Исследование кольцевой локальной вычислительной сети

Цель работы: исследование характеристик кольцевой локальной вычис- лительной сети с маркерным методом передачи информации. Для исследования используется имитационная модель ЛВС.

Общие сведения

Кольцевые ЛВС являются одним из самых распространенных типов ло- кальных сетей. В кольцевых ЛВС применяются три различных метода доступа: метод вставки регистра, метод тактируемого доступа и передача маркера.

При методе передачи маркера используется специальная последователь- ность символов, передаваемых по кольцу, – маркер (см. разд. 3.5, рис. 3.9).

В случае необходимости передачи данных АС ожидает прихода по коль- цу к ней маркера. Получив маркер, АС удаляет его из кольца и посылает дан- ные в кольцо. Затем АС ждет поступления обратно своего пакета, удаляет его из кольца и отправляет маркер следующему устройству в кольце. Получившая маркер станция может при необходимости отправить свой пакет по сети и т.д.

Описание работы

В данной работе используется имитационная модель локальной кольце- вой маркерной сети с переменным числом (N) абонентских станций.

Модель имитирует поступление сообщений в соответствии с заданными законом и средней интенсивностью от абонентов для передачи их по ЛВС. По- ступившие от абонентов сообщения могут иметь различную длину и, следова- тельно, формируются как некоторое количество подготовленных для передачи по сети пакетов. Станция, имеющая подготовленные пакеты, ждет возможности занятия канала ЛВС – поступления маркера. Получив маркер, станция отправ- ляет очередной пакет, дожидается его прихода обратно по кольцу, проверяет правильность передачи, и отсылает маркер следующей станции кольца.

Модель позволяет собирать статистические данные о буферных накопи- телях как отдельных АС, так и о суммарном объеме накопившейся не обслу- женной нагрузки. На модели могут быть получены характеристики загрузки канала ЛВС. Определяются также временные характеристики процесса достав- ки пакетов по ЛВС.

Входными переменными модели являются:

• число абонентских станций ЛВС;

• среднее время между моментами поступления сообщений от абонента;

• закон распределения моментов поступления сообщений от абонентов;

• закон распределения длин поступающих сообщений (в пакетах);

• длительность цикла передачи пакета по ЛВС;

• время моделирования.

Порядок выполнения работы

В таблице исходных данных приведены основные параметры исследуе- мой кольцевой ЛВС.

Исходный закон распределения количества пакетов для категорий сооб- щений меняется первоначально в тексте моделирующей программы (функция 110 PAK).

 

Остальные исходные данные вводятся в модель в интерактивном режиме в начале прогона.

Производится серия имитационных экспериментов с целью получения основных характеристик ЛВС при различном числе подключенных АС. Коли- чество абонентов меняется в пределах 3–50.

Содержание отчета

Отчет по работе должен содержать следующие сведения.

1. Основные параметры ЛВС при каждом из экспериментов: загрузка ка- нала ЛВС, среднее и максимальное число ожидающих отправки пакетов у або- нентов, среднее время доставки пакета адресату по сети и его распределение.

2.
Зависимости времени доставки пакета (T дост), коэффициента загрузки канала (ρ), среднего и максимального объема данных в буферном накопителе

абонентской станции (V и V ^max) от текущего числа АС в ЛВС (N АС), то есть:

АС           АС

T дост = f (N АС); ρ= f (N АС); V = f (N АС); V ^max = f (N АС).

АС                              АС

3. Выводы по результатам моделирования.

Исходные данные по вариантам приведены в таблице 8.3.

