8.1.4 Введение в протоколы маршрутизации

Протоколы маршрутизации (иначе – маршрутизирующие протоколы) отличаются от маршрутизируемых протоколов как по своим функциям, так и по задачам, которые перед ними ставятся. Протокол маршрутизации – это средство коммуникации между маршрутизаторами, которое позволяет устройствам совместно использовать информацию о сетях и определять расстояние до разных узлов и сетей. Информация, которую один маршрутизатор получает от другого (посредством протокола маршрутизации), используется для построения и поддержания в актуальном состоянии таблицы маршрутизации.

К наиболее распространенным протоколам маршрутизации локальных сетей можно отнести следующие:

– протокол маршрутной информации (Routing Information Protocol – RIP);

– протокол маршрутизации внутреннего шлюза (Interior Gateway Routing Protocol –IGRP);

– усовершенствованный протокол маршрутизации внутреннего шлюза (Enhanced Interior Gateway Routing Protocol – ЕIGRP);

– протокол выбора кратчайшего маршрута (Open Shortest Path First – OSPF).

Маршрутизируемый (routed protocol), или сетевой протокол – это любой сетевой протокол, предоставляющий в своем адресе сетевого уровня достаточно информации для пересылки пакета от одного узла другому на основе используемой схемы адресации. Маршрутизируемые протоколы определяют форматы полей внутри пакета. Пакеты обычно передаются от одной конечной системы другой.

Маршрутизируемые протоколы (часто их называют протоколами передачи данных) используются для доставки пользовательской информации. Маршрутизируемый протокол содержит достаточное количество информации в адресе сетевого уровня, которую позволит доставить от одного узла другому в рамках используемой схемы адресации.

К наиболее распространенным маршрутизируемым протоколам сетей можно отнести следующие:

– Internet-протокол (IP – Internet Protocol);

– межсетевой пакетный обмен (Internetwork Packet Exchange – IPX).

8.2.5 Автономные системы

Автономная система (Autonomous System – AS) – это набор сетей, которые находятся под единым административным управлением и в которых используются единая стратегия и правила маршрутизации. Автономная система для внешних сетей представляется как некий единый объект. Ее могут поддерживать и несколько операторов-владельцев, и один, они будут нести ответственность за правильную маршрутизацию.

Американский реестр Internet-номеров (American Registry of Internet Numbers-ARIN), провайдер службы или сетевой администратор присваивает номер (идентификатор) каждой автономной системе. Идентификатор автономной системы представляет собой 16-битное число. Некоторые протоколы маршрутизации, такие как фирменные протоколы IGRP и EIGRP корпорации Cisco, используют такое понятие, как «номер автономной системы» в своей конфигурации; в действительности же нет никакой необходимости устанавливать туда реальный номер. Этот параметр представляет собой просто идентификатор процесса. Для двух указанных протоколов маршрутизации нет необходимости использовать номер системы, который получен от реестра ARIN, или частный номер автономной системы.

Автономные системы (AS) делят объединенную сеть на несколько меньших и легче управляемых сетей. Каждая автономная система имеет свой набор правил и политик, а ее номер является глобально уникальным, т. е. отличает ее от всех остальных автономных систем мира.

8.1.6 Назначение протоколов маршрутизации и цели использования автономных систем

Целью использования протокола маршрутизации является построение и поддержка таблицы маршрутизации. В этой таблице содержатся информация об известных маршрутизатору сетях и соответствующие порты, ведущие к этим сетям. Маршрутизаторы используют протоколы маршрутизации для управления информацией, полученной от других маршрутизаторов, и информацией, получаемой из конфигурации своих собственных интерфейсов.

Протокол маршрутизации идентифицирует все доступные маршруты, помещает лучшие таблицы в таблицу маршрутизации и удаляет из нее маршруты, если они становятся недоступными. Маршрутизатор использует информацию таблицы маршрутизации для пересылки пакетов сетевых (маршрутизируемых) протоколов.

Основой динамической маршрутизации является алгоритм маршрутизации. При любом изменении топологии сети, связанном с ее увеличением, реконфигурацией или выходом из строя устройств, информация о сети должна быть обновлена. Она должна точно и последовательно отражать текущее состояние новой топологии сети.

Когда все маршрутизаторы объединенной сети имеют одинаковую информацию, это означает, что в ней произошла конвергенция. Быстрая конвергенция является желательной, поскольку она сокращает период принятия неправильных решений маршрутизации.

Зачастую можно обнаружить, что крупные сети, например сети университетов, крупных компаний, даже школ, имеют свою собственную автономную систему, каждая подсеть или сегмент сети университета может быть построена с использованием какого-либо протокола маршрутизации, статических маршрутов; тем не менее все отдельные подсети в организации соединены между собой статическими или коммутируемыми каналами и входят в состав единой автономной системы.

