Розробка комп'ютерної мережі офісу
Зміст
Вступ
. Аналіз технічного завдання
. Розробка структурної схеми мережі
. Розподіл IP-адрес мережі
. Моделювання потоків трафіку у мережі
. Розрахування подвоєної затримки поширення сигналу (PDV)
. Стандарти і протоколи
.1 DHCP
.2 HTTP
.3 IP
.4 AFP
Висновки
Перелік посилань
Додатки
Вступ
Комп'ютерна мережа - система зв'язку двох або більше комп'ютерів або комп'ютерного обладнання (сервери, маршрутизатори та інше обладнання). Комп'ютерні мережі та мережеві технології обробки інформації стали основою для побудови сучасних інформаційних систем. Комп'ютер нині слід розглядати не як окремий пристрій обробки, а як "вікно" в комп'ютерні мережі, засіб комунікацій з мережевими ресурсами та іншими користувачами мереж.
Основні вимоги, пропоновані до сучасних комп'ютерних мереж:
Простота експлуатації та доступу користувача до мережі;
Відкритість - можливість підключення різнотипних ЕОМ;
Розвитковість - можливість нарощування ресурсів мережі і абонентів;
Автономність - робота користувача на своїй ЕОМ не повинна обмежуватися тим, що ЕОМ включена в мережу;
Інтегральність - можливість обробки і передачі інформації різного виду: символьної, графічної та іншої;
Захищеність - можливість припинення несанкціонованого доступу до мережі;
Невеликий час відповіді забезпечує ефективну роботу користувача в діалоговому режимі відповідно до призначення мережі;
Безперервність роботи - можливість відключення і підключення компонентів мережі без переривання її роботи;
Завадостійкість - здатність достовірно передавати інформацію в умовах перешкод;
Висока надійність і прийнятна вартість послуг мережі.
Частина цих вимог закладена в міжнародних або національних стандартах, інші служать предметом міжфірмових угод і доповнень.
Мережі за ознакою поділяються на:
Локальні обчислювальні мережі (ЛОМ) або Local Area Network (LAN);
Розподілені комп'ютерні мережі, глобальні чи Wide Area Network (WAN).
У цій роботі розробляється комп'ютерна мережа. Відповідно до технічного завдання, визначаються прийнятні параметри комп'ютерної мережі, необхідні для її правильного функціонування: здійснюється розподіл ip-адрес для кожного з вузлів мережі, розрахунок фізичних параметрів мережі, налаштування серверів, планування простору імен, з'єднання окремих частин мережі за допомогою маршрутизаторів. Для перевірки правильності функціонування проводиться моделювання потоків трафіку в мережі, а також розрахунок подвоєною затримки поширення сигналу (PDV). Виробляється аналіз працездатності мережі з заданими параметрами.
В даний час в діяльності майже кожного підприємства важливу роль відіграє розробка комп'ютерної мережі, тому з її допомогою здійснюється зв'язок як між працівниками всередині офісу (підприємства, будівлі), так і в рамках міжрайонного, міжміського або навіть міжнародного сполучення. Ефективне управління підприємством неможливо без безперервного відстеження інформаційних потоків, без оперативної координації діяльності всіх підрозділів і співробітників.
За допомогою установки серверів в мережі надається можливість зберігання необхідної інформації та передачі її по мережі. Дана робота актуальна, тому розроблена в ній мережа може бути реалізована фізично і застосовуватися в роботі певного підприємства.
1. Аналіз технічного завдання
Розрізняють два поняття мережі: комунікаційна мережа і інформаційна мережа.
Комунікаційна мережа призначена для передачі даних, також вона виконує завдання, пов'язані з перетворенням даних. Комунікаційні мережі розрізняються за типом використовуваних фізичних засобів з'єднання.
Інформаційна мережа призначена для зберігання інформації та складається з інформаційних систем. На базі комунікаційної мережі може бути побудована група інформаційних мереж.
Під інформаційною системою слід розуміти систему, яка є постачальником або споживачем інформації.
Комп'ютерна мережа складається з інформаційних систем і каналів зв'язку.
Під інформаційною системою слід розуміти об'єкт, здатний здійснювати зберігання, обробку або передачу інформації. До складу інформаційної системи входять: комп'ютери, програми, користувачі та інші складові, призначені для процесу обробки і передачі даних. Надалі інформаційна система, призначена для вирішення завдань користувача, називатиметься - робоча станція (client). Робоча станція в мережі відрізняється від звичайного персонального комп'ютера (ПК) наявністю мережевої карти (мережевого адаптера), каналу для передачі даних і мережевого програмного забезпечення.
Під каналом зв'язку слід розуміти шлях, або засіб, по якому передаються сигнали. Засіб передачі сигналів називають абонентським, або фізичним каналом.
