Методические указания к лабораторной работе №3 по дисциплине «Сетевые информационные технологии» для студентов специальностей 200700 «Радиотехника» Нижний Новгород 2005 icon

Методические указания к лабораторной работе №3 по дисциплине «Сетевые информационные технологии» для студентов специальностей 200700 «Радиотехника» Нижний Новгород 2005


Смотрите также:
Методические указания к лабораторной работе №3 по дисциплине "Электродинамика и распространение...
Исследование дисперсионных свойств прямоугольного волновода методические указания к лабораторной...
Методические указания к выполнению курсовой работы для студентов всех форм обучения направления...
Методические указания к выполнению курсовой работы для студентов всех форм обучения направления...
Методические указания к лабораторной работе по курсу "Компьютерный анализ электронных схем" для...
Методические указания к лабораторной работе по курсу “Физические основы электроники” для...
Методические указания по выполнению лабораторной работы №15 для студентов специальности 071900...
Методические указания по выполнению лабораторной работы №12 для студентов специальности 071900...
Методические указания по выполнению лабораторной работы №14 для студентов специальности 071900...
Методические указания к лабораторной работе Нижний Новгород 2003...
Контрольное задание для студентов 1-го курса заочной формы обучения по дисциплине «информатика»...
Методические указания к лабораторной работе №43 по физике для студентов всех специальностей...



Загрузка...
скачать
Министерство образования Российской Федерации


НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ


Кафедра «Информационные радиосистемы»


Изучение протоколов TCP/IP


Методические указания к лабораторной работе № 3


по дисциплине «Сетевые информационные технологии»


для студентов специальностей 200700 «Радиотехника»


Нижний Новгород 2005

УДК 621.325.5-181.4


Изучение протоколов TCP/IP: Метод. указания к лаб. работе № 3 по дисциплине «Сетевые информационные технологии» для студентов спец. 200700 / НГТУ; Сост.: А.В.Миронов Н. Новгород, 2004 16с.


Изложены краткие сведения о порядке конфигурирования протоколов TCP/IP в операционной системе Linux, описаны способы тестирования отдельных протоколов, сформулировано задание для выполнения лабораторной работы


Редактор Э.А.Жирнова


Подп. к печ. . Формат ______. Бумага газетная. Печать

офсетная. Печ.л. . Уч.-изд.л. . Тираж ____ экз. Заказ .


Нижегородский государственный технический университет.

Типография НГТУ. 603600, Н. Новгород, ул. Минина, 24.


© Нижегородский государственный

технический университет, 2005


Цель работы: Ознакомление с принципами, порядком, параметрами конфигурирования протоколов группы TCP/IP и утилитами их тестирования.

Введение

Протоколы группы TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) разрабатывались в UNIX-подобных ОС (BSD Unix) и затем были портированы в другие операционные системы. В связи с этим порядок настройки этих протоколов и основные утилиты конфигурирования и тестирования достаточно похожи в различных операционных системах. Linux полностью поддерживает протоколы стека TCP/IP и, являясь открытой операционной системой, представляет широкие возможности по их изучению.

Текущая реализация (NET-3) TCP/IP для Linux поддерживает различные протоколы канального уровня Ethernet, SLIP (Serial Line Internet Protocol: протокол последовательного подключения к Интернету) и PPP (Point-to-Point Protocol: протокол "точка-точка"), позволяющие подключаться к Интернету по телефонным линиям с помощью модема, протоколы беспроводной связи и многие другие.

Для успешного выполнения рассматриваемых далее процедур предполагается, что:

  1. На компьютере установлены утилиты TCPIP (программы TCP/IP и вспомогательные конфигурационные файлы);

  2. Ядро ОС скомпилировано с поддержкой TCP/IP и использующихся сетевых адаптеров.

  3. Пользователь обладает правами администратора, иначе большинство описываемых шагов доступны ему только для проверки текущей конфигурации.

Утилиты администрирования UNIX-систем размещаются в специальных каталогах файловой системы - /sbin и /usr/sbin, и доступны для полнофункционального использования только пользователям, обладающим правами администратора. Для непривилегированных пользователей эти утилиты позволяют чтение параметров конфигурации соответствующих сервисов и служб.