8.1.7 Идентификация класса протокола маршрутизации

Большинство алгоритмов маршрутизации может быть отнесено к одной из трех категорий:

1) дистанционно-векторный протокол;

2) протокол с учетом состояния канала;

3) гибридный протокол.

Дистанционно-векторный протокол (distance vector routing protocol) определяет направление, или вектор, и расстояние до нужного узла объединенной сети. Протокол с учетом состояния канала (link-state routing protocol), также называемый алгоритмом выбора кратчайшего пути (shortest path first – SPF), воссоздает топологию всей сети. Сбалансированный гибридный протокол (balanced hybrid routing protocol) соединяет в себе определенные черты обоих алгоритмов: дистанционно-векторного и алгоритма с учетом стояния канала.

8.1.8 Особенности дистанционно-векторных протоколов

При использовании дистанционно-векторных алгоритмов между маршрутизаторами они периодически пересылают копии таблиц маршрутизации друг другу. В этих регулярных обновлениях маршрутизаторы сообщают друг другу об изменении топологии сети. Дистанционно-векторные алгоритмы маршрутизации также называются алгоритмами Беллмана-Форда (Bellman-Ford).

На рисунке 8.1 каждый маршрутизатор получает таблицу маршрутизации от соседних маршрутизаторов. В частности, маршрутизатор Б получает информацию от маршрутизатора А. Маршрутизатор Б добавляет значение вектора расстояния, количество переходов, что увеличивает результирующий вектор расстояния. После этого маршрутизатор Б передает свою новую таблицу маршрутизации своему соседу, маршрутизатору В. Такой пошаговый процесс происходит на всех соседних маршрутизаторах.

Рисунок 8.1 – Концепция дистанционно-векторной маршрутизации

В дистанционно-векторном алгоритме накапливаются расстояния в сети, что позволяет поддерживать базу данных, содержащую информацию о топологии сети. Однако дистанционно-векторные алгоритмы не предоставляют маршрутизатору точную топологию всей сети, поскольку каждому маршрутизатору известны только соседние с ним маршрутизаторы.

Каждый маршрутизатор, использующий дистанционно-векторную маршрутизацию, начинает свою работу с определения соседних маршрутизаторов.

Формирование вектора расстояния. Для каждого интерфейса, ведущего к непосредственно подсоединенной сети, вектор расстояния устанавливается равным нулю. По мере того как процесс расчета вектора расстояния продолжается, маршрутизаторы находят наилучший маршрут к сетям-получателям на основе информации, которую они получают от своих соседей. Например, маршрутизатор А узнает о других сетях на основе информации», которую он получает от маршрутизатора Б. В каждой из позиций таблицы маршрутизации есть суммарный вектор расстояния, который показывает, на каком расстоянии находится соответствующая удаленная сеть.

Обновление таблицы маршрутизации происходит при изменении топологии сети. По мере формирования векторов расстояния изменения топологии заносятся в таблицы маршрутизации последующих маршрутизаторов. Дистанционно-векторные алгоритмы требуют, чтобы каждый маршрутизатор пересылал всю таблицу маршрутизации каждому из своих соседей. В этой таблице содержатся общая оценка маршрута, определяемая метрикой, и логический адрес маршрутизатора на пути к каждой сети, имеющейся в таблице.

8.1.9 Обновления маршрутов

Каждый маршрутизатор получает таблицу маршрутизации от соседних, непосредственно подсоединенных к нему маршрутизаторов. Например, как показано на рисунке 8.2, маршрутизатор Б получает информацию от маршрутизатора А. Маршрутизатор Б добавляет свое значение к вектору расстояния (например количество переходов) и передает новую таблицу маршрутизации соседнему маршрутизатору.

Рисунок 8.2 – Обработка изменений топологии дистанционно-векторным протоколом маршрутизации

Подобный пошаговый процесс происходит между всеми соседними маршрутизаторами. Вектор расстояния можно сравнить с дорожными знаками на шоссе. Эти знаки указывают направление к пункту назначения и расстояние до него. Далее по этому же шоссе могут встретиться знаки, указывающие то же направление, однако указываемое ими расстояние будет меньшим. Уменьшение этого расстояния при последующем движении свидетельствует о движении в правильном направлении.