У мережі всі робочі станції фізично з'єднані між собою каналами зв'язку по певній структурі, яка називається топологією. Топологія - це опис фізичних з'єднань в мережі, вказує які робочі станції можуть зв'язуватися між собою. Тип топології визначає продуктивність, працездатність і надійність експлуатації робочих станцій, а також час звернення до файлового сервера. Залежно від топології мережі використовується той чи інший метод доступу.
Сучасні мережі можна класифікувати за різними ознаками: по віддаленості комп'ютерів, топології, призначенню, переліку послуг, принципами управління (централізовані і децентралізовані), методами комутації, методами доступу видами середовища передачі, швидкостями передачі даних.
Комп'ютерні мережі є варіантом співпраці людей і комп'ютерів, забезпечує прискорення доставки та обробки інформації. Об'єднувати комп'ютери в мережі почали більше 30 років тому. Коли можливості комп'ютерів виросли і ПК стали доступні кожному, розвиток мереж значно прискорилося.
Сполучені в мережу комп'ютери обмінюються інформацією і спільно використовують периферійне обладнання та пристрої зберігання інформації.
Згідно завдання та відповідно до варіанту 14 необхідно виконати наступне:
-розробити структурну схему КМ, яка містить 51 компютер;
-всі компютери розмежувати на 5 підмереж;
-для зєднання пристроїв використовувати виту пару з технологією канального рівня Fast Ethernet;
-у якості комутаційного обладнання використовувати комутатори;
-для інтерфейсів використовувати динамічну адресацію;
-використовувати динамічну маршрутизацію між вузлами мережі;
-розташувати у мережі DHCP та HTTP сервери, налаштувати їх;
-виконати моделювання потоків трафіку мережі в середовищі моделювання КМ;
-розрахувати PDV мережі та обґрунтувати її працездатність;
-навести теоретичні відомості про використане в курсовому проекті комутаційне обладнання та фізичне середовище;
-навести теоретичні відомості про мережевий протокол IP та AFP, особливості їх використання в КМ;
-виконувати моделювання у рекомендованому середовищі моделювання - Cisco Packet Tracer 6.
2. Розробка структурної схеми мережі
Проектована мережа складається з 51 комп'ютера і розбита на 5 підмереж. Мережа являє собою топологію "зірка".
В мережі використовується технологія канального рівня Fast Ethernet. Fast Ethernet - загальна назва для набору стандартів передачі даних в комп'ютерних мережах за технологією Ethernet зі швидкістю до 100 Мбіт/с, на відміну від вихідних 10 Мбіт/с. Існують наступні варіанти реалізації технології Fast Ethernet:
BASE-T - довжина сегмента кабелю обмежена 100 метрами (328 футів). У типовій конфігурації 100BASE-TX використовує для передачі даних по одній парі скручених (витих) проводів в кожному напрямку, забезпечуючи до 100 Мбіт/с пропускної здатності в кожному напрямку (дуплекс).
BASE-FX - варіант Fast Ethernet з використанням волоконно-оптичного кабелю. У даному стандарті використовується довгохвильова частина спектру (1300 нм), що передається по двом жилам: одна для прийому (RX) і одна для передачі (TX). Довжина сегмента мережі може досягати 400 метрів (1310 футів) в напівдуплексному режимі (з гарантією виявлення колізій) і двох кілометрів (6600 футів) в повнодуплексному при використанні багатомодового волокна. Робота на великих відстанях можлива при використанні одномодового волокна. 100BASE-FX не сумісний з 10BASE-FL, 10 Мбіт/с варіантом по волокну.
BASE-SX - здешевлена альтернатива 100BASE-FX з використанням многомодового волокна, так як використовує недорогу короткохвильову оптику. 100BASE-SX може працювати на відстанях до 300 метрів (980 футів). 100BASE-SX використовує ту ж саму довжину хвилі як і 10BASE-FL.
BASE-BX - варіант Fast Ethernet по одножильному волокну. Використовується одномодове волокно, поряд зі спеціальним мультиплексором, який розбиває сигнал на передавальні і приймаючі хвилі.
BASE-LX - 100 Мбіт/с Ethernet за допомогою оптичного кабелю. Максимальна довжина сегмента 15 кілометрів в повнодуплексному режимі по парі одномодових оптичних волокон.
BASE-LX WDM - 100 Мбіт/с Ethernet за допомогою волоконно-оптичного кабелю. Максимальна довжина сегмента 15 кілометрів в повнодуплексному режимі по одному одномодовому оптичному волокну на довжині хвилі 1310нм і 1550нм.
