|
|
Лабораторная работа: Маршрутизация в компьютерных сетях
|
Скачать 85.87 Kb.
| Дата |
19.09.2016 |
| Размер |
85.87 Kb. |
|
Лабораторная работа: Маршрутизация в компьютерных сетях
Маршрутизация — процесс определения маршрута следования информации в сетях связи. В русском языке часто используется слово «роутинг».
Маршруты могут задаваться администратором сети (статические маршруты), либо вычисляться с помощью алгоритмов маршрутизации, базируясь на информации о топологии и состоянии сети.
Процесс маршрутизации в компьютерных сетях выполняется специальными устройствами или компьютерами — маршрутизаторами. Название идёт от самого процесса (основной функции) — маршрутизации. Маршрутизатор подключён одновременно к двум и более сетям.
Маршрутизация выполняется на основе ip адресов. Каждый ip адрес состоит из номера подсети и номера компьютера в этой подсети. Для определения находится ли удалённый ip адрес в той же подсети используется маска подсети. Маска подсети это запись, определяющая, какая часть IP-адреса компьютера относится к адресу сети, а какая — к адресу самого компьютера в этой сети. Например, узел с IP-адресом 12.34.56.78 и маской подсети 255.255.255.0 находится в сети 12.34.56 и имеет номер 78.
Если компьютер, на который отправляется информация находится в той же подсети, что и отправляющий компьютер, то при помощи протокола arp определяется mac адрес удалённого компьютера и информация передаётся на него.
Если компьютер, на который отправляется информация находится в другой подсети, то отправляющий компьютер просматривает таблицу маршрутизации в поисках маршрутизатора, соединённого с подсетью компьютера-получателя.
^ Таблица маршрутизации — электронная таблица, хранящаяся на компьютере, описывающая соответствие между адресами назначения и адресами маршрутизаторов, через которые следует отправить пакет данных. Является простейшей формой правил маршрутизации.
Таблица маршутизации обычно содержит:
-
адрес сети или компьютера назначения
-
маску подсетисети назначения
-
адрес маршрутизатора в сети, на который необходимо отправить пакет, следующий до указанного адреса назначения
-
метрику — числовой показатель, задающий предпочтительность маршрута. Чем меньше число, тем более предпочтителен маршрут (интуитивно представляется как расстояние).
Для работы с таблицей маршрутизации в ос windows используется консольная утилита route.exe
Если необходимая подсеть в таблице маршурутизации не найдена, то информация передаётся на маршрутизатор (шлюз) по умолчанию.
^ Шлюз по умолчанию или шлюз последней надежды — адрес маршрутизатора, на который отправляется трафик, для которого невозможно определить маршрут исходя из таблиц маршрутизации. Применяется в сетях с хорошо выраженными центральными маршрутизаторами, в малых сетях, в клиентских сегментах сетей. Шлюз по умолчанию задаётся записью в таблице маршрутизации вида "сеть 0.0.0.0 с маской сети 0.0.0.0".
ICMP (англ. Internet Control Message Protocol — межсетевой протокол управляющих сообщений) — сетевой протокол, входящий в стек протоколов TCP/IP. В основном ICMP используется для передачи сообщений об ошибках и других исключительных ситуациях, возникших при передаче данных. Также на ICMP возлагаются некоторые сервисные функции.
Протокол ICMP не делает протокол IP средством надёжной доставки сообщений. Для этих целей существует протокол TCP.
ICMP сообщения (тип 12) генерируются при нахождении ошибок в заголовке IP пакета (за исключением самих ICMP пакетов, дабы не привести к бесконечно растущему потоку ICMP сообщений об ICMP сообщениях).
ICMP сообщения (тип 3) генерируются маршрутизатором при отсутствии маршрута к адресату.
Утилита ping, служащая для проверки возможности доставки IP пакетов использует ICMP сообщения с типом 8 (эхо-запрос) и 0 (эхо-ответ).
Утилита tracert, отображающая путь следования IP пакетов (трассировка маршрута), использует ICMP сообщения с типом 11.
ICMP сообщения с типом 5 используются маршрутизаторами для обновления записей в таблице маршрутизации отправителя.
ICMP сообщения с типом 4 используются получателем (или промежуточным маршрутизатором) для управления скоростью отправки сообщений отправителем.
DHCP (англ. ^ Dynamic Host Configuration Protocol — протокол динамической конфигурации узла) — это сетевой протокол, позволяющий компьютерам 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 т. н. 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 крупных (и не очень) сетей TCP/IP.
^ Транспортный уровень (англ. Transport layer) — 4-й уровень сетевой модели OSI предназначен для доставки данных без ошибок, потерь и дублирования в той последовательности, как они были переданы. При этом не важно, какие данные передаются, откуда и куда, то есть он предоставляет сам механизм передачи. Блоки данных он разделяет на фрагменты, размер которых зависит от протокола, короткие объединяет в один, а длинные разбивает. Протоколы этого уровня предназначены для взаимодействия типа точка-точка. Пример: TCP, UDP.
Transmission Control Protocol (TCP) (протокол управления передачей) — один из основных сетевых протоколов Интернет, предназначенный для управления передачей данных в сетях и подсетях TCP/IP.
Выполняет функции протокола транспортного уровня модели OSI.
TCP — это транспортный механизм, предоставляющий поток данных, с предварительной установкой соединения, за счёт этого дающий уверенность в достоверности получаемых данных, осуществляет повторный запрос данных в случае потери данных и устраняет дублирование при получении двух копий одного пакета. В отличие от UDP, гарантирует, что приложение получит данные точно в такой же последовательности, в какой они были отправлены, и без потерь.