8.1.10 Основы маршрутизации по состоянию канала

Вторым базовым алгоритмом маршрутизации является алгоритм выбора маршрута по состоянию канала. Такие алгоритмы известны как алгоритмы Дейкстры (Dijkstra) или как алгоритмы выбора кратчайшего пути (Shortest Path First-SPF). Они поддерживают сложную базу топологической информации. В то время как дистанционно-векторные алгоритмы не содержат определенной информации об удаленных сетях и удаленных маршрутизаторах, алгоритмы с использованием состояния канала поддерживают полную информацию об удаленных маршрутизаторах и их соединениях друг с другом. При маршрутизации по состоянию канала используются следующие компоненты:

– анонсы состояния канала (Link-State Advertisemen-LSA). Эти объявления представляют собой небольшие пакеты, рассылаемые между маршрутизаторами и содержащие информацию о маршрутах;

– топологическая база данных (Topological Database). Эта база включает в себя информацию, полученную в сообщениях LSA;

– алгоритм выбора кратчайшего пути (Shortest Path First – SPF). Соответствующий алгоритм осуществляет вычисления над базой данных, результатом чего является построение связующего дерева протокола SPF;

– таблица маршрутизации (Routing table). Эта таблица содержит известные маршруты и соответствующие им интерфейсы.

Такая концепция маршрутизации на основе состояния канала была реализована в протоколе маршрутизации, называемом протоколом выбора первого кратчайшего пути (Open Shortest Path First-OSPF). Основные положения и операции протокола состояния канала связи OSPF описаны в документе RFC 1583.

8.1.11 Процесс обнаружения сетей для маршрутизации по состоянию канала

Маршрутизаторы обмениваются сообщениями LSA, начиная с непосредственно подсоединенных сетей. Каждый маршрутизатор параллельно с остальными создает топологическую базу данных, состоящую из информации, полученной из этих сообщений LSA.

Алгоритм SPF вычисляет доступность сетей. Маршрутизатор строит логическую топологию в виде дерева, корнем которого является он сам, а ветвями – все возможные маршруты ко всем сетям, входящим в объединенную сеть протокола стояния канала. После этого маршруты сортируются с помощью алгоритма выбора кратчайшего пути (Shortest Path First-SPF). Маршрутизатор заносит наилучшие маршруты и связанные с ними интерфейсы в таблицу маршрутизации. Маршрутизатор также поддерживает другие базы данных – топологических элементов и подробностей состояния каналов.

8.1.12 Обмен информацией о маршрутах в протоколах с учетом состояния каналов

Для создания общей картины всей сети в протоколах с учетом состояния канала используются специализированные механизмы обнаружения сетей. Такая подробная информация совместно используется всеми маршрутизаторами объединенной сети. Информацию о топологии можно сравнить с наличием нескольких идентичных карт города. Для обнаружения сетей в протоколе маршрутизации по состоянию канала используются перечисленные ниже процессы.

Маршрутизаторы обмениваются друг с другом LSA-сообщениями. Каждый маршрутизатор начинает построение своей таблицы маршрутизации с непосредственно подсоединенных к нему сетей, от которых он получает информацию непосредственно «из первых рук».

Каждый маршрутизатор параллельно с остальными создает топологическую базу данных, состоящую из информации, полученной из всех LSА-сообщений объединенной сети.

Если маршрутизатор узнает об изменении состояния канала, он рассылает эту информацию всем остальным маршрутизаторам объединенной сети с тем, чтобы они могли ее использовать для маршрутизации. Для того чтобы закончилась конвергенция, каждый маршрутизатор поддерживает информацию о соседних маршрутизаторах, их именах, состоянии интерфейсов и стоимости каналов к соседним устройствам. Маршрутизатор создает пакет LSA; в котором содержится перечисленная информация наряду с информацией о новых соседях, изменениях в стоимостях каналов и о каналах, которые перестали функционировать. Затем этот пакет LSA направляется всем остальным маршрутизаторам.

8.1.13 Три проблемы в протоколах состояния канала

При использовании протоколов состояния канала возникают три основные проблемы:

– перегрузка процессора служебной информацией;

– повышенные требования к памяти;

– потребление процессом маршрутизации значительной части полосы пропускания.

Маршрутизаторы, на которых работают протоколы с учетом состояния канала, требуют большего объема памяти и выполняют больший объем обработки данных, чем при использовании дистанционно-векторного протокола маршрутизации. Они должны иметь достаточно памяти для хранения большого объема информации в различных базах данных, поддержки логического дерева и таблицы маршрутизации. Первоначальные потоки маршрутных данных о состоянии каналов занимают большую часть полосы пропускания, поскольку в первоначальной фазе обнаружения сетей все маршрутизаторы, использующие протоколы с маршрутизацией по состоянию канала, рассылают друг другу пакеты LSA. Эта рассылка в значительной степени заполняет сеть и временно уменьшает полосу пропускания, доступную для передачи данных пользователей. После этого временного переполнения протоколы состояния канала обычно требуют лишь минимальной полосы пропускания для рассылки нечастых или вызванных особыми изменениями в сети пакетов LSA, отражающих эти изменения.