Помимо утилит для конфигурирования протоколов TCP/IP используются некоторые файлы и скрипты в каталогах /etc и /etc/rc.d соответственно (В дистрибутивах UNIX-подобных ОС расположение и формат этих файлов могут отличаться от описываемого).

Конфигурирование IP протокола

В большинстве случаев необходимую информацию о параметрах конфигурирования протоколов TCP/IP предоставляет системный администратор. Необходимо знать следующие параметры:

  • IP-адрес - уникальный адрес компьютера в формате четырех трехзначных десятичных чисел, разделенных точками, например, 128.253.153.54. Если конфигурируется только режим работы с интерфейсом «обратной петли», loopback interface, т.е. когда у компьютера нет сетевого адаптера, а только моделируется подключение TCP/IP компьютера к самому себе, то IP адрес устанавливается равным 127.0.0.1.

  • Маска подсети (NETMASK). Формат маски аналогичен формату IP-адреса. Маска определяет, какая часть IP-адреса соответствует номеру локальной подсети (subnetwork number), а какая номеру компьютера в сети. Маска представляет собой битовый шаблон, при наложении которого на адрес компьютера (хоста) можно узнать адрес сети, к которой относится этот адрес. Маска выбиралась администратором сети при ее проектировании в зависимости от её предполагаемого размера. Для подсети из 8 хостов маска будет 255.255.255.248, 16 – 255.255.255.232. То же относится и к адресу loopback - поскольку адрес в этом случае всегда 127.0.0.1, то и маска всегда 255.0.0.0. Это может указываться явно или оставляться на усмотрение ОС для установки по умолчанию.

  • Адрес сети (NETWORK). Этот адрес является результатом побитовой операции AND двух аргументов: IP-адреса компьютера и маски подсети. Например, если маска имеет вид 255.255.255.0, IP-адрес равняется 128.253.154.32, то адрес сети будет 128.253.154.0. Если маска равняется 255.255.0.0, то адрес сети будет равняться 128.253.0.0. При использовании только loopback сетевой адрес отсутствует.

  • Широковещательный адрес (BROADCAST). Этот адрес используется для трансляции пакетов сообщений всем компьютерам, объединенным в подсеть. Следовательно, если IP-адрес компьютера в сети определяется последним байтом (иными словами, если маска равна 255.255.255.0), то широковещательный адрес является результатом побитовой операции OR выражения NOT(NETMASK) с IP-адресом Вашего компьютера. Например, если IP-адрес компьютера 128.253.154.32, а маска 255.255.255.0, то широковещательный адрес будет равен 128.253.154.255. При использовании только loopback широковещательный адрес отсутствует.

  • Адрес шлюза (GATEWAY) - это адрес компьютера, который находится в двух различных сетях (т.е. имеет IP-адреса в различных подсетях). Шлюз занимается тем, что пересылает пакеты сообщений между этими двумя сетями. Многие сети имеют единственный шлюз во внешний мир (который представляет собой непосредственно примыкающую сеть). Однако в некоторых случаях к локальной сети примыкает несколько других сетей, и для каждой из них имеется свой шлюз. В большинстве случаев адрес шлюза соответствует адресу сети + 1. Например, если IP-адрес подсети 192.168.4.32, то адрес шлюза по умолчанию имеет значение 192.168.4.33. Шлюзов может быть несколько – в этом случае их адреса сообщаются сетевым администратором или автоматически в процессе работы сети. При использовании только loopback интерфейса или в случае изолированной сети адрес шлюза отсутствует.

Данные параметры IP протокола используются в конфигурационных скриптах в каталоге /etc/rc.d/rc.*, выполняемых при загрузке ОС. Эти скрипты вызываются из /etc/rc.d/rc.S, который инициируется при загрузке системы процессом init.

