEEE 802.1D.

Протокол CDP.

Cisco Discovery Protocol —  протокол второго уровня, разработанный компанией Сisco Systems, позволяющий обнаруживать подключённое (напрямую или через устройства первого уровня) сетевое оборудование Сisco, его название, версию IOS и IP-адреса. Поддерживается многими устройствами компании, почти не поддерживается сторонними производителями.

Получаемая информация включает в себя типы подключённых устройств, интерфейсы маршрутизатора, к которым подключены соседние устройства , интерфейсы, использующиеся для создания соединений, а также модели устройств.

Протокол ICMP.

Internet Control Message Protocol - протокол управляющих сообщений.

Используя ICMP, узлы и маршрутизаторы, связывающиеся по протоколу IP, могут сообщать об ошибках и обмениваться ограниченной управляющей информацией и сведениями о состоянии.

Каждое сообщение протокола ICMP передается по сети внутри пакета IP (Рисунок 5). Пакеты IP с сообщениями ICMP маршрутизируются точно так же, как и любые другие пакеты, без приоритетов, поэтому они также могут теряться. Кроме того, в загруженной сети они могут вызывать дополнительную загрузку маршрутизаторов. Для того, чтобы не вызывать лавины сообщения об ошибках, потери пакетов IP, переносящие сообщения ICMP об ошибках, не могут порождать новые сообщения ICMP.

Рисунок 5 - Формат пакета ICPM

Статическая и динамическая маршрутизация.

Маршрутизация — процесс определения маршрута следования информации в сетях связи. Маршруты могут задаваться административно (статические маршруты), либо вычисляться с помощью алгоритмов маршрутизации, базируясь на информации о топологии и состоянии сети, полученной с помощью протоколов маршрутизации (динамические маршруты). После определения маршрута следования пакета необходимо отослать информацию об этом каждому транзитному устройству. Каждое сообщение обрабатывается и заносится в таблицу маршрутизации, в которой указывается интерфейс, по которому устройство должно передавать данные, относящиеся к конкретному потоку.

Протокол RIP.

Routing Information Protocol – протокол маршрутной информации. Используется для изменения записей в таблице маршрутизации в автоматическом режиме. Для измерения расстояния до пункта назначения чаще всего используется количество хопов – количество промежуточных маршрутизаторов, которые нужно преодолеть пакету до пункта назначения (хотя могут быть и другие варианты – надежность сетей, задержки, пропускная способность). Роутеры отсылают свою таблицу маршрутизации соседям, получают от них подобные сообщения и обрабатывают их. Если новая информация имеет лучшее значение метрики, то старая запись замещается новой, и маршрутизатор снова отсылает пакет RIP своим соседям, ждет ответа и обрабатывает информацию.

Протокол ARP.

Любое устройство, подключенное к локальной сети, имеет уникальный физический сетевой адрес, заданный аппаратным образом. 6-байтовый Ethernet-адрес выбирает изготовитель сетевого интерфейсного оборудования из выделенного для него по лицензии адресного пространства. Если у машины меняется сетевой адаптер, то меняется и ее Ethernet-адрес.

4-байтовый IP-адрес задает менеджер сети с учетом положения машины в сети Интернет. Если машина перемещается в другую часть сети Интернет, то ее IP-адрес должен быть изменен. Преобразование IP-адресов в сетевые выполняется с помощью arp-таблицы. Каждая машина сети имеет отдельную ARP-таблицу для каждого своего сетевого адаптера.

Преобразование адресов выполняется путем поиска в таблице. Эта таблица, называемая ARP-таблицей, хранится в памяти и содержит строки для каждого узла сети. В двух столбцах содержатся IP- и Ethernet-адреса. Если требуется преобразовать IP-адрес в Ethernet-адрес, то ищется запись с соответствующим IP-адресом.

ARP-таблица необходима потому, что IP-адреса и Ethernet-адреса выбираются независимо, и нет какого-либо алгоритма для преобразования одного в другой.

Существуют следующие типы сообщений ARP: запрос ARP (ARP request) и ответ ARP (ARP reply). Система-отправитель при помощи запроса ARP запрашивает физический адрес системы-получателя. Ответ (физический адрес узла-получателя) приходит в виде ответа ARP.

