Каждый компьютер в сети имеет адреса трех уровней:

· Локальный адрес узла, определяемый технологией, с помощью которой построена отдельная сеть, в которую входит данный узел. Для узлов, входящих в локальные сети - это МАС-адрес сетевого адаптера или порта маршрутизатора, например, 11-А0-17-3D-BC-01. Эти адреса назначаются производителями оборудования и являются уникальными адресами, так как управляются централизовано. Для всех существующих технологий локальных сетей МАС-адрес имеет формат 6 байтов: старшие 3 байта - идентификатор фирмы производителя, а младшие 3 байта назначаются уникальным образом самим производителем. Для узлов, входящих в глобальные сети, такие как Х.25 или frame relay, локальный адрес назначается администратором глобальной сети. Соответствие между локальным и аппаратным адресом устанавливается в случае Ethernet-технологии с помощью протокола ARP (Address Resolution Protocol). Физически все кадры (фреймы) на канальном уровне (в физической среде) передаются по аппаратным физическим адресам.

· Символьный идентификатор-имя, например, SERV1.IBM.COM. Этот адрес назначается администратором и состоит из нескольких частей, например, имени машины, имени организации, имени домена. Такой адрес, называемый также DNS-именем, используется на прикладном уровне, например, в протоколах FTP или telnet.

· IP-адрес (Internet Protocol Address) -- уникальный идентификатор устройства (обычно компьютера), подключённого к локальной сети или Интернету. Это логический адрес, который нужен для передачи пакета из сети отправителя в сеть получателя. IP-адрес представляет собой 32-битовое (по версии IPv4) или 128-битовое (по версии IPv6) двоичное число. Удобной формой записи IP-адреса (IPv4) является запись в виде четырёх десятичных чисел (от 0 до 255), разделённых точками, например, 128.10.2.30 (10000000 00001010 00000010 00011110 -- двоичная форма представления этого же адреса). IP-адреса представляют собой основной тип адресов, на основании которых сетевой уровень протокола IP передаёт пакеты между сетями. IP-адрес состоит из двух частей: номера сети и номера узла. Если же сеть должна работать как составная часть Интернета, то адрес сети выдаётся провайдером либо региональным интернет-регистратором (Regional Internet Registry, RIR). Номер узла в протоколе IP назначается независимо от локального адреса узла. Маршрутизатор по определению входит сразу в несколько сетей. Поэтому каждый порт маршрутизатора имеет собственный IP-адрес. Конечный узел также может входить в несколько IP-сетей. В этом случае компьютер должен иметь несколько IP-адресов, по числу сетевых связей. Таким образом, IP-адрес характеризует не отдельный компьютер или маршрутизатор, а одно сетевое соединение.

	Диапазон номеров сетей	Маска	Максим. кол-во узлов
Сеть класса А	1.0.0.0 - 126.0.0.0	255.0.0.0	224-2
Сеть класса В	128.0.0.0 - 191.255.0.0	255.255.0.0	216-2
Сеть класса С	192.0.0.0 - 223.255.255.0	255.255.255.0	28-2
Сеть класса D	224.0.0.0-239.255.255.255	255.255.255.255	-
Сеть класса E	240.0.0.0-247.255.255.255	255.255.255.255	-

Сети класса D предназначены для группового (multicast) вещания. Класс Е обозначен как резерв для будущих применений.

Для определения номера сети, которой принадлежит данный узел, надо IP-адрес узла побитно умножить (логическое умножение) на маску сети.

Произвольно выбранные адреса данной сети могут совпасть с централизовано назначенными адресами Интернета. Для того, чтобы этого избежать в стандартах Интернета определено несколько так называемых частных адресов, рекомендуемых для автономного использования:

- в классе А -- сеть 10.0.0.0;

- в классе В -- диапазон из 16 номеров сетей 172.16.0.0-172.31.0.0;

- в классе С -- диапазон из 255 сетей - 192.168.0.0-192.168.255.0.

В протоколе IP существует несколько соглашений об особой интерпретации IP-адресов:

а). если IР-адрес состоит только из двоичных нулей, то он обозначает адрес того узла, который сгенерировал этот пакет;

б). если в поле номера сети стоят 0, то по умолчанию считается, что этот узел принадлежит той же самой сети, что и узел, который отправил пакет;

в). если все двоичные разряды IP-адреса равны 1, то пакет с таким адресом назначения должен рассылаться всем узлам, находящимся в той же сети, что и источник этого пакета. Такая рассылка называется ограниченным широковещательным сообщением (limited broadcast);

г). пакет, имеющий адрес, целиком состоящий из 1, рассылается всем узлам сети с заданным номером. Такая рассылка называется широковещательным сообщением (broadcast). В протоколе IP нет понятия широковещательности в том смысле, в котором оно используется в протоколах канального уровня локальных сетей, когда данные должны быть доставлены абсолютно всем узлам. Как ограниченный широковещательный IP-адрес, так и широковещательный IP-адрес имеют пределы распространения в интерсети - они ограничены либо сетью, к которой принадлежит узел - источник пакета, либо сетью, номер которой указан в адресе назначения. Поэтому деление сети с помощью маршрутизаторов на части локализует широковещательный шторм пределами одной из составляющих общую сеть частей просто потому, что нет способа адресовать пакет одновременно всем узлам всех сетей составной сети.

д). адрес 127.0.0.1 зарезервирован для организации обратной связи при тестировании работы программного обеспечения узла без реальной отправки пакета по сети. Этот адрес имеет название loopback.

Логические IP адреса нужны для того, чтобы передавать фреймы из одной сети в другую - это задача маршрутизации.

3.2 Маска подсети

Маска выполняет 2 главные функции:

- с ее помощью определяется номер сети (подсети);

- с ее помощью можно разбивать сеть на подсети.