Когда осуществляется передача от компьютера к компьютеру через Интернет, TCP работает на верхнем уровне между двумя конечными системами, например, Интернет-браузер и Интернет-сервер. Также TCP осуществляет надежную передачу потока байт от одной программы на некотором компьютере в другую программу на другом компьютере. Программы для электронной почты и обмена файлами используют TCP. TCP контролирует длину сообщения, скорость обмена сообщениями, сетевой трафик.
UDP (англ. ^ User Datagram Protocol — протокол пользовательских датаграмм) — это транспортный протокол для передачи данных в сетях IP без установления соединения. Он является одним из самых простых протоколов транспортного уровня модели OSI.
В отличие от TCP, UDP не гарантирует доставку пакета, поэтому аббревиатуру иногда расшифровывают как ^Unreliable Datagram Protocol (протокол ненадёжных датаграмм). Это позволяет ему гораздо быстрее и эффективнее доставлять данные для приложений, которым требуется большая пропускная способность линий связи, либо требуется малое время доставки данных, например голосовые чаты, видеопотоки.
В протоколах TCP и UDP (семейства TCP/IP), порт — системный ресурс выделяемый приложению для связи с другими приложениями, выполняемыми на серверах доступных через сеть.
Для каждого из протоколов TCP и UDP, стандарт определяет возможность одновременного выделения на компьютере до 65536 уникальных портов, идентифицирующихся номерами от 0 до 65535. При передаче по сети номер порта в заголовке пакета используется (вместе с IP-адресом компьютера) для адресации конкретного приложения (и конкретного, принадлежащего ему, сетевого соединения).
В обычной клиент-серверной модели, приложение либо ожидает входящих данных (или запроса на соединение; «слушает порт»; роль сервера) либо посылает данные (или запрос на соединение) на известный порт открытый приложением-сервером (роль клиента).
По умолчанию, приложению выдается порт с произвольным (например, ближайшим свободным большим 1024) номером. При необходимости, приложение может запросить конкретный (предопределённый) номер порта. Так веб-серверы обычно открывают для ожидания соединения предопределённый порт 80 протокола TCP.
DNS (англ. ^ Domain Name System — система доменных имён) - 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, обслуживающих узлах для протоколов в домене (SRV-запись).
Распределённая база данных DNS поддерживается с помощью иерархии DNS-серверов, взаимодействующих по определённому протоколу.
Основой DNS является представление об иерархической структуре доменного имени и зонах. Каждый сервер, отвечающий за имя, может делегировать ответственность за дальнейшую часть домена другому серверу (с административной точки зрения - другой организации или человеку), что позволяет возложить ответственность за актуальность информации на сервера различных организаций (людей), отвечающих только за "свою" часть доменного имени.
^ Сетевая модель OSI — абстрактная сетевая модель для коммуникаций и разработки сетевых протоколов. Представляет уровневый подход к компьютерной сети. Каждый уровень обслуживает свою часть процесса взаимодействия. Благодаря такой структуре совместная работа сетевого оборудования и программного обеспечения становится гораздо проще и прозрачнее.
Модель состоит из 7-ми уровней, расположенных друг над другом. Уровни взаимодействуют друг с другом (по «вертикали») посредством интерфейсов, и могут взаимодействовать с параллельным уровнем другой системы (по «горизонтали») с помощью протоколов. Каждый уровень может взаимодействовать только со своими соседями и выполнять отведённые только ему функции.
NAT (от англ. ^ Network Address Translation — «преобразование сетевых адресов») — это механизм в сетях TCP/IP, позволяющий преобразовывать IP-адреса транзитных пакетов. Также имеет названия IP Masquerading,Network Masquerading и Native Address Translation.
Преобразование адресов методом NAT может производиться почти любым маршрутизирующим устройством — маршрутизатором, сервером доступа, межсетевым экраном. Наиболее популярным является SNAT, суть механизма которого состоит в замене адреса источника (англ. source) при прохождении пакета в одну сторону и обратной замене адреса назначения (англ. destination) в ответном пакете. Наряду с адресами источник/назначение могут также заменяться номера портов источника и назначения.
Прокси-сервер (от англ. proxy — «представитель, уполномоченный») — служба в компьютерных сетях, позволяющая клиентам выполнять косвенные запросы к другим сетевым службам. Сначала клиент подключается к прокси-серверу и запрашивает какой-либо ресурс (например, e-mail), расположенный на другом сервере. Затем прокси-сервер либо подключается к указанному серверу и получает ресурс у него, либо возвращает ресурс из собственного кэша (в случаях, если прокси имеет свой кэш). В некоторых случаях запрос клиента или ответ сервера может быть изменён прокси-сервером в определённых целях. Также прокси-сервер позволяет защищать клиентский компьютер от некоторых сетевых атак.
Контрольные вопросы:
-
Что такое маршрутизация
-
Что такое маршрутизатор
-
Что такое маска подсети
-
Что такое маршрут (роут) и таблица маршрутизации
-
Как просмотреть или очистить таблицу маршрутов, добавить новый маршрут
-
Что такое шлюз по умолчанию
-
Для чего нужен протокол icmp
-
Что такое пинг. Как это делается.
-
Что такое трассировка маршрута. Как это делается.
-
Для чего предназначен протокол dhcp. Опишите принцип его работы.
-
Какие протоколы транспортного уровня вам известны. Для чего они необходимы
-
Раскройте понятие сетевого порта
-
Для чего предназначен протокол dns
-
Объясните назначение сетевой модели OSI
-
Что такое трансляция сетевых адресов и для чего это нужно?
-
Что такое прокси-сервер
-
Какие протоколы прикладного уровня вы знаете и для чего они предназначены
|
|
|