Перед тем как передать пакет сетевого уровня через сегмент Ethernet, сетевой стек проверяет кэш ARP, чтобы выяснить, не зарегистрирована ли в нём уже нужная информация об узле-получателе. Если такой записи в кэше ARP нет, то выполняется широковещательный запрос ARP. После этого отправитель обновит свой кэш ARP и будет способен передать информацию получателю.

Узел, которому нужно выполнить отображение IP-адреса на локальный адрес, формирует ARP запрос, вкладывает его в кадр протокола канального уровня, указывая в нем известный IP-адрес, и рассылает запрос широковещательно.

Все узлы локальной сети получают ARP запрос и сравнивают указанный там IP-адрес с собственным.

В случае их совпадения узел формирует ARP-ответ, в котором указывает свой IP-адрес и свой локальный адрес и отправляет его уже направленно, так как в ARP запросе отправитель указывает свой локальный адрес.

Практическая часть.

  1.  Создание сети с помощью концентратора.

  1.  Соберите схему как показано на рисунке 6.


Рисунок 6 – Схема сети с одним концентратором

  1.  Задайте каждому компьютеру и серверу, входящему в сеть IP, маску и шлюз согласно таблице 1.

Таблица 1 – Данные для организации сети

Устройство

IP

Маска подсети

Шлюз

PC-PT (PC0)

192.168.1.1

255.255.255.0

192.168.1.6

PC-PT (PC1)

192.168.1.2

255.255.255.0

192.168.1.6

PC-PT (PC2)

192.168.1.3

255.255.255.0

192.168.1.6

PC-PT (PC3)

192.168.1.4

255.255.255.0

192.168.1.6

PC-PT (PC4)

192.168.1.5

255.255.255.0

192.168.1.6

Server-PT (Server0)

192.168.1.6

255.255.255.0

  1.  Пошлите пинг-запрос от РС0 к РС4. В командной строке просмотрите arp-таблицу для РС0.
    1.   Пошлите пинг-запрос от РС0 к РС3 и Server0. В командной строке просмотрите arp-таблицу для РС0.
    2.  Пошлите пинг-запрос с параметром –t от РС2 к РС4. В командной строке просмотрите arp-таблицу для РС4  и очистите ее.
    3.  Пошлите пинг-запрос от  РС2 к РС3, при этом число отправляемых сообщений с эхо-запросом должно быть равно 7.
    4.   В режиме симуляции сформируйте сложный пинг-запрос от РС2 к РС1, указав посылку пакетов с периодичностью - 1 секунда. Проследите за работой сети, изменяя в процессе работы скорость передачи.
    5.   Создайте схему сети как показано на рисунке 7:

Рисунок 7 – Схема сети  с тремя концентраторами

  1.  Задайте каждому оконечному устройству, входящему в сеть IP, маску и шлюз согласно таблице 2.

Таблица 2 – Данные для организации сети

Устройство

IP

Маска подсети

Шлюз

PC-PT (PC0)

192.168.xx.1

255.255.255.0

192.168.xx.6

PC-PT (PC1)

192.168.xx.2

255.255.255.0

192.168.xx.6

PC-PT (PC2)

192.168.xx.3

255.255.255.0

192.168.xx.6

PC-PT (PC3)

192.168.xx.4

255.255.255.0

192.168.xx.6

Printer0

192.168.xx.5

255.255.255.0

192.168.xx.6

Server-PT (Server1)

192.168.xx.6

255.255.255.0

Где хх – номер бригады + последняя цифра номера группы.

  1.  Пошлите пинг-запрос от РС0 к РС3.
    1.  Пошлите пинг-запрос от принтера к серверу. В командной строке просмотрите arp-таблицу для сервера.
    2.  В режиме симуляции сформируйте сложный пинг-запрос от РС2 к серверу, указав посылку пакетов с периодичностью - 2 секунды. Проследите за работой сети, изменяя в процессе работы скорость передачи. Проследите изменения в arp-таблице для сервера.

  1.  Создание сети с помощью коммутатора.