Для каждого класса IP-адресов существует стандартная маска (см. предыдущую таблицу). Если выбрана стандартная маска, то разбиение на подсети не производится. С помощью маски можно определить количество узлов в сети. Например, в сети класса С под адрес узла отводится последние 8 бит IP-адреса. Таким образом, можно составить 256 двоичных номера для узлов этой сети. Однако, комбинацию 00000000 использовать нельзя: она обозначает саму сеть, а не узел; комбинация 11111111 используется для широковещания в этой сети. Широковещательный адрес указывает на то, к каким узлам в данной сети происходит широковещательный запрос. Наличие числа 255 в последнем октете адреса указывает на то, что широковещательный запрос предназначается всем в данной сети, если даже последняя разбита на подсети.

Поэтому в сети класса С (при стандартной маске) может быть 254 узла.

С помощью маски и IP-адреса можно определить, номер сети, которой принадлежит данный узел: для этого надо выполнить побитное логическое умножение IP-адреса узла на маску (в двоичном представлении).

Для повышения пропускной способности сети применяют сегментацию -- уменьшение числа узлов, входящих в домен коллизий. Сеть удается отвести от той степени загрузки, когда из-за коллизий ее производительность деградирует катастрофически. Сегментация производится с помощью мостов или коммутаторов, соединяющих сегменты сети.

Чтобы разбить сеть на подсети вводится маска подсети. Рассмотрим стандартную маску: 255.255.255.0 или в двоичном виде 11111111 11111111 11111111 00000000. Выделим 3 бита последнего октета на номер подсети. Тогда можно составить 6 двоичных комбинаций для номеров подсетей (комбинации 000 и 111 нельзя использовать): 001 00000; 010 00000; 011 00000; 100 00000; 101 00000; 110 00000. Оставшиеся 5 бит используются для нумерации узлов соответствующей подсети: всего по 30 узлов в каждой подсети (номера 00000 и 11111 использовать нельзя, т.к. 00000 дает номер подсети, а 11111 - широковещательный адрес подсети). Т.е. если сеть состоит из ? 6 подсетей, в каждой из которых ? 30 узлов, то для них можно использовать маску 11111111 11111111 11111111 11100000 (или в десятичной форме 255.255.255.224).

3.3 Логический расчет сети

Определим адресное пространство первой сети. Допустим сеть №1 имеет номер 10.33.8.0. Сеть состоит из 5 подсетей. Для подсетей будем использовать маску подсети 255.255.255.224. Разные маски в разных подсетях одной сети использовать нельзя, т.к. тогда пространство IP-адресов будет перекрываться. Маска сети 255.255.255.0.

Номер подсети	Кол-во узлов	Диапазон адресов узлов	Маска подсети
10.33.8.32	20	10.33.8.33 - 10.33.8.52	255.255.255.224
10.33.8.64	4	10.33.8.65 - 10.33.8.68	255.255.255.224
10.33.8.96	8	10.33.8.97 - 10.33.8.104	255.255.255.224
10.33.8.128	7	10.33.8.129 - 10.33.8.135	255.255.255.224
10.33.8.160	25	10.33.8.161 - 10.33.8.185	255.255.255.224

Широковещательный адрес 1 сети 10.33.8.255. Этот адрес предполагает возможность обращения ко всем узлам сети. Широковещательный адрес для подсетей тоже - 10.33.8.255, чтобы узлы подсетей могли обращаться ко всей сети.

Определим адресное пространство второй сети. Допустим сеть №2 имеет номер 10.33.9.0. Сеть состоит из 6 подсетей. Для подсетей будем использовать маску подсети 255.255.255.224. Маска сети 255.255.255.0.

Номер подсети	Кол-во узлов	Диапазон адресов узлов	Маска подсети
10.33.9.32	9	10.33.9.33 - 10.33.9.41	255.255.255.224
10.33.9.64	12	10.33.9.65 - 10.33.9.76	255.255.255.224
10.33.9.96	15	10.33.9.97 - 10.33.9.111	255.255.255.224
10.33.9.128	20	10.33.9.129 - 10.33.9.148	255.255.255.224
10.33.9.160	19	10.33.9.161 - 10.33.9.179	255.255.255.224
10.33.9.192	25	10.33.9.193 - 10.33.9.217	255.255.255.224

Широковещательный адрес 2сети 10.33.9.255. Широковещательный адрес для подсетей тоже - 10.33.9.255.

Раздел 4. Выбор сетевой ОС

Операционная система -- это комплекс программ, который обеспечивает управление аппаратными средствами компьютера, организует работу с файлами (в том числе запуск и управление выполнением программ), а также реализует взаимодействие с пользователем, т. е. интерпретацию вводимых пользователем команд и вывод результатов обработки этих команд.

В любой операционной системе можно выделить 4 основных части: ядро, файловую структуру, интерпретатор команд пользователя и утилиты. Ядро -- основная, определяющая часть ОС, которая управляет аппаратными средствами и выполнением программ. Файловая структура -- система хранения файлов на запоминающих устройствах. Интерпретатор команд или оболочка -- программа, организующая взаимодействие пользователя с компьютером. Утилиты -- отдельные программы, которые, выполняют служебные функции. Любая сетевая операционная система, с одной стороны, выполняет все функции локальной операционной системы, а с другой стороны, обладает некоторыми дополнительными средствами, позволяющими ей взаимодействовать через сеть с операционными системами других компьютеров.

На сегодняшний день наиболее известными операционными системами для компьютеров являются семейства операционных систем Microsoft Windows и UNIX. Первые ведут свою "родословную" от операционной системы MSDOS, которой оснащались первые персональные компьютеры фирмы IBM.

Прогресс глобальных компьютерных сетей во многом определялся прогрессом телефонных сетей.