8.1.14 Дополнительная информация: функции гибридных протоколов маршрутизации

Третий тип протоколов маршрутизации, называемых протоколами сбалансированной гибридной маршрутизации, соединяет в себе черты как дистанционно-векторных протоколов, так и протоколов с учетом состояния каналов связи. Протоколы сбалансированной гибридной маршрутизации для определения наилучших маршрутов используют векторы расстояния с более точными метриками. Однако они отличаются от дистанционно-векторных протоколов тем, что обновления баз данных маршрутизации происходят не периодически, а только при изменении топологии сети. Как и протоколы состояния канала связи, сбалансированные гибридные протоколы обладают быстрой сходимостью. Однако они отличаются от дистанционно-векторных протоколов и от протоколов с учетом состояния канала связи тем, что они в меньшей степени используют полосу пропускания, память и создают меньшую нагрузку на процессор для обработки служебной информации. Примером гибридного протокола может служить усовершенствованный протокол внутреннего шлюза (Enhanced Interior Gateway Routing Protocol-EIGRP).

8.1.15 Конфигурирование службы маршрутизации

Для включения на маршрутизаторе протокола IP-маршрутизации должны быть установлены как глобальные, так и локальные параметры интерфейса. Глобальные установки включают в себя выбор протокола маршрутизации, такого как IGRP, EIGRP или OSPR. Главной задачей, решаемой в режиме конфигурирования маршрутизации, является указание IP-адресов сетей. Для связи с другими маршрутизаторами динамическая маршрутизация использует широковещательные адреса многоадресатной рассылки. Для поиска наилучших маршрутов к каждой сети или подсети маршрутизаторы используют какую-либо метрику маршрутизации.

Процесс конфигурирования маршрутизации начинается с выполнения команды router. Эта команда имеет следующий синтаксис:

Router(config)#router protocol (process-id | autonomous-system),

где

– под параметром protocol понимается один из протоколов маршрутизации R1P, IGRP ИЛИ EIGRP;

– параметр prrocess-id или autonomous-system содержит идентификатор процесса маршрутизации или номер автономной системы, используемой в протоколах IGRP И EIGRP,

Команда «network» является необходимой, поскольку она позволяет протоколу маршрутизации идентифицировать интерфейсы, которые принимают участие в правке и получении сообщений обновления маршрутов. Команда «network» имеет следующий синтаксис:

Router(config-router)#network network number,

где параметр «network number» представляет собой номер (IP-адрес) непосредственно подсоединенной сети.

Для протоколов RIP и IGRP номер сети должен базироваться на классах сетевых адресов, а не на адресах подсетей или индивидуальных адресах узлов.

В качестве возможных адресов сетей могут выступать только номера (т. е. адреса) сетей классов А, В и С.

На Internet-уровне стека протоколов TCP/IP маршрутизатор может использовать протокол IP-маршрутизации для осуществления маршрутизации путем реализации конкретного алгоритма. Примеры протоколов IP-маршрутизации:

– протокол маршрутной информации (Routing Information Protocol-RIP)

– дистанционно-векторный протокол внутренней маршрутизации;

– протокол маршрутизации внутреннего шлюза (Interior Gateway Routing Protocol-IGRP) – дистанционно-векторный протокол маршрутизации, разработанный корпорацией Cisco;

– протокол выбора первого кратчайшего маршрута (Open Shortest Path First – OSPF) – протокол внутренней маршрутизации по состоянию канала;

– усовершенствованный протокол маршрутизации внутреннего шлюза (Enhanced Interior Gateway Routing Protocol-IGRP) – гибридный протокол маршрутизации, разработанный корпорацией Cisco;

– протокол граничного шлюза(Border Gateway Protocol-BGP) – протокол внешней маршрутизации.

8.1.16 Протокол RIP

Протокол маршрутной информации (Routing Information Protocol – RIP) был первоначально определен в документе RFC 1058 в 1988 г. Наиболее существенны его следующие характеристики:

– RIP является дистанционно-векторным протоколом маршрутизации;

– в качестве метрики при выборе маршрута используется количество переходов;

– если количество переходов становится больше 15, пакет отбрасывается;

– стандартно обновления маршрутизации (routing updates) рассылаются широковещательным способом каждые 30 с.

Протокол RIP с течением времени претерпел значительную эволюцию: от основанного на классах протокола маршрутизации RIP первой версии (RIP-1) к бесклассовому протоколу RIP второй версии (RIP-2). Усовершенствования протокола RIP-2 включают в себя:

– способность переносить дополнительную информацию о маршрутизации пакетов;

– механизм аутентификации для обеспечения безопасного обновления таблиц маршрутизации;

– способность поддерживать маски подсетей.