  1.  Замените в схеме (рисунок 7) хабы на свичи.
    1.  Задайте каждому оконечному устройству, входящему в сеть IP, маску и шлюз согласно таблице 2.
    2.  Пошлите пинг-запрос от РС0 к РС3, от РС1 к РС3, от РС2 к серверу, от сервера к принтеру.
    3.  Выполните пункт 2.3 в режиме симуляции. Проследите как передаются пакеты от адресата к получателю.
    4.  Задайте серверу доменное имя – фамилия одного из члена бригады  (вкладка configDNS - поле Name), IP -  адрес (поле  Address) и нажмите на кнопку Add. (см. рисунок 8)

Рисунок 8 – Задание доменного имени серверу

6. Пропингуйте из любого компьютера сервер, но вместо IP-адреса задайте доменное имя.

  1.   Зайдите на вкладку HTTP и измените запись на свою (рисунок 9). Данная фраза будет появляться при работе Web Browser.

Рисунок 9 – Работа Web Browser

8. Выберите вкладку любого компьютера DesktopWeb Browser  и  в поле URL задайте доменное имя сервера. Результат будет как приблизительно как на рисунке 10.

Рисунок 10 – Результат работы Web Browser

  1.  Создание сети с помощью маршрутизатора.

  1.  Соберите схему сети представлено на рисунке 11.

Рисунок 11 – Схема сети с одним маршрутизатором

  1.  Задайте каждому оконечному устройству, входящему в сеть IP, маску и шлюз согласно таблице 3.

Таблица 3 – Данные для организации сети

Устройство

IP

Маска подсети

Шлюз

PC-PT (PC0)

192.168.1.1

255.255.255.0

192.168.1.3

PC-PT (PC1)

192.168.1.2

255.255.255.0

192.168.1.3

PC-PT (PC2)

192.168.100.1

255.255.255.0

192.168.100.2

  1.  Настройте интерфейсы маршрутизатора:

Ip-адрес интерфеса маршрутизатора – шлюз соответствующей подсети. Маска – 255.255.255.0. Для включения используемых интерфейсов нужно поставить галочку («On») около Port Status, тогда индикаторы вблизи роутера станут зелеными.

  1.  Пропишите статические маршруты во вкладке маршрутизатора ConfigStatic. Проверьте работу сети.
  2.  Согласно варианту настройте одну из следующих схем:

Рисунок 12 – Вариант 1

Рисунок 13 – Вариант 2

Рисунок 14 – Вариант 3

Рисунок 15 – Вариант 4

Рисунок 16 – Вариант 5

Рисунок 17 – Вариант 6

Рисунок 18 – Вариант 7

Рисунок 19 – Вариант 8

Рисунок 20 – Вариант 9

Рисунок 21 – Вариант 10

  1.  Пропишите динамические маршруты на каждом из роутеров (вкладка Config - RIP).
  2.  Протестируйте работу сети, проследите за продвижением пакетов (как в режиме симуляции, так и с помощью команды tracert). Результаты представьте в отчете.
  3.  Просмотрите таблицу маршрутизацию для каждого роутера (навести лупу (панель управления объектами) на маршрутизатор и выбрать соответствующий пункт).

Содержание отчета.

Отчет должен содержать результаты проделанной работы по каждому пункту.

Контрольные вопросы.

  1.  Особенности работы в Cisco Packet Tracer.
  2.  Назначение концентраторов, коммутаторов, маршрутизаторов, их отличия.
  3.  Назначения команд ping, tracert, arp.
  4.  Статическая и динамическая маршрутизация. Протокол RIP.
  5.  Назначение таблицы маршрутизации, структура.
  6.  Особенности настройки маршрутизаторов.
  7.  Протокол ARP. Назначение.

Список литературы.

  1.  В. Олифер, Н. Олифер. – Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы: Учебник для вузов. Четвертое издание. – СПБ.: Питер, 2010 – 944с.
  2.  Программа сетевой академии Cisco CCNA Cisco 1 и 2. Вспомогательное руководство. Третье издание: Перевод с английского. -  Москва: «Вильямс», 2008. – 1168.
  3.  Программа сетевой академии Cisco CCNA Cisco 3 и 4. Вспомогательное руководство. Третье издание: Перевод с английского. -  Москва: «Вильямс», 2007. – 994.
  4.  Тодд Леммл.  - CCNA Cisco Certified Network Associate. Учебное руководство. Экзамен 640-507. Второе издание. -  Издательство "ЛОРИ", 2002 год.
  5.  Тодд Леммл, Кевин Хейлз.  – Настройка коммутаторов Cisco. -  Издательство "ЛОРИ", 2002 год.