4.1 Семейство продуктов Windows Server 2003

Платформа Windows Server дает возможность работать с приложениями, сетями и веб-службами Microsoft(r) .NET в организациях любого масштаба - от рабочей группы до центра хранения и обработки данных, одновременно позволяя более эффективно использовать существующую ИТ-инфраструктуру и снижая общую стоимость владения вычислительными системами.

Семейство продуктов Windows Server 2003 основано на эффективном применении технологии ОС Windows 2000 Server и делает более удобным развертывание, управление и использование. В результате пользователь получает высокопроизводительную операционную систему, являющуюся безопасным и надежным решением, не требующим проведения специальной настройки и обеспечивающим высокий уровень доступности и масштабируемости. ОС Windows Server 2003 Standard Edition разработана специально для малого бизнеса и небольших отделов компаний и обеспечивает эффективное создание общего доступа к файлам и принтерам, безопасное подключение к интернету, централизованное развертывание настольных приложений и веб-решения для организации взаимодействия сотрудников, партнеров, клиентов. Сервер Windows Server 2003 Standard Edition обеспечивает высокий уровень надежности, масштабируемости и безопасности.

Таблица. Требования к аппаратным средствам для разных версий Windows Server 2003

Характеристика	Standard Edition	Enterprise Edition	Datacenter Edition	Web Edition
Рекомендуемое быстродействие процессора	550 МГц	733 МГц	733 МГц	550 МГц
Минимальный поддерживаемый объем ОЗУ	128 Мб	128 Мб	51 2 Мб	128 Мб
Рекомендованный минимальный объем ОЗУ	256 Мб	256 Мб	1 Гб	256 Мб
Максимальный объем ОЗУ	4 Гб	32 Гб для компьютеров на базе х86-совместимых процессоров 512 Гб для компьютеров с процессорами Itanium	64 Гб для компьютеров на базе х86-совместимых процессоров 512 Гб для компьютеров с процессорами Itanium	2 Гб
Поддержка нескольких процессоров	До 4-х	До 8-ми	Минимум 8 Максимум 64	До 2-х
Дисковое пространство, необходимое для установки	1 ,5 Гб	1,5 Гб для компьютеров на базе х86-совместимых процессоров 2,0 Гб для компьютеров с процессорами Itanium	1 ,5 Гб для компьютеров на базе х86-совместимых процессоров 2,0 Гб для компьютеров с процессорами Itanium	1,5 Гб

Windows Server 2003 является многозадачной операционной системой, способной централизовано или распределено управлять различными наборами ролей, в зависимости от потребностей пользователей. Некоторые из ролей сервера:

- файловый сервер и сервер печати;

- веб-сервер и веб-сервер приложений;

- почтовый сервер;

- сервер терминалов;

- сервер удаленного доступа/сервер виртуальной частной сети (VPN);

- служба каталогов, система доменных имен (DNS),

- сервер протокола динамической настройки узлов (DHCP)

- служба Windows Internet Naming Service (WINS) - для поддержки распределенной базы данных для динамической регистрации и разрешения имен NetBIOS для компьютеров и групп, используемых в сети. Служба WINS отображает пространство имен NetBIOS и адресное пространство IP друг на друга и предназначена для разрешения имен NetBIOS в маршрутизируемых сетях, использующих NetBIOS поверх TCP/IP. Имена NetBIOS используются более ранними версиями операционных систем Microsoft для идентификации компьютеров и других общедоступных ресурсов.

- сервер потокового мультимедиа-вещания.

- каталог Active Directory.- может хранить различную информацию, относящуюся к пользователям, группам, компьютерам, принтерам, общим ресурсам и так далее.

Универсальная сетевая система общего назначения, предназначенная для корпоративного использования при решении самых разных задач: поддержка служб печати и файловых сервисов, маршрутизация и удаленный доступ, обеспечение работы СУБД и т. д. Предназначается небольшим компаниям или подразделениям крупных фирм.

4.2 Основные характеристики ОС Linux

В силу того, что исходные коды Linux распространяются свободно и общедоступны, к развитию системы с самого начала подключилось большое число независимых разработчиков. Благодаря этому на сегодняшний день Linux -- самая современная, устойчивая и быстроразвивающаяся система, почти мгновенно вбирающая в себя самые последние технологические новшества. Она обладает всеми возможностями, которые присущи современным полнофункциональным операционным системам типа UNIX:

Реальная многозадачность

Все процессы независимы; ни один из них не должен мешать выполнению других задач. Для этого ядро осуществляет режим разделения времени центрального процессора, поочередно выделяя каждому процессу интервалы времени для выполнения. Это существенно отличается от режима "вытесняющей многозадачности", реализованной в Windows 95, когда процесс должен сам "уступить" процессор другим процессам (и может сильно задержать их выполнение).

Многопользовательский доступ

Linux -- не только многозадачная ОС, она поддерживает возможность одновременной работы многих пользователей. При этом Linux может предоставлять все системные ресурсы пользователям, работающим с хостом через различные удаленные терминалы.

Свопирование оперативной памяти на диск

Свопирование оперативной памяти на диск позволяет работать при ограниченном объеме физической оперативной памяти; для этого содержимое некоторых частей (страниц) оперативной памяти записываются в выделенную область на жестком диске, которая трактуется как дополнительная оперативная память. Это несколько снижает скорость работы, но позволяет организовать работу программ, требующих большего объема ОЗУ, чем фактически имеется в компьютере.

Страничная организация памяти

Системная память Linux организована в виде страниц объемом 4 Кбайт. Если оперативная память полностью исчерпана, ОС будет искать давно не использующие страницы памяти для их перемещения из памяти на жесткий диск. Если какие-либо из этих страниц становятся нужны, Linux восстанавливает их с диска. Некоторые старые UNIX-системы и некоторые современные платформы (включая Microsoft Windows) переносят на диск все содержимое ОП, относящееся к неработающему в данный момент приложению, (то есть ВСЕ страницы памяти, относящиеся к приложению, сохраняются на диске при нехватке памяти), что менее эффективно.