 

Исходные данные для проведения экспериментов

Таблица 8.3

№ варианта	Средняя интен- сивность	Категории со- общений	Время переда- чи, мс	T мод, мин
		1 – 20%
1	2000	2 – 60%	14	1
		3– 20%
		1 – 10%
2	3000	2 – 50%	20	0,8
		3 – 40%
		1 – 30%
3	2500	2 – 60%	10	1,2
		3 – 10%
		1 –20%
4	1500	2 – 30%	25	1,3
		3 – 50%
		1 – 40%
5	5000	2 – 50%	18	1,1
		3 – 10%
		1 – 20%
6	4000	2 – 40%	21	0,9
		3 – 40%

8.4. Исследование транспортного соединения в глобальной сети

Цель работы: исследование характеристик транспортного соединения в широкомасштабной сети обмена информацией. Оценивается влияние на харак- теристики транспортного канала параметров магистральной и абонентских под-

 

сетей передачи данных. Для исследования используется имитационная модель транспортного соединения.

Общие сведения

Основой современных информационных сетей является транспортная сеть, которая обеспечивает базу для разнообразных услуг – прикладных подси- стем данной сети. С точки зрения концепции взаимосвязи открытых систем транспортная сеть реализует четыре нижних уровня семиуровневой иерархии протоколов – физический, управления информационным каналом, сетевой и транспортный. Само же транспортное соединение служит поставщиком сервиса для протоколов сеансового уровня, уровня представления и прикладного.

Работа транспортного протокола строится с учетом наиболее полного ис- пользования услуг двух нижележащих протокольных уровней – канального и сетевого. Протокол управления информационным каналом (наиболее широко используются протоколы HDLC – см. лабораторную работу 1) обеспечивает до- ставку данных по двухточечным участкам сети. С помощью различных проце- дур восстановления данный протокол гарантирует надежность передачи паке- тов данных, помещенных в кадры. Протоколы сетевого уровня (типа Х.25/3) отвечают за установление и поддержание сквозного виртуального канала меж- ду взаимодействующими абонентами с передачей по этому каналу пакетов дан- ных. Транспортный протокол обеспечивает сервис передачи фрагментов сооб- щений, может содержать дополнительные процедуры для повышения надежно- сти доставки, включает альтернативные режимы связи – например, срочную доставку данных.

Описание работы

В данной лабораторной работе используется имитационная модель транспортного соединения двух абонентов через абонентские подсети и маги- стральную сеть связи. Моделируется работа фрагмента информационной сети с коммутацией пакетов (рис. 8.2).

 

Абонентский		Альтернативные магистральные потоки							Абонентский
Абонент A	канал		ЦКП		ЦКП		ЦКП		канал	Абонент B
		Магистральная сеть

Рис. 8.2. Фрагмент моделируемой информационной сети

Модель имитирует поступление от абонента A фрагментов сообщений, распределенных во времени в соответствии с экспоненциальным законом и за- данной средней интенсивностью для передачи их по транспортному соедине- нию абоненту B.

Модель позволяет изменять характеристики входного потока фрагментов, абонентских каналов связи (КС), магистральных каналов связи, имитировать степень загрузки магистральной сети путем изменения интенсивности входя-

 

щих магистральных потоков в центры коммутации пакетов (ЦКП), исследовать режимы нормальной и срочной доставки по транспортному каналу.

На модели могут быть получены характеристики загрузки отдельных ка- налов связи и ЦКП, временные параметры доставки фрагментов, сведения о входных и выходных очередях в центрах сети.

Входными переменными модели являются:

• средний интервал времени между моментами поступления фрагментов сообщений (T _ФС );

• средний интервал времени между моментами поступления пакетов в центры коммутации пакетов магистральной сети (T ЦКП );

• характеристика качества использованных каналов связи в виде процен- та повторных передач пакета в канале при его передаче;

• скорость передачи в абонентских каналах связи (V АК);

• скорость передачи в магистральных каналах связи (V МК);

• длина сегмента сообщения, передаваемого от абонента;

• режим передачи данных от абонента – нормальный или срочный;

• время моделирования.

Порядок выполнения работы

В таблице исходных данных приведены основные параметры исследуе- мого транспортного соединения. Исходные данные вводятся в модель в интер- активном режиме в начале прогона.