Скрипт rc.inet1 производит конфигурирование сетевого интерфейса. Сюда входит задание IP-адреса компьютера и информации о таблице маршрутов сети. Таблицы маршрутов используются для того, чтобы направлять входящие в сеть и выходящие из сети IP-пакеты. В самом простом случае имеется всего три маршрута: один для пакетов, посылаемых на данный компьютер, второй на другие компьютеры в той же сети, и третий на компьютеры вне локальной сети (через шлюз). Для конфигурирования этих параметров используются две программы - ifconfig и route, параметры запуска которых можно изучить в соответствующем руководстве man:

  • Программа ifconfig используется для конфигурирования интерфейса сетевых устройств. При этом задаются такие параметры, как IP-адрес, маска, широковещательный адрес и т.п.

  • Программа route используется для создания и изменения элементов в таблице маршрутов.

Для большинства конфигураций файл rc.inet1 может выглядеть примерно следующим образом. Этот пример, разумеется, следует приспособить к конкретному компьютеру и НЕ использовать те IP-адреса, которые указаны в этом примере (они соответствуют некоторым конкретным компьютерам в сети Интернет).

#!/bin/sh

# Это пример файла /etc/rc.d/rc.inet1 - конфигурирование

# интерфейсов TCP/IP

HOSTNAME=`hostname` # утилита hostname возвращает имя

# компьютера из файла /etc/HOSTNAME

/sbin/ifconfig lo 127.0.0.1 # маска по умолчанию - 255.0.0.0

/sbin/route add 127.0.0.1 # маршрут к loopback


# Конфигурирование Ethernet интерфейса с именем eth0

IPADDR="128.253.154.32" # IP-адрес

NETMASK="255.255.255.0" # Маска сети

NETWORK="128.253.154.0" # Адрес сети

BROADCAST="128.253.154.255" # Адрес сети, если он есть.

GATEWAY="128.253.154.1" # Шлюз по умолчанию


/sbin/ifconfig eth0 ${IPADDR} netmask ${NETMASK} broadcast ${BROADCAST}

# Если у вас нет широковещательного адреса, то замените

# предыдущую строчку на следующую:

# /sbin/ifconfig eth0 ${IPADDR} netmask ${NETMASK}


/sbin/route add ${NETWORK}

# Следующая строчка нужна только в случае, если есть шлюз

# (т.е. сеть связана с внешним миром)

/sbin/route add default gw ${GATEWAY} metric 1


В современных дистрибутивах данный скрипт как правило является набором функций, выполняющих эти действия с переменными, устанавливаемыми в отдельном конфигурационном файле (/etc/rc.d/rc.inet1.conf).

Протоколы и сервисы TCP/IP

Протокол IP является протоколом сетевого уровня, отвечающим за доставку IP пакетов от одного узла к другому в сети Интернет. Помимо него, существует большое количество других протоколов как сетевого, так и транспортного уровня. Модуль IP выполняет функцию мультиплексора/демультиплексора содержимого IP пакетов, направляя их к соответствующему модулю другого протокола. Известные данному хосту протоколы перечислены в файле /etc/protocols. Каждый известный протокол имеет свой номер, указываемый в поле «Протокол» IP пакета, и данный номер определяет какому зарегистрированному ОС модулю другого протокола будет направлено содержимое IP пакета.

Адресация в протоколах транспортного уровня, таких как UDP и TCP осуществляется с помощью номера порта. Соединение двух узлов на уровне протокола транспортного уровня определяется сокетом – комбинацией IP адреса, определяющего адрес узла в сети, и номера порта, соответствующего приложению, с которым идёт обмен данными. Приложения, обеспечивающие стандартные сервисы Интернет, имеют адреса портов, на которых они ожидают соединения от клиентов в диапазоне от 1 до 1024. Для того, чтобы приложение могло получить доступ к этим портам, оно должно быть запущено с привилегиями суперпользователя. Перечень известных портов и соответствующих им стандартных сервисов содержится в файле /etc/services.

Файл /etc/rc.d/rc.inet2 запускает различные серверы, входящие в семейство протоколов TCP/IP. Наиболее важным из них является сервер inetd. Этот сервер выполняется в фоновом режиме (отсоединённый процесс или процесс-демон) и ожидает запросов по определённых в файле services портах. Когда к компьютеру пытаются обратиться через какой-либо порт, сервер inetd создает для этого порта копию соответствующего демона в соответствии с параметрами, определяемыми в services. Это позволяет экономить вычислительные ресурсы компьютера, запуская сетевые серверы по мере надобности.