Протокол RIP предотвращает появление петель в маршрутизации, по которым пакеты могли бы циркулировать неопределенно долго, устанавливая максимально допустимое количество переходов на маршруте от отправителя к получателю. Стандартное максимальное значение количества переходов равно 15. При получении маршрутизатором обновления маршрутов, содержащего новую или измененную запись, он увеличивает значение метрики на единицу. Если при этом значение метрики превышает 15, то считается бесконечно большим, и сеть получателя считается недостижимой. Протокол RIP обладает рядом функций, которые являются общими для него и других протоколов маршрутизации.

8.1.17 Конфигурирование протокола RIP

Команда router rip включает RIP в качестве протокола маршрутизации. После этого выполняется команда network для указания протоколу сетей, которые непосредственно подсоединены к маршрутизатору и должны быть им анонсированы. Процесс маршрутизации после выполнения указанных двух действий логически связывает эти интерфейсы с сетевыми адресами и начинает использовать протокол RIP на интерфейсах маршрутизатора.

Как и большинство других протоколов, RIP рассылает регулярные сообщения об обновлении маршрутов, а реализация корпорации Cisco данного протокола использует мгновенные анонсы (их называют как event-triggered, так и event-driven) в тех случаях, когда изменяется топология сети. Изменения в топологии сети запускают рассылку обновлений также и в протоколе IGRP, вне зависимости от значения таймера удержания информации. Без такого механизма мгновенной рассылки обновлений как протокол RIP, так и IGRP не будут работать с максимальной эффективностью, поскольку мгновенные обновления значительно ускоряют конвергенцию таблиц маршрутизации и, следовательно, снижают риск образования петель маршрутизации.

При получении маршрутизатором сообщения об обновлении, содержащего изменения, он обновляет свою таблицу маршрутизации для отображения в ней нового маршрута. Значение метрики при этом увеличивается на единицу, а интерфейс отправителя обновления указывается в качестве следующего транзитного перехода на маршруте. Маршрутизаторы RIP вписывают только наилучший маршрут к пункту назначения, однако могут поддерживать и несколько маршрутов, если они имеют одинаковое значение метрики.

После обновления таблицы маршрутизации вследствие изменения топологии сети маршрутизатор сразу начинает рассылать сообщения об обновлении маршрутов, для того чтобы проинформировать другие маршрутизаторы о произошедших изменениях. Обновления рассылаются независимо от обычных регулярных сообщений RlP-маршрутизаторов. Если обновление пересылается через интерфейс другой суперсети с несовпадающим суммарным адресом, то протокол RIP анонсирует только сети, основанные на классах, или сети главного класса. Иными словами, информация о подсетях не суммируется к одному агрегированному адресу и пересылается в виде отдельных записей, если анонс пересылается через интерфейс, адрес которого принадлежит той же суперсети. Классовые протоколы маршрутизации, например RIP версии 1, в анонсах маршрутизации не пересылают информацию о масках подсетей.

Для включения на маршрутизаторе протокола RIP используются команды режима глобального конфигурирования:

– Router(config)#router RIP // Включает процесс RIP-маршрутизации, после чего устройство переходит в режим конфигурирования;

– Router(config-router)#network // Связывает сеть с процессом RIР-маршрутизации.

Приведенные ниже команды иллюстрируют процесс включения на маршрутизаторе с именем ВНМ протокола RIP и указания ему непосредственно подсоединенных сетей:

– BHM(config)#router rip // включение протокола маршрутизации RIP;

– BHM(config-router)#network 1.0.0.0 // Указание непосредственно подключенной к устройству сети;

– BHM(config-router)#network 2.0.0.0 // Указание непосредственно подключенной к устройству сети.

Интерфейсы маршрутизатора Cisco, подсоединенные к сетям 1.0.0.0 и 2.0.0.0, рассылают и получают обновления протокола RIP. Эти обновления позволяют данному маршрутизатору изучить сетевую топологию с помощью соседних маршрутизаторов, на которых также включен протокол RIP.

В команде network протокола RIP можно указывать только классовые или суперсети. Если на одном или более интерфейсов маршрутизатора используются подсети такой сети, то для ее подключения можно использовать только одну команду network, в которой указан классовый адрес сети. Если же администратор попытается указать подсеть в данной команде, программное обеспечение Cisco 1OS автоматически преобразует такой адрес в адрес классовой сети, в чем можно убедиться с помощью команды «show running-config».

Порядок проведения работы

Вы администратор корпоративной локальной сети, состоящей из трех различных подсетей (рисунок 6.3):

192.168.0.0 /24

192.168.1.0 /24

192.168.2.0 /24

Рисунок 6.3 – Сеть для выполнения задания к лабораторной работе

Маршрутизация осуществляется с помощью соединенных между собой соединением Serial трех маршрутизаторов R1, R2 и R3.

1. Проведите настройку интерфейсов маршрутизаторов. Обратите внимание, что соединение Serial требует назначение со стороны DCE устройств параметра clock rate. Задайте clock rate равным 56 000.