Загрузка выполняемых модулей "по требованию"

Ядро Linux поддерживает выделение страниц памяти по требованию, при котором только необходимая часть кода исполняемой программы находится в оперативной памяти, а не используемые в данный момент части остаются на диске.

Совместное использование исполняемых программ

Если необходимо запустить одновременно несколько копий какого-то приложения (либо один пользователь запускает несколько идентичных задач, либо разные пользователи запускают одну и ту же задачу), то в память загружается только одна копия исполняемого кода этого приложения, которая используется всеми одновременно исполняющимися идентичными задачами.

Общие библиотеки

Библиотеки -- наборы процедур, используемых программами для обработки данных. Существует некоторое количество стандартных библиотек, используемых одновременно более чем одним процессом. В старых системах такие библиотеки включались в каждый исполняемый файл, одновременное выполнение которых приводило к непродуктивному использованию памяти. В Linux обеспечивается работа с динамически и статически разделяемыми библиотеками, что позволяет сократить размер отдельных приложений.

Динамическое кэширование диска

Кэширование диска -- это использование части оперативной памяти для хранения часто используемых данных с диска, что существенно ускоряет доступ к часто используемым программам и задачам. Пользователи MS-DOS работают со SmartDrive, который резервирует фиксированные области системной памяти для кэширования диска. Linux использует более динамичную систему кэширования: память, зарезервированная под кэш, увеличивается, когда память не используется, и уменьшается, если системе или процессу пользователя требуется больше памяти.

Возможность запуска исполняемых файлов других ОС

Linux не является первой в истории операционной системой. Для ранее разработанных ОС, включая DOS, Windows 95, FreeBSD или OS/2, разработана масса различного, в том числе очень полезного и очень неплохого программного обеспечения. Для запуска таких программ под Linux разработаны эмуляторы DOS, Windows 3.1 и Windows 95. Более того, фирмой Vmware разработана система "виртуальных машин", представляющая собой эмулятор компьютера, в котором можно запустить любую операционную систему.

Имеются аналогичные разработки и у других фирм. ОС Linux способна также выполнять бинарные файлы других Intel-ориентированных UNIX-платформ, соответствующих стандарту iBCS2 (intel Binary Compatibility).

Поддержка различных форматов файловых систем

Linux поддерживает большое число форматов файловых систем, включая файловые системы DOS и OS/2, а также современные журналируемые файловые системы. При этом и собственная файловая система Linux, которая называется Second Extended File System (ext2fs), позволяет эффективно использовать дисковое пространство.

Сетевые возможности

Linux можно интегрировать в любую локальную сеть. Поддерживаются все службы UNIX, включая Networked File System (NFS), удаленный доступ (telnet, rlogin), работа в TCP/IP-сетях, dial-up-доступ по протоколам SLIP и РРР и т. д. Также поддерживается включение Linux-машины как сервера или клиента для другой сети, в частности, работает общее использование (sharing) файлов и удаленная печать в Macintosh, NetWare и Windows.

Работа на разных аппаратных платформах

Хотя ОС Linux первоначально была разработана для ПК на базе Intel 386/486, сейчас она может работать на всех версиях микропроцессоров от Intel, начиная с 386 и кончая многопроцессорными системами. Так же успешно Linux работает на различных клонах Intel от других производителей.

Одним из следствий свободного распространения ПО для Linux явилось то, что большое число разных фирм и компаний, а также просто независимых групп разработчиков стали выпускать так называемые дистрибутивы Linux.

Дистрибутив -- это набор программного обеспечения, включающий все 4 основные составные части ОС, т. е. ядро, файловую систему, оболочку и совокупность утилит, а также некоторую совокупность прикладных программ.

В мире существует уже более сотни различных дистрибутивов Linux и все время появляются новые. Более-менее полный список их можно найти на сервере http://www.linuxhq.com, где даны краткие характеристики каждому дистрибутиву (упоминаются и некоторые локализованные версии).

Пожелания пользователя	Требования к памяти	Требования к объему жесткого диска
Минимальные требования: работа в текстовом режиме из командной строки shell	4 Мбайт	10 Мбайт
Работа в текстовом режиме через Midnight Commander	4 Мбайт	40 Мбайт
Для запуска графического интерфейса X Window	8 Мбайт, но будет работать очень медленно, 16 Мбайт -- более-менее приемлемо
Для работы с графическим интерфейсом X Window (запуск оконного менеджера)	16 Мбайт	300 Мбайт
Для запуска интегрированной графической среды KDE	32 Мбайт	500 Мбайт
Для запуска каждого отдельного + 2 Мбайт большого приложения (типа GIMP, текстового процессора, базы дан ных или электронной таблицы)	+2 Мбайт	+ 50-100 Мбайт
Для работы с интегрированным офисным пакетом StarOffice	64 Мбайт	+ 250 Мбайт

Из этой таблицы можно заключить, что минимально приемлемой конфигурацией для освоения Linux является компьютер на 486-ом процессоре с 16 Мбайт ОЗУ и жестким диском объемом 300 Мбайт.

К недостаткам ОС Linux можно отнести небольшое число прикладных пакетов; слабую поддержку производителями периферийных устройств, сложность в настройке, а слабым местом Windows -- недостаточная стабильность и совместимость (вызванная неполным соблюдением принятых протоколов).