В приведенном ниже примере файл rc.inet2 запускает необходимый минимум серверов.

#!/bin/sh

# Пример файла /etc/rc.d/rc.inet2

# Запуск syslogd - демона ведения журнала системных сообщений

if [ -f /usr/sbin/syslogd ] then

/usr/sbin/syslogd

fi

# Запуск inetd – супердемона интернет

if [ -f /usr/sbin/inetd ] then

/usr/sbin/inetd

fi


Система имён доменов

Для идентификации компьютеров в глобальной сети удобно использовать символическую систему адресации, при которой каждому узлу ставится в соответствие полное доменное имя, состоящее из имени компьютера и полного имени домена. Полное имя домена в свою очередь может складывается из иерархии имён нескольких доменов. К примеру www.ru – это имя узла www в домене .ru, а box.rs.nntu.nnov.ru – это имя хоста box в домене rs.nntu.nnov.ru. В свою очередь узел rs находится в домене .nntu.nnov.ru. За доменную адресацию в сети Internet отвечает специальный сервис – Служба имён домена (Domain Name System).

DNS представляет из себя распределённую иерархическую базу данных. Каждый сервер DNS хранит у себя в базе соответствия между именами доменов/поддоменов/имён узлов и их IP адресами для своей зоны ответственности – своего домена. Кроме того, сервер DNS обладает информацией о других DNS серверах, к которым следует перенаправлять запрос для получения IP адресов узлов, отсутствующих в собственной базе.

Для конфигурирования DNS на локальном компьютере используется несколько файлов:

  • Файл /etc/hosts содержит список IP-адресов и соответствующих им имен компьютеров. До возникновения DNS файл hosts был единственным средством символической адресации в сети. Как правило, файл /etc/hosts содержит информацию только о данном компьютере и, возможно, о других важных компьютерах (таких, как сервер имен, шлюз, сервер печати и т.п.). Для других компьютеров в локальной сети преобразования IP-адресов в имена и обратно будет обеспечиваться локальным сервером имен в сети.

Например, если имя компьютера loomer.vpizza.com, а IP-адрес 128.253.154.32, то файл /etc/hosts на этом компьютере может выглядеть так:

127.0.0.1 localhost

128.253.154.32 loomer.vpizza.com loomer


Если используется только loopback, то единственная строка в файле /etc/hosts должна начинаться с чисел 127.0.0.1, за которыми должны следовать localhost и затем короткое имя данного компьютера.

  • Файл /etc/networks содержит список имен и адресов как собственной сети, так и других сетей. Этот список используется командой route и дает возможность (при желании) для обозначения сетей (в команде route) использовать имена, а не адреса. Каждая сеть, к которой предполагается создать отдельный маршрут командой route, должна иметь соответствующую строку в файле /etc/networks.

default 0.0.0.0 # маршрут по умолчанию - обязателен

loopnet 127.0.0.0 # сеть для loopback - обязательна

mynet 128.253.154.0 # адрес сети


  • Файл /etc/host.conf определяет порядок разрешения имён хостов. В нем должны содержаться две строки:

order hosts,bind

multi on


Эти строки сообщают соответствующим процедурам, что сначала все имена должны искаться в файле /etc/hosts, а затем делаться обращение к серверу имен. Строка, начинающаяся с multi, позволяет в файле /etc/hosts для данного компьютера иметь несколько IP-адресов.

  • В файле /etc/resolv.conf содержатся параметры DNS – задаются имена серверов имён (если таковые имеются) и имя домена. Имя домена предназначено для обеспечения возможности использования коротких именов хостов внутри локальной сети. Можно указать и несколько серверов имен, тогда для каждого из них в файле /etc/resolv.conf будет строка, начинающаяся с nameserver (на домен рекомендуется минимум два сервера имён, поскольку останов единственного сервера приведёт к остановке большинства сетевых служб). Пример:


domain norelco.com

nameserver 127.253.154.5

nameserver 133.232.11.28


  • Файл /etc/HOSTNAME содержит полное доменное имя компьютера, которое затем устанавливается командой hostname. Обычно она вызывается из скрипта /etc/rc.inet1

/bin/hostname loomer.vpizza.com

Тестирование конфигурации TCP/IP

  • /sbin/ifconfig – данная команда, запущенная без параметров, выводит перечень сконфигурированных сетевых интерфейсов со статистикой их использования.