В розробленій мережі застосовано стандарт Fast Ethernet 100Base-TX. В якості фізичного середовища передачі використовується неекранований кабель, який містить чотири скручених між собою пари провідників (UTP). Кабель не менше 5-ї категорії (Cat 5). Порти усіх компютерів, концентраторів та маршрутизаторів мережі мають розєми 8P8C (RJ-45).
В якості комутаторів використовувалися наявні в програмі моделювання комутатори Switch-2950-24, кожний з яких містить по 24 порти під Fast Ethernet (RJ-45). Комутаторам були присвоєні імена S1-S3.
Для з'єднання між собою підмереж використовується маршрутизатори R1 та R2 типу 2620XM, до яких було додано модулі NM-2FE2W,які надають 2 додаткові порти RJ-45. В результаті, кожний роутер містить по 3 таких порти.
Динамічна маршрутизація здійснюється за допомогою протоколу OSPF. Усі компютери мережі отримують IP-адреси статично.
Динамічна адресація здійснюється за допомогою протоколу DHCP та організовується за допомогою DHCP-сервера, що роздає адреса на 3 підмережі компютерів. На всіх комп'ютерах встановлено автоматичне отримання IP адреси.
Компютери, що застосовані в програмі моделювання Packet Tracer - PC-PT. Як сервер використовується елемент Server-PT в ролі DHCP та HTTP сервера. Всі інші служби - відключені.
Структурна схема мережі складається з 51 комп'ютера PC-PT, які розбиті на 3 підмережі. Кожна підмережа містить по 1 комутатору, до яких підключено по 17 компютерів. До комутатору однієї із підмереж підєднано сервер. Підмережі зєднані між собою маршрутизаторами R1, R2 та R3. Загалом, в мережі 5 підмереж.
Загальна схема мережі приведена в додатку А, структурна схема наведена у додатку Б.
3. Розподіл IP-адрес мережі
Динамічна адресація забезпечує роботу мережевих пристроїв і комп'ютерів в автоматичному режимі, без необхідності налаштовувати проводити налаштування мережі (IP-адреса, маска підмережі, основний шлюз, DNS).
Комп'ютерна мережа містить у собі 5 підмереж:
-мережа 192.168.1.0 255.255.255.0. В цій підмережі 17 компютерів зайняті, а інші знаходяться в резерві. IP адреса маршрутизатора R1: 192.168.1.1, який є основним шлюзом підмережі;
-мережа 192.168.2.0 255.255.255.0. В цій підмережі 17 адрес, а інші знаходяться в резерві. IP адреса маршрутизатора R2: 192.168.2.1, який є основним шлюзом підмережі;
-мережа 192.168.3.0 255.255.255.0. В даній підмережі 17 адрес зайняті, а інші знаходяться в резерві. Окремо слід відзначити статичну адресу сервера - 192.168.3.2 IP адреса маршрутизатора R2: 192.168.3.1, який є основним шлюзом підмережі;
-мережа 10.0.1.1 255.255.255.0. Мережа необхідна для зєднання роутерів R1 та R2;
-мережа 10.0.2.1 255.255.255.0. Мережа необхідна для зєднання роутерів R2 та R3.
Налаштування динамічної маршрутизації виконано за допомогою OSPF протоколу. OSPF(англ. Open Shortest Path First) - протокол динамічної маршрутизації, заснований на технології відстеження стану каналу (link-state technology), що використовує для знаходження найкоротшого шляху алгоритм Дейкстри (Dijkstra's algorithm). Нижче наведені налаштування для маршрутизаторів:
-Маршрутизатор R1:Ethernet 0/0 - 10.0.1.1 255.255.255.0Ethernet 1/0 - 192.168.1.1 255.255.255.0(config)# router ospf 1(config-router)# network 10.0.2.0 0.0.0.255 area 0(config-router)# network 192.168.2.0 0.0.0.255 area 0(config-router)# network 192.168.3.0 0.0.0.255 area 0
-Маршрутизатор R2:Ethernet 0/0 - 10.0.1.2 255.255.255.0Ethernet 1/0 - 10.0.2.1 255.255.255.0Ethernet 1/1 - 192.168.2.1 255.255.255.0(config)# router ospf 2(config-router)# network 192.168.1.0 0.0.0.255 area 0(config-router)# network 192.168.3.0 0.0.0.255 area 0
-Маршрутизатор R3:Ethernet 0/0 - 10.0.2.2 255.255.255.0Ethernet 1/0 - 192.168.3.1 255.255.255.0(config)# router ospf 3(config-router)# network 10.0.1.0 0.0.0.255 area 0(config-router)# network 192.168.1.0 0.0.0.255 area 0(config-router)# network 192.168.2.0 0.0.0.255 area 0
Адресація в мережі виконана динамічно, за допомогою DHCP-сервера. Налаштування DHCP-сервера приведено на рисунку 3.1
Рисунок 3.1 - Налаштування DHCP-сервера
Після цих налаштувань, необхідно на кожному маршрутизаторі до інтерфейсу який прийматиме широкомовні запити від компютерів під мережі вказати адресу DHCP-сервера. Для цього використовується команда ip helper-address:(config)# interface GigabitEthernet0/0(config)# ip helper-address 192.168.3.2
Після цих налаштувань DHCP сервер надасть кожному компютеру кожної підмережі відповідну адресу згідно того пулу адресів, у якому знаходиться компютер, а також інші налаштування, що були зазначені на рисунку 3.1.