R1:

Включите маршрутизатор

Сконфигурируйте интерфейс serial 1/0, используя ip address 192.168.4.1 /30.

Сконфигурируйте интерфейс serial 1/1, используя ip address 192.168.6.1 /30.

Сконфигурируйте интерфейс Fast Ethernet 0/0, используя ip address 192.168.0.1 /24.

R2:

Включите маршрутизатор

Сконфигурируйте интерфейс serial 1/0, используя ip address 192.168.6.2 /30.

Сконфигурируйте интерфейс serial 1/1, используя ip address 192.168.5.1 /30.

Сконфигурируйте интерфейс Fast Ethernet 0/0, используя ip address 192.168.1.1 /24.

R3:

Включите маршрутизатор

Сконфигурируйте интерфейс serial 1/0, используя ip address 192.168.4.2 /30.

Сконфигурируйте интерфейс serial 1/1, используя ip address 192.168.5.2 /30.

Сконфигурируйте интерфейс Fast Ethernet 0/0, используя ip address 192.168.2.1 /24.

2. Настройте проколол маршрутизации RIP. После обновления таблиц маршрутизации проверьте доступность одной подсети из другой.

Содержание отчета

1 Тема, цель работы.

2 Схема сети.

3 Таблицы конфигурации интерфейсов.

4 Таблицы статических маршрутов.

5 Выводы.

Контрольные вопросы

1 Что такое метрика?

2 Перечислите основные характеристики, используемые в метриках.

3 Что такое протокол маршрутизации и маршрутизируемый протокол, в

чем их отличия?

4 Что такое автономная система и зачем она нужна?

5 Назовите категории (классы) протоколов маршрутизации.

6 Как происходит процесс обнаружения сетей при маршрутизации по

состоянию канала?

7 Что такое протокол RIP?

Лабораторная работа №9 Тема: Настройка сетевого подключения в ОС Windows

Цель работы: Научиться настраивать сетевое подключение средствами ОС Windows

Оборудование рабочего места: ПК, ОС Windows

Краткие теоретические сведения

Операционная система (ОС) – это совокупность программных средств, осуществляющая управление ресурсами компьютера, запуск прикладных программ и их взаимодействие с внешними устройствами и другими программами, а также обеспечивающая диалог пользователя с ЭВМ. Ресурсом является любой компонент ЭВМ и предоставляемые им возможности: центральный процессор, оперативная и внешняя память, внешнее устройство, программа и т.д. ОС загружается в оперативную память при включении компьютера и предоставляет пользователю удобный способ общения (интерфейс) с вычислительной системой.

Учебная локальная сеть представляет собой обособленный сегмент компьютерной сети УГКР. В структуре сети можно выделить следующие элементы: контроллеры домена, шлюз, рабочие станции.

Учебный сегмент локальной сети УГКР построен на основе клиент-серверной архитектуры с использованием топологии типа звезда.

В упрощенном виде учебный сегмент сети УГКР представлен на рисунке 1.

Рисунок 1. Упрощенная структура учебного сегмента сети МГПУ

Здесь Сервер 1 и Сервер 2 – первичный и вторичный контроллеры домена с именами SERVER и TERMINAL соответственно. Сервер 3 (PHOENIX) – это компьютер, выполняющий роль шлюза, прокси-сервера и брандмауэра.

В локальную сеть на базе ОС Windows входят следующие элементы: общие ресурсы, серверы, рабочие станции, группы.

Общий ресурс – это объект (папка, диск, принтер и др.) который могут использовать несколько пользователей одновременно, причем им не обязательно находится за тем компьютером, на котором физически расположен данный ресурс.

Рабочая станция – это компьютер, подключенный к сети и предназначенный для выполнения задач пользователя.

Сервер – это специализированный компьютер, предоставляющий свои ресурсы в использование клиентам сети (как правило, это рабочие станции) и управляющий сетью.

Рабочая группа – логическое объединение компьютеров. Как правило, объединение в группы используется для упрощения администрирования сети. При этом несколько компьютеров выступают как единое целое – группа.

На компьютере с ОС Windows в общее пользование можно предоставить как любую папку на диске, так и диск целиком. После создания общего ресурса пользователи с соответствующими полномочиями могут получить доступ к нему с любой рабочей станции сети.

Открывая общий доступ к папке, можно ограничить число пользователей, которые могут работать с ней одновременно. Для управления доступом к папке и ее содержимому используются разрешения, назначаемые пользователям и группам. Эти разрешения, а также сетевое имя папки в любой момент можно изменить. При необходимости можно прекратить общий доступ к папке. Если к ней в это время подключены пользователи, на экране появится диалоговое окно с информацией об этом и предложением подтвердить принятое решение.

В Windows предоставлять папки в общее пользование разрешается членам групп Администраторы, Операторы сервера и Опытные пользователи, причем с некоторыми ограничениями.