Производится следующие серии имитационных экспериментов с целью получения основных характеристик транспортного соединения.

1. Исследование зависимости характеристик доставки сообщений – вре- мени доставки (T дост ) и максимальной длины очереди (Q max) от интенсивности

входного потока информации у абонента. Получаемые зависимости:

 

                                                                           

= f (T ФС), Q max = f (T ФС).

Q max находится в файле статистики для очереди QUEUE BUF1A.

 

T дост =

2. Сравнительные характеристики режимов нормальной и срочной до- ставки по транспортному каналу. Проводится эксперимент для исходных дан- ных предыдущего прогона модели с близким к максимальному значением T дост.

3. Исследование зависимости характеристик доставки от скорости в або- нентских КС.

Проводится серия экспериментов для одного из значений интенсивности входного потока сегментов с изменением скорости в абонентских каналах (V АК) по фиксированному ряду, 1200; 2400; 4800; 9200; 14400; 19200; 28800 бит/с.

Получаемые зависимости:

T дост = f (V АК), Q max = f (V АК)

4. Исследование зависимости характеристик доставки от скорости в маги- стральных КС.

Проводится серия экспериментов для одного из фиксированных значений скорости в абонентских КС с изменением скорости в магистральной сети (V МК).

 

Для экспериментов выбирается несколько значений из фиксированного ряда: 32; 64; 128; 256; 512 Кбит/с.

Получаемые зависимости:

T дост = f (V МК), Σ Q max = f (V МК)

Величина

Σ Q _max вычисляется по файлу статистики по результатам экспе-

римента как сумма максимальных длин очередей:

(QUEUE) BUF1I, BUF1O, BUF2I, BUF2O, BUF3I, BUF3O.

5. Исследование зависимости характеристик доставки сообщений от за- груженности магистральной сети.

Проводится серия экспериментов для одного из фиксированных значений скорости в абонентских КС с изменением «среднего интервала для нагрузки в ЦКП».

Получаемые зависимости:

T дост = f (T ЦКП), Σ Q max = f (T ЦКП).

Содержание отчета

1. Основные зависимости, полученные в каждом из экспериментов.

2. Выводы по результатам моделирования.

Исходные данные для проведения экспериментов

Исходные данные по вариантам приведены в таблице 8.4.

 

Таблица 8.4

Исходные данные по вариантам

№ варианта	Скорость в маги- стральном КС	Ср. интервал для нагрузки в ЦПК	Процент повторных передач в КС
1	64000	7	5
2	64000	8	10
3	128000	4	5
4	128000	5	10
5	64000	8	15

8.5. Сетевые утилиты

Цель работы: Определение настроек для подключения к локальной сети и к сети Internet с использованием утилиты ipconfig. Исследование вероятност- но-временных характеристик фрагментов сети Internet с использованием утили- ты ping. Исследование топологии фрагментов сети инетнет с использованием утилиты tracert.

Общие сведения

Каждый компьютер в сети TCP/IP имеет адреса трех уровней.

1. 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 обо- рудования и являются уникальными адресами, так как управляются централи-

 

зовано. 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.

2. IP-адрес, состоящий из 4 байт, например, 109.26.17.100. Этот адрес ис- пользуется на сетевом уровне. Он назначается администратором во время кон- фигурирования компьютеров и маршрутизаторов. IP-адрес состоит из двух ча- стей: номера сети и номера узла. Номер сети может быть выбран администра- тором произвольно, либо назначен по рекомендации специального подразделе- ния Internet (Network Information Center, NIC), если сеть должна работать как составная часть Internet. Обычно провайдеры услуг Internet получают диапазо- ны адресов у подразделений NIC, а затем распределяют их между своими або- нентами. Номер узла в протоколе IP назначается независимо от локального ад- реса узла. Деление IP-адреса на поле номера сети и номера узла – гибкое, и гра- ница между этими полями может устанавливаться весьма произвольно. Узел может входить в несколько IP-сетей. В этом случае узел должен иметь несколь- ко IP-адресов, по числу сетевых связей. Таким образом, IP-адрес характеризует не отдельный компьютер или маршрутизатор, а одно сетевое соединение.