Другий сервер згідно завдання - HTTP. На цьому сервері розміщуються веб-сторінки, які будуть доступні по протоколу HTTP. Так як в мережі відсутній DNS-сервер, до веб-сторінок на HTTP сервері можна буде звертатися лише за IP-адресою HTTP-серверу. На рисунку 3.2 зображене вікно налаштування серверу з HTML-кодом сторінки, яка буде передана при запиті до сервера. На рисунку 3.3 зображений результат звертання одного із компютерів мережі до HTTP-серверу через веб-браузер.
Рисунок 3.2 - Налаштування HTTP-сервера
Рисунок 3.3 - Завантажена сторінка з HTTP-сервера на одному із компютерів мережі
4. Моделювання потоків трафіку у мережі
мережа трафік топологія маршрутизація
Згідно завдання, необхідно було змоделювати потік трафіку між двома найвіддаленішими частинами мережі. Для цього був обрані компютери PC1 та PC53. Моделювання потоку відбувалось в утиліті ADD Complex PDU.
Кількість запитів (Sequence number) та їх розмір (size) було обрано навмання. Потім було вибрано режим симуляції та встановлено відповідні фільтри. Усі налаштування для моделювання зображені на рисунку 4.1:
Рисунок 4.1 - налаштування Complex PDU
Результати моделювання продемонстровано на рисунках 4.2 - 4.8:
Рисунок 4.2 - пакет від PC1 до Hub1.1
На рисунку 4.2 відображено вміст пакету від PC1. MAC-aдресою відправника вказаний компютер (00D0.97A0.2DD8), а MAC-адресою отримувача - найближчий роутер R1 (00D0.BC2B.1722). До роутера пакети йтимуть через концентратор, тому вміст пакетів не буде змінюватися.
Після цього, пакети йтимуть між роутерами R1 та R2, тому можна спостерігати зміни MAC-адрес відправників і отримувачів. При відправленні пакету від роутера R1 до R2 адресою отримувача буде MAC-адреса роутера R2 (000C.8586.9EC8), а відправника - MAC-адреса R1 (0007.EC90.0D33). Це зображено на рисунку 4.3:
Рисунок 4.3 - пакет від R1 до R2
Після цього, пакети йтимуть між роутерами R2 та R3, тому також можна спостерігати зміни MAC-адрес відправників і отримувачів. При відправленні пакету від роутера R2 до R3 адресою отримувача буде MAC-адреса роутера R3 (0090.21B2.5D54), а відправника - MAC-адреса R2 (0004.9AE6.C9C9). Це зображено на рисунку 4.4:
Рисунок 4.4 - пакет від роутера R2 до R3
Надалі, пакети йтимуть через комутатор і до самого вузла призначення - сервера. Відповідно, в цих пакетах будуть вказані MAC-адреса відправника (роутер R3, 00E0.F924.11E8) та отримувача (сервер, 0009.7C72.C32B). Це можна спостерігати на рисунку 4.5:
Рисунок 4.5 - пакет від R3 до сервера
Після отримання пакету, отримувач (сервер) передає ехо-відповідь відправнику (PC1). У полі відправника тепер стоїть MAC-адреса сервера (0009.7C72.C32B), а отримувачем вказаний найближчий роутер R3 (00E0.F924.11E8). IP-адреси відправника та отримувача помінялися місцями. Також змінилось значення TTL - часу "життя" пакету. Всі ці зміни відображено на рисунку 4.6:
Рисунок 4.6 - Пакет ехо-відповіді від сервера
Ехо-відповідь буде йти аналогічним попередньому маршрутом та не потребує окремого ілюстрування.
Як показано на рисунку 4.7, загалом, запит зайняв 0.012с.