Вывод: Поддержка различных сетевых технологий (Ethernet, Token Ring, FDDI и др.) системой Linux означает, что компьютер под управлением Linux может выступать в роли маршрутизатора, связывающего между собой различные типы сетей. Сильными сторонами Linux считаются: свободное распространение этой операционной системы, возможность запускать на многих системах, получать исходный код, распространять исходные или изменённые версии. Для обеспечения работы компьютерной сети выбираем ОС Linux.

• Раздел 5. Практическая реализация сетевых настроек
• Все настройки необходимо делать только под паролем администратора, что несомненно является преимуществом выбранной нами ОС - Linux. Настройка происходит удаленно с помощью протокола-утилиты Telnet. Например,
• telnet 10.33.8.33

Затем надо ввести login (например, student) и password (например, 12345678). При вводе telnet с аргументами программа осуществит связь ЭВМ с удаленным компьютером, имя или адрес которого был введен в качестве одного из аргументов. Затем меняем пользователя с помощью su root , вводим пароль привилегированного пользователя.

Соединение с сетью система устанавливает посредством конкретного аппаратного интерфейса (к примеру, Ethernet-платы). Для организации простых сетей, использующих статическую маршрутизацию достаточно возможности протокола IP. В Unix-подобных ОС достаточно двух команд:

- ifconfig - конфигурация сетевого интерфейса

- route - указывает маршруты (занося их в IP-таблицу маршрутов - эта таблица является основой всей IP-маршрутизации)

5.1 Формат команды ifconfig

ifconfig №интерфейса IP адрес маска подсети широковещательный адрес

№интерфейса: eth0, eth1… (Ethernet)

Если ifconfig введен без параметров, то система показывает настройки всех активных интерфейсов. Если указан один аргумент интерфейс, выдается информация только о состоянии этого интерфейса; если указан один аргумент -a, выдается информация о состоянии всех интерфейсов, даже отключенных. Иначе команда конфигурирует указанный интерфейс. Широковещательный адрес нужен для отправки запросов, которые предназначается всем в данной сети. Команда ifconfig используется для конфигурирования сетевых интерфейсов ядра. Она используется на этапе загрузки для настройки интерфейсов при необходимости. После этого она обычно используется только при отладке или настройке производительности системы.

5.2 Формат команды route

Команда route позволяет указать маршрут. Если ввести route без параметров, то система покажет IP-таблицу маршрутов. Например, можно добавить сеть с помощью этой команды:

route add net №сети

Настроим сетевые интерфейсы узлов сети №1:

1 подсеть:

root # ifconfig eth0 10.33.8.33 netmask 255.255.255.224 broadcast 10.33.8.255

Эта команда присваивает интерфейсу eth0 адрес первого узла 10.33.8.33, определяет подсеть с номером 10.33.8.32 и устанавливает адрес для широковещательного запроса. Аналогично для других узлов:

root # ifconfig eth0 10.33.8.34 netmask 255.255.255.224 broadcast 10.33.8.255

…

root # ifconfig eth0 10.33.8.52 netmask 255.255.255.224 broadcast 10.33.8.255

После этого надо добавить в таблицу маршрутов на каждом узле строку, согласно которой пакеты на узлы своей подсети ядро могло бы отправлять через интерфейс eth0:

root# route add -net 10.33.8.32 netmask 255.255.255.224 eth0

Опция -net указывает, что адрес назначения в таблице маршрутизации будет номером сети. С помощью опции -host можно задать маршрут на конкретный IP-адрес. Эти команды позволяют установить IP-соединения со всеми узлами в локальном Ethernet-сегменте.

Чтобы узлы 1 подсети могли посылать свои кадры в другие сети через шлюз по простому правилу: если в таблице нет соответствующей строки, отправляем все шлюзу по умолчанию, Ї используем команду:

root# route add default gw 10.33.8.2 eth0

Опция gw укаэывает, что 10.33.8.2 - IP-адрес, на который надо отправлять все пакеты таблицы маршрутизации.

2 подсеть:

root # ifconfig eth1 10.33.8.65 netmask 255.255.255.224 broadcast 10.33.8.255

…

root # ifconfig eth1 10.33.8.68 netmask 255.255.255.224 broadcast 10.33.8.255

После этого надо добавить в таблицу маршрутов на каждом узле подсети строку, согласно которой пакеты на узлы своей подсети ядро могло бы отправлять через интерфейс eth1:

root# route add -net 10.33.8.64 netmask 255.255.255.224 eth1

root# route add default gw 10.33.8.2 eth1

3 подсеть:

root # ifconfig eth2 10.33.8.97 netmask 255.255.255.224 broadcast 10.33.8.255

…

root # ifconfig eth2 10.33.8.104 netmask 255.255.255.224 broadcast 10.33.8.255

После этого надо добавить в таблицу маршрутов на каждом узле подсети строки:

root# route add -net 10.33.8.96 netmask 255.255.255.224 eth2

root# route add default gw 10.33.8.2 eth2

4 подсеть:

root # ifconfig eth3 10.33.8.129 netmask 255.255.255.224 broadcast 10.33.8.255

…

root # ifconfig eth3 10.33.8.135 netmask 255.255.255.224 broadcast 10.33.8.255

После этого надо добавить в таблицу маршрутов на каждом узле подсети строки:

root# route add -net 10.33.8.128 netmask 255.255.255.224 eth3

root# route add default gw 10.33.8.2 eth3

5 подсеть:

root # ifconfig eth4 10.33.8.161 netmask 255.255.255.224 broadcast 10.33.8.255

…

root # ifconfig eth4 10.33.8.185 netmask 255.255.255.224 broadcast 10.33.8.255

После этого надо добавить в таблицу маршрутов на каждом узле подсети строки:

root# route add -net 10.33.8.160 netmask 255.255.255.224 eth4

root# route add default gw 10.33.8.2 eth4

Аналогично настраиваются подсети сети №2. Например, настроим сетевые интерфейсы узлов 1 и 6 подсети сети №2:

1 подсеть:

root # ifconfig eth0 10.33.9.33 netmask 255.255.255.224 broadcast 10.33.9.255

…

root # ifconfig eth0 10.33.9.41 netmask 255.255.255.224 broadcast 10.33.9.255

После этого надо добавить в таблицу маршрутов на каждом узле подсети строки:

root # route add -net 10.33.9.32 netmask 255.255.255.224 eth0

root# route add default gw 10.33.9.2 eth0

и т.д.