3. 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 протоко- лах FTP или telnet.

Адреса всех трех уровней рассмотрим на примере общедоступных си- стемных утилит сетевой диагностики.

Утилита ipconfig (IP configuration) предназначена для настройки прото- кола IP для операционной системы Windows. В данной лабораторной работе эта утилита используется только для получения информации о соединении по ло- кальной сети. Для получения этой информации выполните «Пуск» → «Выпол- нить» → cmd и в командной строке введите:

ipconfig /all

В разделе «Адаптер Ethernet Подключение по локальной сети» для дан- ной лабораторной будут необходимы поля «DHCP», «IP-адрес» и «DNS- серверы».

Утилита ping (Packet Internet Groper) является одним из главных средств, используемых для отладки сетей, и служит для принудительного вызова ответа конкретной машины. Она позволяет проверять работу программ TCP/IP на уда- ленных машинах, адреса устройств в локальной сети, адрес и маршрут для удаленного сетевого устройства. В выполнении команды ping участвуют систе- ма маршрутизации, схемы разрешения адресов и сетевые шлюзы. Это утилита низкого уровня, которая не требует наличия серверных процессов на проверяе- мой машине, поэтому успешный результат при прохождении запроса вовсе не означает, что выполняются какие-либо сервисные программы высокого уровня, а говорит о том, что сеть находится в рабочем состоянии, питание проверяемой машины включено, и машина не отказала (не «висит»).

 

В Windows утилита ping имеется в комплекте поставки и представляет собой программу, запускаемую из командной строки.

Запросы утилиты ping передаются по протоколу ICMP (Internet Control Message Protocol). Получив такой запрос, программное обеспечение, реализу- ющее протокол IP у адресата, посылает эхо-ответ. Если проверяемая машина в момент получения запроса была загружена более приоритетной работой (например, обработкой и перенаправлением большого объема трафика), то от- вет будет отправлен не сразу, а как только закончится выполнение более прио- ритетной задачи. Поэтому следует учесть, что задержа, рассчитанная утилитой ping, вызвана не только пропускной способностью канала передачи данных до проверяемой машины, но и загруженностью этой машины.

Эхо-запросы посылаются заданное количество раз (ключ -n). По умолча- нию передается четыре запроса, после чего выводятся статистические данные.

Обратите внимание: поскольку с утилиты ping начинается хакерская атака, некоторые серверы в целях безопасности могут не посылать эхо- ответы (например, www.microsoft.com). Не ждите напрасно, введите команду прерывания (CTRL+C).

Формат команды: ping [-t][-a][-n][-l][-f][-i TTL][-v TOS]

[-r][][имя машины][[-j списокУзлов]|[-k списокУзлов]][-w]

Параметры утилиты ping приведены в таблице 8.5.

 

Таблица 8.5

Параметры утилиты ping

Ключи	Функции
-t	Отправка пакетов на указанный узел до команды прерывания
-a	Определение имени узла по IP-адресу
-n	Число отправляемых запросов
-l	Размер буфера отправки
-f	Установка флага, запрещающего фрагментацию пакета
-i TTL	Задание времени жизни пакета (поле «Time To Live»)

На практике большинство опций в формате команды можно опустить, то- гда в командной строке может быть: ping имя узла (для зацикливания вывода информации о соединении используется опция –t; для вывода информации n раз используется опция –n количество раз).

Пример: ping –n 20 peak.mountin.net

 

Обмен пакетами с peak.mountin.net [207.227.119.2] по 32 байт: Превышен интервал ожидания для запроса.

Ответ от 207.227.119.2: число байт=32 время=734мс TTL=231 Ответ от 207.227.119.2: число байт=32 время=719мс TTL=231 Ответ от 207.227.119.2: число байт=32 время=688мс TTL=231 Ответ от 207.227.119.2: число байт=32 время=704мс TTL=231 Превышен интервал ожидания для запроса.