Общие ресурсы.

ОС Windows автоматически открывает общий доступ к некоторым ресурсам, необходимым для администрирования компьютера. К их сетевым именам добавляется значок доллара ($), благодаря которому административный общий ресурс скрыт от пользователей, просматривающих содержимое компьютера через сеть.

К числу административных ресурсов относятся: корневые папки каждого тома, корневая системная папка и папки, в которых находятся драйверы принтеров.

Открывая общий доступ к папке, обязательно нужно присвоить ей сетевое имя. Кроме того, при желании можно сопроводить папку описанием, ограничить число пользователей, которые могут пользоваться ею одновременно, и назначить для нее разрешения. Одну и ту же папку можно сделать общей под несколькими сетевыми именами.

Чтобы общий ресурс был доступен клиенту и в автономном режиме, то есть при отсутствии подключения к сети, Windows может сохранить копии файлов ресурса в специальной области на локальном диске клиентского компьютера — кэше. По умолчанию размер кэша составляет 10% от доступного дискового пространства, но его можно изменить с помощью вкладки Автономные файлы диалогового окна Свойства папки.

В Windows входит оснастка Общие папки, позволяющая контролировать доступ к сетевым ресурсам и уведомлять пользователей посредством административных сообщений. Это возможность контролировать доступ к сетевым ресурсам для оценки и управления загруженностью сетевых серверов, а также доступ к общим папкам, чтобы определить, как много пользователей в данный момент подключены к каждой папке.

Возможности раздела Общие ресурсы в оснастке Общие папки позволяют просматривать список всех общих папок на компьютере и определять, сколько пользователей могут обращаться к каждой папке. Кроме того, можно отслеживать, какие файлы открыты, а также отключать пользователей от одного открытого файла или от всех открытых файлов.

Порядок проведения работы

Настраиваем виртуальный ПК для работы в сети

Запускаем обе, ранее созданные нами виртуальные машины командой ВМ -Питание Power On. Для работы в сети настроем сначала первую машину. Для этого в Панели управления найдем Сетевые подключения-Подключение по локальной сети-Свойства, затем находим свойства Протокола Интернет (TCP/IP) и пишем IP-адрес и Маску подсети как на рис. 9.1.

Рис. 9.1. Настраиваем BM-1

Вам придется периодически переходить от окна физического ПК к окну виртуального ПК. Для этого нажимайте на сочетания клавиш Ctrl+Alt

Аналогично включим и настроим вторую машину ( рис. 9.2).

Рис. 9 .2. Настраиваем ВМ-2

Настраиваем виртуальную сеть

Для настройки сети выполним команду Сетевое окружение-Установить домашнюю или малую сеть (рис. 9.3 и 4).

Рис. 9.3. Выбираем переключатель Другое

Рис. 9.4. Установим третий переключатель сверху

Присвоим машине сетевое имя ( рис. 9.5).

Рис. 9.5. Даем машине имя и описание

На следующем шаге (нажав Далее) создадим рабочую группу 110 ( рис. 9.6).

Рис. 9.6. Задаем имя для локальной сети

Снова Далее и включим общий доступ ( рис. 9.7).

Рис. 9.7. Установим верхний переключатель

Работу мастера завершаем ( рис. 9.8).

Рис. 9.8. Устанавливаем первый переключатель снизу

Эта машина настроена для работы в сети, перезагружаем ее и аналогично настроим другой виртуальный ПК, также включив его в рабочую группу 110. Перезагружаем. Сетевая настройка обоих машин завершена.

Проверяем работу виртуальных машин в сети

Попробуем зайти с первой машины на вторую и наоборот. Для этого войдем в Сетевое окружение и выполним команду Отобразить компьютеры рабочей группы. Если все нормально, то в рабочей группе 110 мы увидим машину 1 и машину 2 (рис. 9.9).

Рис. 9.9. Локальная виртуальная сеть настроена

Далее мы можем работать с такой сетью, как с обычной. Например, создать папки с общим доступом. Однако, может выйти и такое сообщение ( рис. 9.10).

Рис. 9.10. Нет доступа к рабочей группе 110

Примечание

Одной из причин конфликтов в локальной сети (отсутствие общего доступа между ресурсами) может быть установка разного времени на рабочих станциях, т.е. для обеих машин таймер времени должен быть синхронным. Еще причина – использование нелицензионной операционной системы. Другие причины мы изучим позднее.

Установка средств Wmware

Чтобы получить доступ из виртуальной машины к файлам на физическом ПК потребуется команда ВМ-Установка средств Wmware ( рис. 9.11).

Рис. 9.11. Окно начала установки средств Wmware

После инсталляции средств и перезагрузки виртуальной машины на рабочем столе Windows XP появится соответствующий значок . Далее выполним команду ВМ-Настройки и откроем вкладку Опции (Options) и встанем курсором на строчку папок с общим доступом ( рис. 9.12).