6 подсеть:

root # ifconfig eth5 10.33.9.93 netmask 255.255.255.224 broadcast 10.33.9.255

…

root # ifconfig eth5 10.33.9.217 netmask 255.255.255.224 broadcast 10.33.9.255

После этого надо добавить в таблицу маршрутов на каждом узле подсети строки:

root # route add -net 10.33.9.192 netmask 255.255.255.224 eth5

root# route add default gw 10.33.9.2 eth5

Перейдем к настройке шлюза для сети №1: У маршрутизатора есть одно РРР-соединение с внешним миром через внешний интерфейс и одно - через внутренний интерфейс (10.33.8.2). Настройка маршрутизации будет такой:

root# route add -net 10.33.8.0 netmask 255.255.255.0 eth0

root# route add -net 10.33.8.0 netmask 255.255.255.0 eth1

root# route add -net 10.33.8.0 netmask 255.255.255.0 eth2

root# route add -net 10.33.8.0 netmask 255.255.255.0 eth3

root# route add -net 10.33.8.0 netmask 255.255.255.0 eth4

root# route add default ррр0

Аналогично для сети №2.

Первоначально нужно произвести настройки интерфейсов маршрутизатора:

…

ifconfig_eth0_10.33.8.61_netmask_255.255.255.0_broadcast_10.33.8.255

ifconfig_eth1_10.33.8.93_netmask_255.255.255.0_broadcast_10.33.8.255

ifconfig_eth2_10.33.8.125_netmask_255.255.255.0_broadcast_

10.33.8.255

Пример сетевых настроек приведен в Приложении 2. В Приложении 2 были проведены следующие настройки:

ifconfig eth0 10.33.8.150 netmask 255.255.255.192 broadcast 10.33.8.255

Они соответствуют параметрам сети в лаборатории, где проводилась перенастройка интерфейса.

5.3 Настройка РРР соединения

pointopoint address - опция используется для point-to-point IP-соединений. Она необходима, чтобы отконфигурировать PPP-интерфейсы. Если адрес для point-to-point был установлен, ifconfig показывает флаг POINTOPOINT.

Eсли адрес указан, то он присваивается удаленной системе

ppp0 Link encap:Point-to-Point Protocol

inet addr:10.33.8.0 P-t-P:10.33.9.2 Mask:255.255.255.0

UP POINTOPOINT RUNNING NOARP MULTICAST MTU:1492 Metric:1

RX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0

TX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0

collisions:0 txqueuelen:0

ifconfig сообщает, что связь UP (активна) и RUNNING (работает).

Настройка РРР0:

Установим PPP соединение между 1 и 2 сетью.

На маршрутизаторе 1 сети для установим ppp-порт ppp0 c IP 10.33.8.2;

На маршрутизаторе 2 сети для установим ppp-порт ppp0 c IP 10.33.9.2;

root@ubuntu:~# route add net 10.33.8.2 netmask 255.255.255.0 eth0

root@ubuntu:~# route del default

root@ubuntu:~# route add net 10.33.8.2 netmask 255.255.255.0 ppp0

root@ubuntu:~# route add default gw 10.33.8.33 netmask 255.255.255.224 ppp0

root@ubuntu:~# ifconfig ppp0: 10.33.8.2 netmask 255.255.255.0

root@ubuntu:~# route add -net 10.33.8.2 netmask 255.255.255.0 eth0

root@ubuntu:~# route add -net 10.33.8.2 netmask 255.255.255.0 eth1

root@ubuntu:~# route add -net 10.33.8.2 netmask 255.255.255.0 eth2

root@ubuntu:~# route add default ppp0

Раздел 6. Объединение сети

Надо создать объединенную локальную сеть из 2 сетей: сеть №1 состоит из 5 подсетей (20, 4, 8, 7, 25 узлов), сеть №2 состоит из 6 подсетей (9, 12, 15, 20, 19, 25 узлов).

Для повышения производительности сети надо использовать такую ее сегментацию, при которой подсети строятся на основе отдельных коммутаторов. Эти коммутаторы должны объединяться с помощью магистрального коммутатора, а вся сеть имеет древовидную структуру. Главным преимуществом такого подхода является локализация трафика и, следовательно, уменьшение числа коллизий и улучшение пропускной способности и надежности. Использование коммутаторов II уровня (немаршрутизирующих) не локализует широковещательный трафик на всех уровнях, но это решение оправдано, если трафик в основном внутренний, и нет потребности в значительной его фильтрации.

Магистральный коммутатор должен быть III уровня (маршрутизирующим), т.е. выполнять функцию маршрутизации, т.е. отсылки пакетов не от своего имени. В качестве магистрали выберем 8-портовый магистральный полнодуплексный Ethernet-коммутатор с портом на 1 Гбит/сек и с дополнительным комбо-портом для подключения оптоволокна 1000BASE-SX/LX mini GBIC.

Этот порт понадобится для подключения объединенной локальной сети №2, т.е. для сетевой интеграции на уровне сетей. Магистральный коммутатор может быть интеллектуальным, а также поддерживать защиту по MAC-адресам, загрузку программного обеспечения, поддержку виртуальных локальных сетей. Коммутаторы для объединения узлов в подсетях должны обеспечивать дуплексный режим и скорость 1 Гбит/сек.