Ответ от 207.227.119.2: число байт=32 время=719мс TTL=231

Ответ от 207.227.119.2: число байт=32 время=1015мс TTL=231

Превышен интервал ожидания для запроса.

Ответ от 207.227.119.2: число байт=32 время=703мс TTL=231 Ответ от 207.227.119.2: число байт=32 время=688мс TTL=231 Ответ от 207.227.119.2: число байт=32 время=782мс TTL=231 Ответ от 207.227.119.2: число байт=32 время=688мс TTL=231 Ответ от 207.227.119.2: число байт=32 время=688мс TTL=231 Ответ от 207.227.119.2: число байт=32 время=688мс TTL=231 Превышен интервал ожидания для запроса.

Ответ от 207.227.119.2: число байт=32 время=687мс TTL=231 Ответ от 207.227.119.2: число байт=32 время=735мс TTL=231 Ответ от 207.227.119.2: число байт=32 время=672мс TTL=231 Ответ от 207.227.119.2: число байт=32 время=704мс TTL=231

 

Статистика Ping для 207.227.119.2:

Пакетов: отправлено = 20, получено = 16, потеряно = 4 (20% по- терь),

Приблизительное время передачи и приема:

наименьшее = 672мс, наибольшее = 1015мс, среднее = 580мс

Пример определения имени узла по IP-адресу

ping –a 194.67.57.26

Обмен пакетами с mail.ru [194.67.57.26] по 32 байт: …

Утилита tracert позволяет выявлять последовательность маршрутизато- ров, через которые проходит IP-пакет на пути к пункту своего назначения.

Формат команды: tracert имя_машины

имя_машины может быть именем узла или IP-адресом машины. Выходная информация представляет собой список машин, начиная с первого шлюза и за- канчивая пунктом назначения.

Пример: tracert peak.mountin.net

Трассировка маршрута к peak.mountin.net [207.227.119.2] с максимальным числом прыжков 30:

 

№	Пакет 1	Пакет 2	Пакет 3	DNS-имя узла и (или) его IP-адрес
1	<10 мс	<10 мс	<10 мс	SLAVE [192.168.0.1]
2	<10 мс	<10 мс	<10 мс	gw.b10.tpu.edu.ru [195.208.164.2]
3	<10 мс	<10 мс	<10 мс	195.208.177.62
4	<10 мс	<10 мс	<10 мс	news.runnet.tomsk.ru [195.208.160.4]
5	<10 мс	<10 мс	16 ms	ra.cctpu.tomsk.su [195.208.161.34]
6	781 ms	563 ms	562 ms	spb-2-gw.runnet.ru [194.85.33.9]
7	547 ms	594 ms	578 ms	spb-gw.runnet.ru [194.85.36.30]
8	937 ms	563 ms	562 ms	20.201.atm0-201.ru-gw.run.net [193.232.80.105]
9	1125 ms	563 ms	547 ms	fi-gw.nordu.net [193.10.252.41]
10	906 ms	1016 ms	578 ms	s-gw.nordu.net [193.10.68.41]
11	844 ms	828 ms	610 ms	dk-gw2.nordu.net [193.10.68.38]
12	578 ms	610 ms	578 ms	sl-gw10-cop-9-0.sprintlink.net [80.77.65.25]
13	610 ms	968 ms	594 ms	sl-bb20-cop-8-0.sprintlink.net [80.77.64.37]
14	641 ms	672 ms	656 ms	sl-bb21-msq-10-0.sprintlink.net [144.232.19.29]
15	671 ms	704 ms	687 ms	sl-bb21-nyc-10-3.sprintlink.net [144.232.9.106]
16	985 ms	703 ms	765 ms	sl-bb22-nyc-14-0.sprintlink.net [144.232.7.102]
17	719 ms	734 ms	688 ms	144.232.18.206
18	891 ms	703 ms	734 ms	p1-0.nycmny1-nbr1.bbnplanet.net [4.24.8.161]