Рисунок 4.7 - Кінцева тривалість запиту
Перевіряємо працездатність мережі: виконуємо пінг та трасування між PC1 та сервером. Результати продемонстровані на рисунку 4.8:
Рисунок 4.8 - Результати виконання ping та tracert з PC1 на сервером
5. Розрахування подвоєної затримки поширення сигналу (PDV)
Для розрахунку PDV мережі, використовуючи методичні дані, визначено сумарну подвоєну затримку (в бітових інтервалах), яка вноситься кабелем між двома найбільш віддаленими комп'ютерами (таблиця 5.1). Також було визначено максимальну затримку, яка вноситься мережними адаптерами двох найбільш віддалених комп'ютерів (таблиця 5.2). Потім було визначення сумарної затримки, внесеної комутаційним обладнанням, яке з'єднує два найбільш віддалених комп'ютера (таблиця 5.3)
Подвоєна затримка поширення сигналу в комп'ютерній мережі з технологією канального рівня Fast Ethernet було розраховано так:
-визначені всі сегменти КС, тип комутаційного обладнання;
-визначена сумарна подвоєна затримка (в бітових інтервалах), яка вноситься кабелем між двома найбільш віддаленими комп'ютерами;
-визначена максимальна затримка, яка вноситься мережними адаптерами двох найбільш віддалених один від одного комп'ютерів;
-були підсумовані результати розрахунків подвоєних затримок.
При розрахунку враховувалася наявність доменів колізій в мережі і відповідно до отриманих результатів визначалася її працездатність. Домен колізій - сегмент мережі, що має спільний канальний рівень моделі OSI, в якому передати фрейм може тільки один абонент одночасно. Затримка поширення фреймів між станціями, або одночасний початок передачі, викликає виникнення колізій, які вимагають спеціальної обробки і знижують продуктивність мережі. Концентратори не обмежують домен колізій. Домен колізій обмежують порти комутатора. Скільки портів комутатора задіяні, стільки і доменів колізій.
Подвоєна затримка, яка вноситься кабелем представлена в таблиці 5.1:
Таблиця 5.1 - Подвоєна затримка, що вноситься кабелем
Тип кабеляПодвоєна затримка в бітових інтервалахНа 1мНа максимальній довжиніUTP 51.112111.2 (100 м)STP1.112111.2 (100 м)Оптичний1.0412 (412 м)
Таблиця 5.2 - Максимальна затримка, що вноситься мережевими адаптерами
Тип мережевих адаптерівМаксимальна затримка в бітових інтервалахДва адаптера TX/FX100Два адаптера Т 4138
Таблиця 5.3 - Затримка, що вноситься комутаційним обладнанням
Комутаційне обладнанняМаксимальна затримка при подвійному обороті в бітових інтервалахКонцентратор класу 1140Концентратор класу 292Комутатор0Маршрутизатор0
Розрахунок PDV проводиться в межах домену колізій. Для розрахунку затримки було обрано найбільшу відстань: між PC1 та сервером.
Між ПК у нас 2 комутатора та 3 маршрутизатори. Порти як комутаторів так і маршрутизаторів створюють домени колізій. У випадку даної мережі усі домени колізій складаються з одного сегменту, який приймаємо за Х. Затримка між мережевими адаптерами ПК та сервера дорівнює 100. Кабель UTP5 дає бітову затримку рівну 1.112 на 1 метр кабелю. Граничне значення PDV для працездатної мережі на Fast Ethernet стандарту 100BASE-TX дорівнює 512.
Отримуємо остаточну формулу:
+ X*1.112 < 512< 370.5
На довжину між комутаторами залишаємо 80% максимально можливої довжини, решта - між ПК:
% от 370.5 для кабелів = 370.5*0.8 = 296.4
% от 370.5 для кабелів = 370.5*0.2 = 74.1
Окремо слід зазначити, що рекомендована максимальна довжина 1 сегменту мережі за технологією Fast Ethernet не повинна перевищувати 100 метрів. Отримані результати навіть більші за максимально допустиме значення, що вноситься технологією. Таким чином, отримана довжина кабелю для фізичного розташування мережі є прийнятною і сама мережа являється працездатною.
.1 DHCP
(англ. Dynamic Host Configuration Protocol - протокол динамічної конфігурації вузла) - це протокол прикладного рівня, що дозволяє комп'ютерам автоматично одержувати IP-адресу й інші параметри, необхідні для роботи в мережі. Для цього комп'ютер звертається до спеціального серверу, під назвою сервер DHCP. Мережевий адміністратор може задати діапазон адрес, що розподіляють серед комп'ютерів. Це дозволяє уникнути ручного налаштування комп'ютерів мережі й зменшує кількість помилок. Протокол DHCP використовується в більшості великих мереж TCP/IP.
