1176

Инфокоммуникационные системы и сети

Методические указания

к выполнению лабораторных работ

для студентов бакалавриата направления

09.03.02 «Информационные системы и технологии»

Воронеж 2016

Министерство образования и науки РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«Воронежский государственный архитектурно-строительный университет»

Кафедра информационных технологий

и автоматизированного проектирования в строительстве

Инфокоммуникационные системы и сети

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к выполнению лабораторных работ

для студентов бакалавриата направления

09.03.02 «Информационные системы и технологии»

Воронеж 2016

УДК 004.7

ББК 32.973я723

Составители: К.А. Маковий, Ю.В. Хицкова

Инфокоммуникационные системы и сети: метод. указания к выполнению лабораторных работ для студ. бакалавриата / Воронежский ГАСУ; сост.: К.А. Маковий, Ю.В. Хицкова – Воронеж, 2016. – 32 с.

Содержат описание выполнения лабораторных работ по курсу «Инфокоммуникационные системы и сети». Приведен в достаточном объеме теоретический материал, а также подробные рекомендации к выполнению лабораторных работ.

Предназначены для студентов бакалавриата направления 09.03.02 «Информационные системы и технологии».

Ил. 21. Библиогр.: 5 назв.

Печатается по решению учебно-методического совета

Воронежского ГАСУ

Рецензент – Баркалов С.А., проф., зав. кафедрой управления строительством Воронежского ГАСУ

Введение

Целью лабораторного практикума по курсу «Инфокоммуникационные системы и сети» является получение практических навыков планирования и настройки инфокоммуникационных сетей, глубокое понимание сетевых протоколов и освоение методов мониторинга и устранения неполадок сетевой инфраструктуры на базе стека протоколов TCP/IP/

Каждая из лабораторных работ данного курса посвящена важному аспекту сетевых технологий: назначению IP адресов, использованию диагностических утилит стека протоколов TCP/IP, настройке протоколов маршрутизации и изучению трансляции сетевых адресов. Особое внимание уделяется использованию сетевого анализатора для изучения структуры сетевых пакетов и методологии диагностики неисправностей.

В ходе лабораторного практикума студенты получают практические навыки работы с сетевым оборудованием Cisco и сетевыми средствами операционной системы Windows Server 2008.

Курсивом выделены вопросы, требующие письменного ответа на поставленный вопрос. Ответы на эти вопросы Вы должны выяснить в ходе выполнения практических заданий.

Лабораторная работа №1 Изучение утилит стека протоколов tcp/ip

Цель работы: Изучить возможности основных утилит TCP/IP.

Краткие теоретические сведения.

Командная оболочка — это отдельный программный продукт, который обеспечивает прямую связь между пользователем и операционной системой. Текстовый пользовательский интерфейс командной строки предоставляет среду, в которой выполняются приложения и служебные программы с текстовым интерфейсом. В командной оболочке программы выполняются и результат выполнения отображается на экране в виде, сходном с интерпретатором Command.com MS-DOS.

Утилиты TCP/IP предоставляют возможность диагностировать сетевые неполадки, определять конфигурацию сети. Набор утилит TCP/IP практически одинаков для любой операционной системы.

Hostname – одна из основных утилит TCP/IP. показывает локально настроенное имя узла TCP/IP (заметьте, что оно может отличаться от локально настроенного имени компьютера также известного как имя NetBIOS).

Ipconfig отображает текущие настройки TCP/IP, включая адреса серверов DHCP, DNS и WINS.

Команда Arp используется для просмотра, добавления или удаления записей в таблицах трансляции адресов IP в физические адреса. Эти записи используются при работе протокола Address Resolution Protocol (ARP).

Команда Route нужна для редактирования или просмотра таблицы маршрутов IP из командной строки. Windows 7 использует таблицу маршрутов в том случае, когда нужно отыскать путь к удаленному компьютеру по TCP/IP. Ключ /? выводит все доступные ключи при работе с Route. Для просмотра таблицы маршрутов системы используется Route Print.

Утилита ping используется для отправки эхо-запросов ICMP по IP адресу и ожидания эхо-ответов ICMP. Ping сообщает количество принятых ответов и интервал времени между отправкой запроса и приемом ответа. Утилита ping имеет много различных опций, доступных с помощью ключа -?. Команда Ping лежит в основе диагностики сетей TCP/IP. Используется для проверки получения приемником TCP/IP пакетов. Если до системы не удается «достучаться» с помощью этой команды, вероятнее всего, с такой системой связаться не удастся. Например, чтобы опросить станцию с IP-адресом 192.168.1.100, следует набрать: ping 192.168.1.100.

Утилита tracert используется для трассировки маршрута. Tracert работает путем отправки эхо-запросов ICMP по определенному IP-адресу, увеличивая время жизни (time-to-live, TTL) в поле IP-заголовка начиная с 1. Затем она анализирует возвращаемые ошибки ICMP. Каждый последующий эхо-запрос должен пройти по сети на один маршрутизатор дальше прежде, чем значение в поле TTL достигнет нуля, и маршрутизатор, который перенаправит этот пакет, возвратит ошибку ICMP Time Exceeded (время закончилось). Tracert просто отображает на экране упорядоченный список маршрутизаторов на пути прохождения пакетов, которые возвращают сообщения об ошибках. Tracert фиксирует число переходов или «прыжков» (hop), которые потребовалось совершить на пути к станции назначения. Если использовать эту утилиту с ключем –d (что означает указание не делать поиска DNS для каждого IP адреса), тогда в отчет заносится IP адрес самого ближнего интерфейса маршрутизатора. Чтобы запустить трассировку станции с IP-адресом 192.168.1.100 без выполнения поиска DNS имени , следует набрать в командной строке: tracert 192.168.1.100 -d.