Коммутаторы для подсетей должны иметь локальные IP-адреса и маску. Узлы, подключаемые к подчиненным коммутаторам, а также маршрутизатор, подключенный к магистральному коммутатору, должны, кроме того, иметь адрес для широковещательных запросов. Каждый порт маршрутизатора рассматривается, как отдельный узел сети. Другие узлы должны знать его адрес и направлять пакеты для передачи в другие подсети на этот адрес, а не просто выдавать их в канал (как при прозрачных мостах). Маршрутизатор для своей работы должен иметь таблицу маршрутизации, в которой содержится информация об IP-адресах и масках (под)сетей, подключенных к каждому его порту, а также список соседних маршрутизаторов. Список непосредственно доступных маршрутизаторов должен быть и в каждом узле. Таким образом, все устройства, входящие в локальную сеть, должны настраиваться.

С точки зрения локализации трафика, в сегменты следует включать узлы, образующие так называемые рабочие группы (workgroup). Предполагается, что в основном эти узлы обмениваются данными между собой, а с внешними (по отношению к группе) обмениваются реже. Если в сети есть серверы (файл-серверы, серверы приложений, принт-серверы или разделяемые принтеры), которыми в основном пользуются только члены рабочей группы, эти серверы логично подключать к разделяемому сегменту группы. Однако для интенсивных обращений и мощного сервера разделяемый сегмент может стать узким местом. В этом случае сервер имеет смысл подключить к порту коммутатора (по возможности в полнодуплексном режиме), а клиентов распределить по нескольким сегментам, подключенным к тому же коммутатору. Если сервер способен «переварить» больше запросов, чем поступает по выделенному каналу в 10 Мбит/с, его можно подключить к порту 100 Мбит/с, если таковой имеется у коммутатора. Варьируя число узлов в разделяемых сегментах (и число сегментов), а также способ и скорость подключения критичных узлов, можно добиться максимальной пропускной способности сети с точки зрения конечных пользователей. При этом в разделяемых сегментах нормальной загрузкой можно считать уровень 30-40 %, при большей средней загрузке будет слишком много коллизий. Специально для таких применений выпускаются коммутаторы рабочих групп, у которых порты обычно поддерживают две скорости (10/100 Мбит/с), что позволяет постепенно повышать скорость отдельных сегментов и микросегментов. Скорость 10 Мбит/с удобна для подключения хабов-повторителей, скорость 100 Мбит/с -- для выделенных портов.

Магистрали (backbone) объединяют оборудование уровня рабочих групп в сеть масштаба здания (или кампуса). Магистральная сеть должна быть по возможности устойчивой к отказам отдельных узлов и соединений. Производительность магистральной сети во многих случаях должна быть выше, чем производительность горизонтальных систем. Если на рабочие места приходит Ethernet 10 Мбит/с, то для магистральной сети уместна скорость 100 Мбит/с. Однако если большая часть рабочих мест работает на 100 Мбит/с, да еще и пользуется выделенными портами коммутаторов, то с магистральной сетью приходится задумываться о чем-то более быстром. Здесь может быть выбран и Gigabit Ethernet, но он еще не очень широко распространен. Если позволяет «интеллект» коммуникационного оборудования, в магистрали возможно применение колец FDDI с его детерминированным доступом, не «захлебывающимся» из-за коллизий при повышении трафика. С точки зрения физической топологии формы магистралей разнообразны:

Сегментация сети с помощью мостов и коммутаторов даже в предельном случае не позволяет безгранично увеличивать количество узлов сети. Дело в том, что в сетях кроме кадров, пересылаемых от одного узла к конкретному другому (unicast), всегда присутствуют и широковещательные (broadcast). Эти кадры обычно используются для рекламирования услуг серверами или, наоборот, для опроса существующих серверов, а также для иных служебных целей. В последнее время все шире стало применяться и групповое многоадресное вещание (multicast), где кадры должны доставляться всем узлам-членам группы. В большой коммутируемой сети широковещательный и групповой трафик, беспрепятственно распространяющийся через все порты коммутаторов, может вызывать значительные и длительные перегрузки. Кроме того, бесполезную загрузку сети вызывают и кадры с неизвестным положением адресатов назначения, которые прозрачными мостами (и коммутаторами) транслируются во все порты. Допустимый уровень широковещательного трафика является одним из факторов, ограничивающих предельный размер (по числу узлов) для логической сети. Решить проблемы роста позволяет разбивка сети на логические подсети, не связанные между собой традиционными коммуникационными устройствами 1-2 уровней (повторителями, мостами и коммутаторами). Каждая из подсетей будет являться доменом широковещательных пакетов. Кроме того, эти домены будут границами, в которых будут распространяться и кадры с адресами, неизвестными мостам и коммутаторам (еще не выученными). При этом для обеспечения взаимодействия узлов разных подсетей приходится обеспечивать и передачу потоков кадров между подсетями. Передача кадров между подсетями должна регулироваться на основе информации более высоких протокольных уровней (3 и выше) или по правилам, устанавливаемым администратором сети.

Классическим способом является построение сетей с помощью маршрутизаторов. Маршрутизатор представляет собой промежуточную систему с несколькими интерфейсами (портами), оперирующую информацией пакетов сетевого уровня, заключенных в кадры сети. Каждый порт имеет свой физический адрес (МАС-адрес), по которому к нему обращаются узлы, нуждающиеся в межсетевой передаче пакетов. С каждым из портов связываются один или несколько сетевых протоколов (IP, IPX, AppleTalk) и одна или несколько подсетей. Маршрутизатор пересылает между портами (подсетями) только те пакеты, которые предназначаются адресатам подсети выходного порта. При этом возможна и фильтрация -- передача пакетов, удовлетворяющих определенным критериям. Критерии фильтрации могут быть различными -- разрешение/запрет передачи пакетов заданных протоколов верхних уровней, заданных адресатов и др. Маршрутизаторы используются и как средства обеспечения безопасности, препятствующие прозрачному взаимодействию между узлами разных подсетей. Маршрутизаторы необходимы для связи пространственно удаленных подсетей, когда имеются жесткие ограничения на полосу пропускания каналов связи между ними. Маршрутизатор будет посылать в канал только те пакеты, которые действительно предназначены для получателей противоположной стороны. При соединении локальных сетей с глобальными (например, подключение к сети Интернет) на границе локальной сети всегда должен быть маршрутизатор.