Протокол DHCP працює за схемою клієнт-сервер. Під час запуску системи комп'ютер, який є DHCP-клієнтом, відправляє в мережу запит на отримання IP-адреси. DHCP-сервер відповідає і відправляє повідомлення-відповідь, яка містить IP-адресу і деякі інші конфігураційні параметри. При цьому сервер DHCP може працювати в різних режимах, включаючи:
-динамічний розподіл - адміністратор присвоює IP-діапазон адрес на сервері DHCP. Кожен клієнтський комп'ютер в мережі повинен запросити IP-адресу від DHCP-сервера, коли мережа ініціалізується за концепцією "оренди". Коли закінчується термін оренди, якщо вона не буде продовжена, DHCP-сервер має право повернути адресу і призначити її на інші комп'ютери;
-автоматичне виділення - сервер DHCP буде постійно призначати вільний IP-адрес з діапазону, встановленого адміністратором, запитуючому комп'ютеру. Основна відмінність з динамічним розподілом в тому, що сервер зберігає записи минулих завдань IP і намагається привласнити ту ж адресу тому ж комп'ютеру для майбутніх мережних підключень;
-статичний розподіл - сервер DHCP робить призначення IP-адрес виключно на основі таблиці MAC-адрес, які зазвичай заповнені вручну адміністратором мережі. Якщо MAC-адреса комп'ютера не зазначена в таблиці, йому не буде призначена мережева адреса.
Робота протоколу DHCP починається з того, що клієнт, якому необхідна динамічна конфігурація, шле запит DISCOVERY. Виглядає він таким чином:34 (342 bytes on wire, 342 bytes captured)II, Src: 02: 00: 4c: 4f: 4f: 50 (02: 00: 4c: 4f: 4f: 50), Dst: Broadcast (ff: ff: ff: ff: ff: ff)
# МАС-адреса одержувача широкомовнийProtocol, Src: 0.0.0.0 (0.0.0.0), Dst: 255.255.255.255 (255.255.255.255)
# IP-адреса також широкомовнийDatagram Protocol, Src Port: bootpc (68), Dst Port: bootps (67)
# UDP-порти 68 і 67 визначають клієнта і серверIP address: 0.0.0.0 (0.0.0.0)
# Вказується поточний адресу клієнта, може містити не нульове значення якщо, наприклад, у клієнта є ip-адресу та він продовжує час його оренди(client) IP address: 0.0.0.0 (0.0.0.0)
# В цьому полі вказується адреса, що видається DHCP-сервером при відповідіserver IP address: 0.0.0.0 (0.0.0.0)
# Адресу самого DHCP-сервераagent IP address: 0.0.0.0 (0.0.0.0)
# Адресу Relay-агента, якщо є (буде розглянуто далі)MAC address: 02: 00: 4c: 4f: 4f: 50 (02: 00: 4c: 4f: 4f: 50)
# МАС-адресу клієнта
Далі йде поле опцій, номери опцій можуть бути в діапазоні від 0 до 255, кожна опція має своє призначення:: (t = 50, l = 4) Requested IP Address = 192.168.13.2
# Опція 50 має довжину 4 байта, в ній вказується IP-адресу, яку хотів би отримати клієнт по можливості: (t = 12, l = 8) Host Name = "MainHost"
# Опція 12 має довжину 8 байт, в ній вказується поточне ім'я хоста, яке може бути змінено після конфігурації: (t = 55, l = 11) Parameter Request List
# Опція 55, в ній міститься список запропонованих клієнтом параметрів, в даній ситуації клієнт запитує 11 параметрів, кожному з яких відповідає номер опції
Нижче описаний процес роботи DHCP за умов налаштувань за замовчуванням.
Крок 1: коли клієнт (комп'ютер або пристрій) завантажується або підключається до мережі, серверу відправляється повідомлення DHCPDISCOVER. Якщо немає ніяких додаткових даних про конфігурації, то повідомлення відправляється з адреси 0.0.0.0 до 255.255.255.255. Якщо сервер DHCP знаходиться в локальній підмережі, то вона безпосередньо отримує повідомлення, якщо він знаходиться в іншій підмережі, то використовується агент ретрансляції для передачі запиту до сервера DCHP. Використовується протокол передачі UDP через порт 67. Клієнт на даному етапі починає стадію авторизації.
Крок 2: у той момент як сервер отримав запит DHCPDISCOVER, то він відправляє у відповідь повідомлення DHCPOFFER. Як говорилося раніше, в цьому повідомленні містяться всі необхідні параметри конфігурації, запитувані клієнтом. Наприклад, IP-адресу, необхідний клієнту, а також значення маски підмережі та інформація про шлюзі. Також сервер відразу заповнює значення MAC-адреси в поле CHADDR. Повідомлення відправляється клієнту від адреси 255.255.255.255 безпосередньо, а якщо сервер знаходиться в іншій підмережі, то використовуються агенти ретрансляції, який відповідає за те, щоб повідомлення було доставлено. У цьому випадку для передачі застосовується протокол UDP через порт 68. На цьому етапі клієнт починає підбирати параметри.