Рис. 9.12. Папки с общим доступом пока недоступны и пусты

Нажимаем на кнопку Добавить, дадим этой папке имя и укажем диск для нее ( рис. 9.13).

Рис. 9.13. Задаем параметры для папки с общим доступом

Далее активируем атрибуты папки ( рис. 9.14).

Рис. 9.14. В этом окне нам нужны оба флажка

В следующем окне устанавливаем переключатель Всегда включена ( рис. 9.15).

Рис. 9.15. Активируем этот переключатель

Теперь при просмотре всей сети мы увидим папку на нашем физическом ПК, т.е. через значок VMware Shared Folders у нас есть связь физического ПК с виртуальными машинами (рис. 9.16).

Рис. 9.16. Связь физической машины с виртуальной установлена

Теперь на виртуальную машину мы можем устанавливать любой soft.

Примечание

Обратите внимание на то, что установка средств Wmware решает сразу и другие проблемы, например, настройку драйверов устройств на виртуальном ПК.

Совет

Если общая папка на физическом ПК не видна, то в Сетевом окружении вы ее можете добавить, используя команду Добавить новый элемент в сетевом окружении ( рис. 9.17).

Рис. 9.17. Красным отмечена команда Добавить новый элемент в сетевом окружении

Содержание отчета

1. Тема, цель работы

2. Основные этапы выполнения работы

3. Файл со скриншотами по всем этапам проведенной работы

4. Выводы по проделанной работе

Контрольные вопросы:

1. Что такое операционная система?

2. Что такое сервер?

3. Как найти другой ПК в сети?

4. Как настроить общий доступ к файлам?

5. Что такое компьютерные сети, каков их состав и назначение?

6. В чем заключаются преимущества объединения компьютеров в вычислительные сети?

7. Как вы понимаете принцип взаимодействия компьютеров в сети «клиент-сервер»? Каковы отличия компьютеров-серверов и компьютеров-клиентов?

8. Какие вы знаете виды сетей и способы передачи информации в них?

9. Каково назначение различных уровней модели сетевого взаимодействия?

10. Зачем при передаче файлов по сети нужны протоколы?

Лабораторная работа №10 Тема: Использование сервиса Active Directory для формирования рабочей среды программного обеспечения

Цель работы: научиться использовать сервис Active Directory для формирования рабочей среды программного обеспечения

Оборудование рабочего места: ПК, ОС Windows 2003 server

Краткие теоретические сведения

Словосочетание "информационная безопасность" в разных контекстах может иметь различный смысл. В Доктрине информационной безопасности Российской Федерации термин "информационная безопасность" используется в широком смысле. Имеется в виду состояние защищенности национальных интересов в информационной сфере, определяемых совокупностью сбалансированных интересов личности, общества и государства.

В Законе РФ "Об участии в международном информационном обмене" информационная безопасность определяется аналогичным образом – как состояние защищенности информационной среды общества, обеспечивающее ее формирование, использование и развитие в интересах граждан, организаций, государства.

Под информационной безопасностью будем понимать защищенность информации и поддерживающей инфраструктуры от случайных или преднамеренных воздействий естественного или искусственного характера, которые могут нанести неприемлемый ущерб субъектам информационных отношений, в том числе владельцам и пользователям информации и поддерживающей инфраструктуры.

Защита информации – это комплекс мероприятий, направленных на обеспечение информационной безопасности.

Комплекс работ по внедрению политики информационной безопасности можно разделить на 3 этапа

На первом этапе определяются общие подходы к политике ИБ, определяются группы ИБ и общее описание разрешений.

На втором этапе осуществляется документирование политики ИБ: составление правил и инструкций для работников организации.

На третьем этапе осуществляется реализация (внедрение) политики ИБ как программными, так и аппаратными средствами.

Следует разработать ряд правил, которые помогут регламентировать работу всех пользователей в сети (как привилегированных так и не привилегированных). В частности следует разработать:

• правила административного обслуживания;

• перечень прав и обязанностей пользователей;

• правила для администраторов;

• правила создания «гостевых» учетных записей.

Разработка таких правил позволит получить ряд преимуществ:

• рутинные задачи всегда выполняются одинаково;

• уменьшение вероятности появления ошибок;

• работа по инструкциям выполняется гораздо быстрее.

Помимо разработки ряда правил для пользователей следует предусмотреть (разработать) стандартные методики:

• подключения и конфигурирования и модернизации компьютеров;

• инсталляции и деинсталляции программного обеспечения;

• резервного копирования данных;

• назначения адресов;

• и т.д.

Например, считается, что управление адресами и именами компьютеров, идентификаторами пользователей и групп должно осуществляться единообразно.