Когда с помощью устройств удаленного доступа объединяют несколько локальных сетей в единую корпоративную сеть, вместо множества двухточечных соединений можно использовать существующие публичные глобальные сети. Решить проблемы безопасности позволяет технология виртуальных частных сетей VPN (Virtual Private Network). Ее идея состоит в организации в глобальной сети с коммутацией пакетов (кадров, ячеек) туннелей -- виртуальных каналов, соединяющих нары точек подключения к сети и эмулирующих двухточечное соединение. Входы и выходы из туннелей располагаются в точках подключения абонентов к общей сети. Через одно подключение к сети возможна организация множества туннелей. По туннелям данные передаются так же, как по двухточечному соелпнению с РРР. Шифрование потока, отправляемого в туннель, и дешифрование принимаемого потока обеспечивает конфиденциальность передачи по публичным сетям. В глобальных сетях поддержку туннелирования обеспечивают маршрутизаторы или коммутаторы.

Заключение

В результате работы был произведен предварительный синтез информационной сети. Были изучены и рассмотрены возможные технические средства, операционные системы, которые можно использовать для построения и интегрирования сетей. В результате получена локальная сеть с возможным соединением в глобальную сеть.

Локальные сети изменяются. Вместо соединяющего компьютеры пассивного кабеля в них в большом количестве появилось разнообразное коммуникационное оборудование -- коммутаторы, маршрутизаторы, шлюзы. Благодаря такому оборудованию стало возможным построение больших корпоративных сетей, насчитывающих тысячи компьютеров и имеющих сложную структуру. Возродился интерес к крупным компьютерам -- в основном из-за того, что после спада эйфории по поводу легкости работы с персональными компьютерами выяснилось, что системы, состоящие из сотен серверов, обслуживать сложнее, чем несколько больших компьютеров. Поэтому на новом витке эволюционной спирали на предприятия стали возвращаться мэйнфреймы, но уже как полноправные сетевые узлы, поддерживающие технологию Ethernet или Token Ring, а также стек протоколов TCP/IP, ставший благодаря Интернету сетевым стандартом де-факто. Телекоммуникационные сети будущего -- это сети, одинаково хорошо передающие и пульсирующий трафик данных, и потоковый трафик звука и видео. Сети будущего унаследуют лучшие черты своих прародителей -- телефонных и компьютерных сетей, а также сетей радио- и телевещания, но с использованием общей транспортной технологии, которая должна обеспечить передачу каждого типа трафика с требуемым для него качеством обслуживания. Ядро новой публичной телекоммуникационной сети будет строиться на оптических кабелях с большим количеством волокон, что обеспечит мультитерабитную пропускную способность между узлами коммутации и создаст основу для передачи кажущихся сегодня немыслимыми объемов информации между абонентами сети.

Список используемой литературы

1. М. Гук «Аппаратные средства локальных сетей», издательство Питер, 2000.

2. В.П. Калюжный и И.П. Калюжный «Технические основы удаленного доступа», пособие. ГУАП,2005

3. С. Максвелл «Ядро Linux в комментариях» , 2000

4. В. Костромин «Самоучитель Linux для пользователя», БВХ-Петербург, 2003

5. В.Г. Олифер и К.А. Олифер «Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы», издательство Питер, 2006.

6. Родерик В. Смит «Сетевые Средства Linux», издательский дом «Вильямс», 2003.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Приложение 2

Основные сетевые протоколы

Семейство TCP/IP

Комплект протоколов TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) разрабатывался для сети Интернет (Internet Protocol Suite), в настоящее время он широко распространен как в локальных, так и в глобальных сетях.

Передача данных в Интернете основана на принципе коммутации пакетов, в соответствии с которым поток данных, передаваемых от одного узла к другому, разбивается на пакеты, передающиеся в общем случае через систему коммуникаций и маршрутизаторов независимо друг от друга и вновь собирающиеся на приемной стороне. Весь комплект базируется на IP - протоколе негарантированной доставки пакетов (дейтаграмм) без установления соединения.

Информация в TCP/IP передается пакетами со стандартизованной структурой, называемыми IP-дейтаграммами (IP Datagram), имеющими поле заголовка (IP Datagram Header) и поле данных (IP Datagram Data). Конечные узлы -- отправители и получатели информации, называются хостами (host), промежуточные устройства, оперирующие IP-пакетами (анализирующие и модифицирующие информацию IP-заголовков), называют шлюзами (gateway).

Семейство TCP/IP имеет три транспортных протокола: TCP, полностью соответствующий OSI, обеспечивающий проверку получения данных; UDP, отвечающий транспортному уровню только наличием порта, обеспечивающий обмен датаграммами между приложениями, не гарантирующий получения данных и SCTP, разработанный для устранения некоторых недостатков TCP и в который добавлены некоторые новшества. (В семействе TCP/IP есть ещё около двухсот протоколов, самым известным из которых является служебный протокол ICMP, используемый для внутренних нужд обеспечения работы; остальные также не являются транспортными протоколами.)

Стек TCP/IP охватывает верхние уровни модели OSI, начиная с третьего. Перечислим некоторые из них.

...