Крок 3: клієнт формує повідомлення DHCPREQUEST, яке служить відповіддю на DHCPOFFER від сервера, вказавши, що він приймає параметри конфігурації, відправлені йому. Якби було кілька серверів DCHP, то клієнт би одержав також кілька повідомлень DHCPOFFER, але клієнт відповідає тільки одного сервера, заповнюючи параметри конфігурації для налаштування. Таким чином, він проходить авторизацію з отриманням IP-адреси від одного конкретного сервера DCHP. Всі повідомлення від інших серверів блокуються. Повідомлення DHCPREQUEST раніше буде містити адресу джерела 0.0.0.0, якщо клієнтові все ще не можна використовувати IP-адреси, отримані в повідомленні DHCPOFFER. Протягом цього етапу клієнт отримує відповіді на свої запити.
Крок 4: як тільки сервер отримує DHCPREQUEST від клієнта, він посилає DHCPACK повідомлення про те, що тепер клієнт може використовувати IP-адресу, призначений до нього. Клієнт остаточно підключається до мережі і з налаштованими параметрами.
.2 HTTP
- протокол передачі даних, що використовується в комп'ютерних мережах. Назва скорочена від Hyper Text Transfer Protocol, протокол передачі гіпертекстових документів. HTTP належить до протоколів моделі OSI 7-го прикладного рівня.
Основним призначенням протоколу HTTP є передача веб-сторінок (текстових файлів з розміткою HTML), хоча за допомогою нього успішно передаються і інші файли, які пов'язані з веб-сторінками, так і не пов'язані з ними (у цьому HTTP конкурує з складнішим FTP).припускає, що клієнтська програма - веб-браузер - здатна відображати гіпертекстові веб-сторінки та файли інших типів у зручній для користувача формі. Для правильного відображення HTTP дозволяє клієнтові дізнатися мову та кодування веб-сторінки й/або запитати версію сторінки в потрібних мові/кодуванні, використовуючи позначення із стандарту MIME.- протокол прикладного рівня, схожими на нього є FTP і SMTP. Обмін повідомленнями йде за звичайною схемою "запит-відповідь". Для ідентифікації ресурсів HTTP використовує глобальні URI. На відміну від багатьох інших протоколів, HTTP не зберігає свого стану. Це означає відсутність збереження проміжного стану між парами "запит-відповідь". Компоненти, що використовують HTTP, можуть самостійно здійснювати збереження інформації про стан, пов'язаний з останніми запитами та відповідями. Браузер, котрий посилає запити, може відстежувати затримки відповідей. Сервер може зберігати IP-адреси та заголовки запитів останніх клієнтів. Проте, згідно з протоколом, клієнт та сервер не мають бути обізнаними з попередніми запитами та відповідями, у протоколі не передбачена внутрішня підтримка стану й він не ставить таких вимог до клієнта та сервера.
Кожен запит/відповідь складається з трьох частин:
-стартовий рядок;
-заголовки;
-тіло повідомлення, що містить дані запиту, запитаний ресурс або опис проблеми, якщо запит не виконано.
Обов'язковим мінімумом запиту є стартовий рядок. Починаючи з HTTP/1.1 обов'язковим став заголовок Host (щоб розрізнити кілька доменів, які мають одну й ту ж IP-адресу).
.3 IP
протокол (англ. Internet Protocol; інтернет протокол, міжмережевий протокол) - протокол мережевого рівня для передачі дейтаграм між мережами.
Це найпоширеніша реалізація ієрархічної схеми мережної адресації.
Використовуваний в мережі Інтернет, протокол відповідає за адресацію пакетів, але не відповідає за встановлення з'єднань, не є надійним і дозволяє реалізувати тільки негарантовану доставку даних. Термін "протокол без встановлення з'єднань" (англ. connectionless) означає, що протокол для взаємодії не потребує виділеного каналу, як це відбувається під час телефонної розмови і не існує процедури виклику перед початком передачі даних між мережними вузлами. Протокол IP вибирає найефективніший шлях з числа доступних на основі рішень прийнятих протоколом маршрутизації. Відсутність надійності і негарантована доставка не означає, що система працює погано або ненадійно, а вказує лиш на те, що протокол IP не докладає ніяких зусиль, щоб перевірити чи був пакет доставлений за призначенням. Ці функції делеговані протоколам транспортного та вищих рівнів. Транспортний рівень також відповідає за збірку пакетів у повідомлення в потрібній послідовності. В таблиці 6.1 приведений склад IP-пакету:
Таблиця 6.1 - склад IP-пакету
Біти 0-34-78-1516-1819-2324-31ВерсіяHLENТип обслуговуванняЗагальна довжинаІдентифікаціяПрапорціЗміщення фрагментаціїЧас життяПротоколКонтрольна сума заголовкуIP-адреса відправникаIP-адреса отримувачаОпціїДодатокДані (65535 мінус заголовок)…
IP-пакет складається з даних протоколу верхнього рівня і заголовку, що має описану вище структуру. Хоча основною частиною заголовку є адреси відправника і призначення, саме інші частини заголовку роблять протокол таким надійним і гнучким. Інформація, що зберігається в полях заголовку задає дані пакету і призначена для протоколів верхніх рівнів.