 

№	Пакет 1	Пакет 2	Пакет 3	DNS-имя узла и (или) его IP-адрес
19	719 ms	985 ms	703 ms	so-6-0-0.chcgil2-br2.bbnplanet.net [4.24.4.17]
20	688 ms	687 ms	703 ms	so-7-0-0.chcgil2-br1.bbnplanet.net [4.24.5.217]
21	719 ms	703 ms	672 ms	p1-0.chcgil2-cr9.bbnplanet.net [4.24.8.110]
22	687 ms	719 ms	687 ms	p2-0.nchicago2-cr2.bbnplanet.net [4.0.5.242]
23	781 ms	703 ms	672 ms	p8-0-0.nchicago2-core0.bbnplanet.net [4.0.6.2]
24	672 ms	703 ms	687 ms	fa0.wcnet.bbnplanet.net [207.112.240.102]
25	734 ms	687 ms	688 ms	core0-s1.rac.cyberlynk.net [209.100.155.22]
26	1188 ms	*	890 ms	peak.mountin.net [207.227.119.2]

Трассировка завершена.

 

Пакеты посылаются по три на каждый узел. Для каждого пакета на экране отображается величина интервала времени между отправкой пакета и получением ответа. Символ * означает, что ответ на данный пакет не был полу- чен. Если узел не отвечает, то при превышении интервала ожидания ответа вы- дается сообщение «Превышен интервал ожидания для запроса». Интервал ожи- дания ответа может быть изменен с помощью опции – w команды tracert.

Команда tracert работает путем установки поля времени жизни (числа пе- реходов) исходящего пакета таким образом, чтобы это время истекало до до- стижения пакетом пункта назначения. Когда время жизни истечет, текущий шлюз отправит сообщение об ошибке на машину-источник. Каждое прираще- ние поля времени жизни позволяет пакету пройти на один маршрутизатор дальше.

Примечание: для вывода информации в файл используйте символ перенаправ- ления потока вывода «>». Данный символ справедлив и для утилит ping и tracert.

Пример: tracert 195.208.164.1 > tracert.txt

Отчет о трассировке маршрута до указанного узла будет помещен в файл tracert.txt.

Сервис Whois. При регистрации доменных имен второго уровня обяза- тельным условием является предоставление верных сведений о владельце этого домена: для юридических лиц – название организации, для физических лиц – ФИО и паспортные данные. Также обязательным является предоставление кон- тактной информации. Часть этой информации становится свободно доступной для любого пользователя сети Интернет через сервис Whois. Получить интере- сующую информацию о владельце домена можно через Whois-клиент, напри- мер, в Unix это консольная команда whois, в ОС Windows – приложение SmartWhois. Но проще всего отправить запрос можно через веб-форму онлайн- сервиса Whois, например через форму на странице http://www.nic.ru/whois/.

Описание работы

1. С помощью утилиты ipconfig определить IP адрес и физический адрес основного сетевого интерфейса компьютера, IP адрес шлюза, IP адреса DNS- серверов и используется ли DHCP. Результаты представить в табличном виде.

2. Проверить состояние связи c любыми двумя узлами (работоспособны- ми) в соответствии с вариантом задания. Число отправляемых запросов должно составлять не менее 20. В качестве результата отразить для каждого из иссле- дуемых узлов в виде таблицы с полями:

 

• процент потерянных пакетов;

• среднее время приема-передачи;

• количество маршрутизаторов (с учетом шлюза) до опрашиваемо- го узла;

• IP адрес узла.

• класс сети, к которой принадлежит данный узел;

• имя узла, полученное по IP-адресу узла.

В отчете необходимо пояснить, как были определены значения.

3. Произвести трассировку двух работоспособных узлов в соответствии с вариантом задания. Результаты запротоколировать в таблице 8.6.