  • /sbin/route или netstat -r – выводят таблицу маршрутов протокола IP.

  • /sbin/arp – выводит таблицы ARP протокола, поддерживающего соответствие между физическими адресами Ethernet адаптеров и их IP адресов.

  • netstat – данная утилита позволяет просматривать различную статистику по протоколам TCP/IP. Воспользовавшись страницей руководства man можно ознакомиться с ключами командной строки этой команды для получения соответствующих сведений.

  • ping – утилита, использующая протокол ICMP для проверки соединения с хостом назначения. Может использоваться как с IP адресом, так и с доменным именем узла назначения. В последнем случае перед тем, как посылать запрос соответствующему хосту она разрешает IP адрес с использованием DNS, что позволяет проверить правильность конфигурации DNS. В процессе работы программа ping посылает пакеты фиксированного размера с запросом, и выводит ответ конечного узла или ошибки. После прерывания команды (Ctrl-C) выводится статистика по данному соединению – количество пропущенных и принятых пакетов и временные характеристики их распространения.

  • traceroute – данная утилита позволяет трассировку маршрута между локальным узлом и узлом назначения. Она использует протокол ICMP (запрос эха) и последовательно увеличивает значение поля TTL заголовка IP-пакета для получения ответов с ошибками с промежуточных узлов маршрутизации.

Задание к лабораторной работе:

  1. Создать каталог $HOME/reports/lab3 для размещения там результатов выполнения работы.

  2. Создать файл отчёта по Лабораторной работе номер 3 и ссылку на этот файл в главном файле отчёта.

  3. Изучить вышеизложенный материал, знакомясь с описанными конфигурационными файлами и программами.

  4. Запустить программу терминала, с помощью команды rlogin box войти в свой домашний каталог на сервере. Запустив mc ознакомиться с файлами конфигурации сервера и выполняя команды ifconfig, route и arp составить отчёты о конфигурации IP протокола на сервере. Для этого рекомендуется перенаправлять вывод этих утилит в текстовые файлы с соответствующими именами. Добавить в отчёт по работе ссылки на эти файлы. Создать файл rc.inet1 для сервера, подобный рассмотренному в методических указаниях (Домашний каталог пользователя на сервере и на локальном компьютере является одним и тем же сетевым файловым ресурсом).

  5. Используя команду netstat перечислить все протоколы, которые активны на сервере (по статистике протоколов, выводимой утилитой).

  6. Используя программу netstat определить прикладные сервисы, выполняющиеся на сервере. В отчёте составить таблицу этих сервисов, портов, на которых они предоставляются, и программ, их реализующих (используя данные файла services).

  7. Используя утилиту ping определить временные характеристики и качество соединения до узлов www.ru и www.ti.com (сделать соотв. запись в отчёте)

  8. Используя утилиту traceroute определить маршруты до узлов www.ru и www.ti.com, записать их в отчёт и сравнить полученные маршруты (сделать соотв. запись в отчёте)

Вопросы для самопроверки:

  1. Какие параметры должны быть известны для конфигурирования протокола IP

  2. Какие функции выполняют команды ifconfig, route, arp?

  3. Что такое DNS? Какие файлы используются для обеспечения функционирования DNS?

  4. Каково назначение файлов protocols и services?

  5. Какими утилитами можно проверить правильность настройки протокола IP и службы DNS?







Скачать 122,8 Kb.
оставить комментарий
Дата29.09.2011
Размер122,8 Kb.
ТипМетодические указания, Образовательные материалы
Добавить документ в свой блог или на сайт

Ваша оценка этого документа будет первой.
Ваша оценка:
Разместите кнопку на своём сайте или блоге:
rudocs.exdat.com

Загрузка...
База данных защищена авторским правом ©exdat 2000-2017
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации
Анализ
Справочники
Сценарии
Рефераты
Курсовые работы
Авторефераты
Программы
Методички
Документы
Понятия

опубликовать
Загрузка...
Документы

наверх