6.4 AFP
(англ. Apple Filing Protocol, "AppleShare") - мережевий протокол представницького і прикладного рівнів мережевої моделі OSI, що надає доступ до файлів в Mac OS X. Він підтримує Юнікод-сумісні імена файлів, обмеження файлів POSIX і ACL, розширену блокування файлів. До Mac OS 9 протокол був основним протоколом передачі файлів під Mac OS. Підтримка файлової системи AFS є в операційних системах Windows, Novell NetWare, Linux і FreeNAS.версій 3 і більш пізні використовують виключно TCP/IP (номери портів 548 або 427) для передачі даних і підтримують AppleTalk тільки в якості протоколу виявлення. Версії AFP 2.x підтримують роботу як через TCP/IP (використовуючи Data Stream Interface) так і через AppleTalk. Більш ранні версії протоколу можуть використовувати тільки AppleTalk.
Висновки
У ході виконання курсової роботи були отримані практичні навички розробки комп'ютерної мережі (КМ).
Була розроблена структурна модель мережі для офісу у фізичному середовищі типу вита пара, з технологією канального рівня Fast Ethernet на комутаторах, з динамічною адресацією і динамічною маршрутизацією. Спроектована мережа має топологію "зірка".
В розробленій мережі застосовано стандарт Ethernet 100Base-TX. В якості фізичного середовища передачі використовується неекранований кабель, який містить чотири скручених між собою пари провідників (UTP). Кабель не менше 5-ї категорії (Cat 5). Порти усіх компютерів, концентраторів та маршрутизаторів мережі мають розєми 8P8C (RJ-45).
Всього в мережі було використано 3 комутатори, 3 маршрутизатори, 51 компютер та 1 сервер, що виконує ролі DHCP та HTTP серверів. Мережа розбита на 5 підмереж.
Було виконано моделювання потоків трафіку і обчислений маршрут кадрів, що проходять через мережу. Для цього навмисне було обрано найдовший маршрут в мережі.
Також був проведений розрахунок подвоєної затримки поширення сигналу (PDV) з якого стало ясно, що розроблена мережа працездатна і колізій не виникає. Спроектована мережа має PDV < 512 і при цьому забезпечує достатню максимальну довжину кабелю як між ПК так і між комутаційним обладнанням. На основі цього можна зробити висновок, що мережа є працездатною і результати даного моделювання можна застосовувати і на реальному обладнанні.
Окрім розробки компютерної мережі було детально розглянуто такі мережеві протоколи як IP та AFP.
В ході виконання курсового проекту було закріплено навички моделювання та розробки компютерних мереж такі як: зєднання компонентів мережі на фізичному та канальному рівні, створення топології мережі, налаштування адресації та маршрутизації, тощо. Отримана мережа була перевірена на працездатність за допомогою визначення PDV та виявилася працездатною.
Перелік посилань
.Олифер В.Г. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы: / В.Г. Олифер, Н. А.Олифер. // Учебник для вузов. - 4-е изд. - СПб.: Питер, 2010. - 944c.
2.Палмер М. Проектирование и внедрение компьютерных сетей / М. Палмер, Р. Синклер. - СПб.: БХВ-Петербург, 2004. - 752c.
.Гольдштейн Б.С. Сети связи. Учебник для вузов / Б.С. Гольдштейн, Н.А. Соколов, Г.Г. Яновский. - СПБ.: БХВ, 2009. - 400 с.
.Брайан Хилл, Полный справочник по Cisco. / Хилл Брайан - Москва: "Вильямс", 2004. - 1088 с.
.Методичні вказівки до виконання курсової роботи з дисципліни "Компютерні мережі" для студентів напряму підготовки 6.050102 "Комп'ютерна інженерія" / Укл. Г.Г. Киричек, О.Г. Маркін, С.Ю. Скрупський. - Запоріжжя: ЗНТУ, 2012. - 30 с.
Додаток А
Додаток Б