 

Таблица 8.6

№ узла

Время прохождения пакета №1

Время прохождения пакета №2

Время прохождения пакета №3

Среднее время прохождения пакета

DNS-имя маршрутизатора

IP-адрес маршрутизатора

Если значения времени прохождения трех пакетов отличаются более чем на 10 мс либо есть потери пакетов, то для соответствующих узлов сред- нее время прохождения необходимо определять с помощью утилиты ping по 20 пакетам.

По результатам таблицы в отчете привести график изменения среднего времени прохождения пакета. В отчёте привести одну копию окна с результа- тами команды tracert. Для каждого опрашиваемого узла определить участок се- ти между двумя соседними маршрутизаторами, который характеризуется наибольшей задержкой при пересылке пакетов. Для найденных маршрутизато- ров с помощью сервиса Whois определить название организации и контактные данные (тел., e-mail). Полученную информацию необходимо указать в отчете.

Варианты заданий

Исходные данные для выполнения работы приведены в таблице 8.7

 

Таблица 8.7

Исходные данные для выполнения работы

№ варианта	Символьные адреса	№ варианта	Символьные адреса
1	www.informika.ru www.rfbr.ru www.ras.ru	11	www.tractor.ru www.rsci.ru www.astronet.ru
2	www.gpntb.ru www.rusmedserv.com www.nsc.ru	12	www.keldysh.ru www.fom.ru www.inauka.ru

Продолжение табл. 8.7

№ варианта	Символьные адреса	№ варианта	Символьные адреса
3	www.chemnet.ru www.rsl.ru www.philosophy.ru	13	www.gramota.ru www.csa.ru www.bionet.nsc.ru
4	www.rbc.ru www.membrana.ru www.osi.ru	14	www.inp.nsk.su www.scientific.ru www.med2000.ru
5	www.viniti.ru www.sostav.ru www.ioffe.ru	15	www.gpi.ru iki.cosmos.ru www.spsl.nsc.ru
6	www.fegi.ru www.elibrary.ru www.extech.ru	16	www.uiggm.nsc.ru hist.dcn-asu.ru www.cemi.rssi.ru
7	www.ripn.net www.shpl.ru sai.msu.su	17	psychology.net.ru www.irex.ru www.medlinks.ru
8	www.scsml.rssi.ru www.sscc.ru www.nlr.ru	18	www.viniti.ru www.sostav.ru www.gramota.ru
9	web.ru www.kamaz.ru www.rulex.ru	19	www.sscc.ru www.nlr.ru www.fom.ru
10	www.jinr.ru uic.nnov.ru www.ruthenia.ru	20	uic.nnov.ru www.ruthenia.ru www.rsl.ru

8.6. IP-адресация

Цель работы: Изучить эталонную модель протоколов ISO/OSI, стек про- токолов TCP/IP и правила назначения IP-адресов.

Общие сведения

Формат IP-адреса. IP-адрес представляет собой 32-разрядный номер, ко- торый уникально идентифицирует узел (компьютер или устройство, например, принтер или маршрутизатор) в сети TCP/IP.

IP-адреса обычно представлены в виде 4-х разрядов, разделенных точка- ми, например 192.168.123.132. Чтобы понять использование масок подсетей для распознавания узлов, сетей и подсетей, обратите внимание на IP-адрес в двоич- ном обозначении.

Например, в виде разрядов, разделенных точками, IP-адрес 192.168.123.132 – это (в двоичном обозначении) 32-разрядный номер 110000000101000111101110000100. Такой номер сложно интерпретировать, по- этому разбейте его на четыре части по восемь двоичных знаков.

Эти 8-разрядные секции называются «октеты». Тогда данный IP-адрес будет иметь вид: 11000000.10101000.01111011.10000100. Этот номер ненамного понятнее, поэтому в большинстве случаев следует преобразовывать двоичный адрес в формат разделенных точками разрядов (192.168.123.132). Десятичные

 

числа, разделенные точками, и есть октеты, преобразованные из двоичного в десятичное обозначение.