PAGE   \* MERGEFORMAT 17


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

34906. Факторы изменения спроса. Исключения из закона спроса 45 KB
  Исключения из закона спроса ФАКТОРЫ СПРОСА детерминанты спроса – факторы влияющие на величину спроса. Основным детерминантом является цена товара влияющая на спрос в соответствии с законом спроса. Кроме того существует ряд других факторов которые принято называть неценовыми факторами спроса.
34907. Факторы экономического роста 25.5 KB
  К факторам спроса следует отнести факторы способствующие увеличению совокупного спроса. Это заработная плата и иные доходы налоги на доходы и имущество предельная склонность к потреблению ставка банковского процента величина кассовых остатков и другие факторы определяющие спрос. Факторы распределения включают инфраструктуру страны по распределению и перераспределению ресурсов и продукции.
34908. Финансовая система государства. Понятия и функции 27 KB
  Финансовая система Российской Федерации представляет собой 4блочную систему: общегосударственные финансы; территориальные финансы; финансы хозяйствующих субъектов; финансы граждан. Главную роль в финансовой системе государства играют финансы хозяйствующих субъектов их задача заключается в формировании и использовании своих денежных средств.
34909. Функции и элементы налогов 25 KB
  Налоги образуют источник бюджетных доходов; Функция перераспределения ресурсов между отраслями. Налоги стимулируют одни виды деятельности и ограничивают другие; Функция перераспределения доходов между членами общества и достижения социальной справедливости. Люди с высокими доходами платят повышенные налоги а наиболее бедные напротив получают субсидии.
34910. Функции экономической теории 32.5 KB
  Такое изучение начинается с рассмотрения фактов массовых экономических данных особенностей поведения хозяйствующих субъектов что в западной экономической литературе обозначают термином описательная наука. Прогностическая функция экономической теории состоит в определении перспектив социальноэкономического развития на будущее. Изучая и систематизируя факты экономической действительности раскрывая содержание экономических категорий законов закономерностей экономическая теория позволяет прогнозировать экономическое развитие что дает...
34911. Функция предложения. Закон предложения. Факторы изменения предложения 50.5 KB
  Закон предложения. Факторы изменения предложения Функцией предложения называют зависимость объема предложения от определяющих его факторов: QS = fPPBPZRKCX где QS – объем предложения товара А в единицу времени; Р PB . Зависимость между ценой блага и максимальным объемом его предложения при прочих неизменных условиях называется функцией предложения по цене: QS= f P.
34912. Функция спроса. Закон спроса 41.5 KB
  Закон спроса Спрос отражает то количество товара которое покупатели готовы купить по каждой из предложенных цен в данном месте в данное время. Функция спроса Функция спроса в рыночном механизме является определяющей ибо именно она заставляет производство выпускать необходимые населению товары улучшать их качество и ассортимент. Зависимость объема спроса от определяющих его факторов называют функцией спроса: где QD объем спроса на товар А в единицу времени; Р цена товара А; РB.
34913. Цели, инструменты, предмет макроэкономики 25.5 KB
  Макроэкономика изучает национальную экономику в целом в отличие от микроэкономики которая изучает отдельные экономические субъекты. Макроэкономическая теория изучает: экономическое поведение подъемы и спады экономики безработицу инфляцию; экономическую политику меняющую валютные курсы и инвестиции; экономические факторы влияющие на ставку процента цены и бюджет.
34914. Экономическая эффективность, показатели эффективности, КПВ 63.5 KB
  Экономическая эффективность эффективность производства это соотношение полезного результата и затрат факторов производственного процесса.[1] Экономическая эффективность результативность экономической системы выражающаяся в отношении полезных конечных результатов ее функционирования к затраченным ресурсам. На макроэкономическом уровне экономическая эффективность равна отношению произведённого продукта ВВП к затратам труд капитал земля минус единица.