Netstat. Команда Netstat показывает текущий статус и статистику подключений по TCP/IP или UDP. При этом выводятся данные как о локальных, так и об удаленных именах и портах активных сетевых соединений. Ключ /? показывает все доступные ключи при работе с Netstat.

Pathping – одна из самых полезных новых команд диагностики TCP/IP. Она объединяет функциональность Ping и Tracert. Команда Pathping опрашивает каждый маршрутизатор на пути между источником и приемником сигнала, после чего фиксирует задержки при каждой ретрансляции сигнала и потери пакетов.

Nbtstat. Эта диагностическая утилита отражает статистики протоколов и текущие соединения TCP/IP с использованием NetBIOS поверх TCP/IP (NetBT).

Практические задания

Задание 1. Использование утилит Windows 7 для определения конфигурации и тестирования работоспособности протокола TCP/IP на локальном компьютере.

1. Для запуска командной оболочки: нажмите Пуск| Выполнить, наберите cmd.

2. В окне командной оболочки наберите hostname. Запишите в рабочую тетрадь имя TCP/IP узла Вашей системы.

3. В окне командной оболочки наберите ipconfig /all. Запишите в рабочую тетрадь:

• имя узла TCP/IP Вашей системы (DNS-имя компьютера);

• тип узла разрешения имен NetBIOS;

• MAC-адрес сетевой платы;

• IP-адрес;

• маску подсети;

• шлюз по умолчанию;

• DNS-сервер.

Сколько подсетей можно организовать в сети 172.16.x.y c такой маской подсети? Сколько узлов можно адресовать в каждой подсети?

4. Чтобы просмотреть содержимое кэша ARP, наберите в командной строке arp –a. Сколько записей в кэше распознавателя ARP?

5. В окне командной оболочки наберите route print. Из каких элементов состоит запись о каждом маршруте?

Задание 2. Использование утилит Windows 7 для тестирования работоспособности сети на основе протокола TCP/IP.

1. В окне командной оболочки проверьте наличие соединения последовательно со следующими IP-адресами:

• IP –адресом петли обратной связи (127.0.0.1);

• IP-адресом TCP/IP узла Вашей системы;

• IP-адресом шлюза по умолчанию;

• IP-адресом внешнего сетевого интерфейса шлюза;

• IP- адресом внешней сети (по указанию преподавателя).

Проверьте содержимое кэша распознавателя ARP. Изменилось ли оно по сравнению с тем, что Вы наблюдали в п.4 задания 1? Почему?

2. Запустите в окне командной оболочки tracert:

   • IP-адреса внешнего сетевого интерфейса шлюза;

   • IP- адреса внешней сети (по указанию преподавателя).

Запишите в тетради, через какие маршрутизаторы прошел пакет, отправленный Вами.

3. Запустите в окне командной оболочки netstat /?.

   • Как можно с помощью этой утилиты просмотреть локальную таблицу маршрутизации? Сравните ее с полученной с помощью команды Route print.

   • Запустите в окне командной оболочки netstat. Какие постоянные соединения активны на Вашем компьютере?

4. Чтобы просмотреть список содержимого кэша имен NetBIOS, наберите в командной строке Nbtstat –n.

   • Запустите ping <имя компьютера> для компьютеров в соответствии со списком по указанию преподавателя.

   • Выполните команду Nbtstat –n. Изменилось ли содержимое кэша имен NetBIOS? Почему?

Проанализируйте конфигурацию протокола TCP/IP на Вашей рабочей станции и определите, каким образом разрешаются имена NetBIOS.

5. Запустите в окне командной оболочки ping <имя компьютера>. Имя компьютера из списка по указанию преподавателя.

   • Запустите в окне командной оболочки tracert <имя компьютера>.

   • Запустите в окне командной оболочки pathping <имя компьютера>.

В чем для Вас преимущество команды pathping?

Контрольные вопросы

1. Архитектура стека протоколов TCP/IP.

2. IP – адресация. Классы сетей. Маски подсетей.

3. Адресация узлов в сети. Три адреса сетевого узла. Как происходит разрешение адресов?

4. Архитектура протокола TCP/IP. Уровень Интернета. Протоколы IP, ARP, ICMP. Что происходит с пакетом на этом уровне? Какая информация добавляется к заголовку пакета на уровне IP?

5. Архитектура протокола TCP/IP. Протоколы TCP и UDP. Содержание заголовка транспортного уровня.

6. Назовите известные Вам утилиты TCP/IP. Опишите назначение каждой из них.

7. Как происходит локальная маршрутизация? Каким образом можно просмотреть локальную таблицу маршрутизации?

8. Опишите функции маршрутизатора в сети. Какие уровни стека протоколов TCP/IP реализованы в рамках IP- маршрутизатора?

9. Разрешение имен DNS и NetBIOS. В чем принципиальное различие?