Чтобы глобальная сеть TCP/IP работала эффективно как совокупность се- тей, маршрутизаторы, обеспечивающие обмен пакетами данных между сетями, не знают точного расположения узла, для которого предназначен пакет. Марш- рутизаторы знают только, к какой сети принадлежит узел, и используют сведе- ния, хранящиеся в таблицах маршрутизации, чтобы доставить пакет в сеть узла назначения. Как только пакет доставлен в необходимую сеть, он доставляется в соответствующий узел.

Для осуществления этого процесса IP-адрес состоит из двух частей. Пер- вая часть IP-адреса обозначает адрес сети, последняя часть – адрес узла. Если рассмотреть IP-адрес 192.168.123.132 и разбить его на эти две части, то полу- чится следующее:

192.168.123. – сеть

.132 – узел

или

192.168.123.0 – адрес сети;

0.0.0.132 – адрес узла.

Следующий элемент, необходимый для работы протокола TCP/IP, – это маска подсети. Протокол TCP/IP использует маску подсети, чтобы определить, в какой сети находится узел: в локальной подсети или удаленной сети.

В протоколе TCP/IP части IP-адреса, используемые в качестве адреса сети и узла, не зафиксированы, следовательно, указанные выше адреса сети и узла невозможно определить без наличия дополнительных сведений. Данные сведе- ния можно получить из другого 32-разрядного номера под названием «маска подсети». В этом примере маской подсети является 255.255.255.0. Значение этого номера понятно, если знать, что число 255 в двоичном обозначении соот- ветствует числу 11111111; таким образом, маской подсети является номер:

11111111.11111111.11111111.0000000

Расположив следующим образом IP-адрес и маску подсети, можно выде- лить составляющие сети и узла:

11000000.10101000.01111011.10000100 – IP-адрес (192.168.123.132)

11111111.11111111.11111111.00000000 – маска подсети (255.255.255.0).

Первые 24 разряда (число единиц в маске подсети) распознаются как ад- рес сети, а последние 8 разрядов (число оставшихся нолей в маске подсети) – адрес узла. Таким образом, получаем следующее:

11000000.10101000.01111011.00000000 – адрес сети (192.168.123.0)

00000000.00000000.00000000.10000100 – адрес узла (000.000.000.132)

Из данного примера с использованием маски подсети 255.255.255.0 вид- но, что код сети 192.168.123.0, а адрес узла 0.0.0.132. Когда пакет с конечным адресом 192.168.123.132 доставляется в сеть 192.168.123.0 (из локальной подсе- ти или удаленной сети), компьютер получит его из сети и обработает.

Почти все десятичные маски подсети преобразовываются в двоичные числа, представленные единицами слева и нолями справа. Вот еще некоторые распространенные маски подсети:

 

Десятичные          Двоичные

255.255.255.192 1111111.11111111.1111111.11000000

255.255.255.224 1111111.11111111.1111111.11100000

Стандарт Internet RFC 1878 (доступен на http://www.internic.net) описыва- ет действующие подсети и маски подсетей, используемые в сетевых протоколах TCP/IP.

Классы сетей. Интернет-адреса распределяются организацией InterNIC (http://www.internic.net), которая администрирует интернет. Эти IP-адреса рас- пределены по классам. Наиболее распространены классы A, B и C. Классы D и E существуют, но обычно не используются конечными пользователями. Каж- дый из классов адресов имеет свою маску подсети по умолчанию. Определить класс IP-адреса можно по его первому октету. Ниже описаны интернет-адреса классов A, B и C с примером адреса для каждого класса.

− Сети класса A по умолчанию используют маску подсети 255.0.0.0 и имеют значения от 0 до 127 в первом октете. Адрес 10.52.36.11 является адре- сом класса A. Первым октетом является число 10, входящее в диапазон от 1 до 126 включительно.