Wydział Elektroniki i Telekomunikacji POLITECHNIKA POZNAŃSKA fax: (+48 61) 665 25 72 ul. Piotrowo 3a, 60-965 Poznań tel: (+48 61) 665 22 93 LABORATORIUM SIECI KOMPUTEROWYCH (compnet.et.put.poznan.pl) Sieci LAN Opracował: dr inż. Sławomir Hanczewski Katedra Sieci Telekomunikacyjnych i Komputerowych Poznań 2014
1. Wstęp Najbardziej popularną technologią w sieciach LAN (Local Area Network) jest Ethernet (druga warstwa modelu OSI). Podstawowym elementem sieci jest przełącznik (switch) do którego podłącza się pozostałe urządzenia (komputery, drukarki itp.). Ethernet został opracowany przez Roberta Metcalfe'a (Xerox). Metcalfe zakładał, że w sieciach lokalnych jako medium transmisyjne będzie wykorzystywany kabel koncentryczny. Na rysunku 1 przedstawiona została koncepcja Ethernetu autorstwa Roberta Metcalfe'a. Obecnie, w sieciach LAN stosuje się miedziane kable typu skrętka (4 pary) oraz światłowody. Rysunek 1. Koncepcja Ethernetu 2. Przebieg ćwiczenia Przed rozpoczęciem ćwiczenia należy wszystkie komputery w laboratorium podłączyć do wskazanego przez prowadzącego przełącznika. 2.1 Skonfiguruj adres IP komputera zgonie z tabelą 1. Tabela 1. Adresy IP w sieci laboratoryjnej Komputer Adres/maska Komputer Adres/maska A B C D E F IP=192.168.1.151 IP=192.168.1.152 IP=192.168.1.153 IP=192.168.1.154 IP=192.168.1.155 IP=192.168.1.156 G H I J K IP=192.168.1.157 IP=192.168.1.158 IP=192.168.1.159 IP=192.168.1.160 IP=192.168.1.161 Sprawdź w parach (komputer A z B, C z D itd.) czy komputery odpowiadają na polecenie ping. Jeżeli nie, należy włączyć wyjątek dla protokołu ICMP w ustawieniach zapory systemu Windows 7. Odpowiednia procedura opisana jest na stronie pomocy technicznej systemu Windows 7. Uwaga! Włączenie wyjątku dla protokołu ICMP ma istotne znaczenie dla dalszego przebiegu ćwiczenia upewnij się, że ta część polecenia została wykonana poprawnie. Sieci LAN 2 z 5
Włącz wiersz poleceń z uprawnieniami administratora. Aby to zrobić należy: kliknąć na przycisk start, następnie w polu Wyszukaj programy wpisz cmd. Następnie należy kliknąć na ikonę cmd.exe prawym klawiszem myszy i z menu kontekstowego wybrać opcję uruchom jako administrator (tak jak to zostało przedstawione na rysunku 2). Rysunek 2. Uruchamiania wiersza poleceń z uprawnieniami administratora 2.2 Za pomocą polecenia ping dostępność pozostałych komputerów w sieci LAN (wykorzystaj adresy z tabeli 1). A. Odpowiedz na pytania: a) Czy wszystkie komputery odpowiedziały na wiadomość echo request? Jeśli nie, określ które komputery nie odpowiedziały. Porównaj uzyskane wyniki z wynikami na innych stanowiskach. b) Jak wyjaśnić zaistniałą sytuację? c) W przypadku jeżeli nie wszystkie komputery odpowiedziały zaproponuj co należy zrobić aby wszystkie komputery odpowiadały na wiadomości echo request. d) Jakie informacje zostały zebrane za pomocą protokołu ARP? e) Co można powiedzieć o adresach IP komputerów znajdujących się w laboratorium? 2.3 Komunikacja w sieci LAN A. Włącz przechwytywanie pakietów w programie Wireshark (użyj następującego filtru wyświetlania icmp arp). B. Wyczyść wpisy protokołu APR (polecenie arp d *) C. Sprawdź dostępność wybranego komputera (wybranego z tabeli 1). D. Po zakończeniu działania polecenia ping, wyłącz przechwytywanie w programie Wireshark a następnie sprawdź tabelę protokołu ARP (polecenie arp -a). E. Odpowiedz na pytania: a) Czy w tabeli ARP pojawił się wpis dotyczący adresu sprawdzanego komputera? b) Co się dzieje po uruchomieniu polecenia ping? (analiza przechwyconych pakietów) c) Jakimi danymi dysponuje komputer a jakie musi zdobyć, żeby poprawnie wysłać pakiet w sieci lokalnej? d) Sprawdź jakie adresy MAC oraz IP znajdują się w ramkach/pakietach z wiadomościami protokołu ICMP. Sieci LAN 3 z 5
e) Jakie urządzenia są potrzebne aby komputery w sieci LAN mogły się ze sobą komunikować? 2.4 Sprawdzenie dostępności serwera helios. A. Włącz przechwytywanie pakietów w programie Wireshark (użyj następujęco filtru wyświetlania icmp arp). B. Wyczyść wpisy protokołu APR (polecenie arp d *) C. Za pomocą polecenia ping sprawdź dostępność serwera helios (jako parametru polecenia ping użyj adresu IP serwera: 150.254.29.65). D. Po zakończeniu działania polecenia ping, wyłącz przechwytywanie w programie Wireshark a następnie sprawdź wpisy protokołu ARP. E. Odpowiedz na pytania: a) Czy w tabeli protokołu ARP pojawił się wpis dotyczący adresu sprawdzanego serwera? b) Co się dzieje po uruchomieniu polecenia ping? Dlaczego tak się dzieje? (analiza pakietów). F. Uzupełnij konfigurację TCP/IPv4. Czego brakowało w konfiguracji? G. Ponownie sprawdź dostępność serwera Helios (powtórz kroki A-D). H. Czy teraz serwer odpowiada (jeśli tak przejdź do kroku J jeśli nie spróbuj wyjaśnić przyczynę i zaproponuj rozwiązanie)? Napraw sieć. I. Jeszcze raz sprawdź dostępność serwera helios.et.put.poznan.pl (powtórz kroki A-D). J. Odpowiedz na pytania: a) Czy serwer Helios znajduje się w tej samej sieci lokalnej co komputery w laboratorium? Jak to sprawdzić? b) Sprawdź jakie adresy MAC oraz IP znajdują się w ramkach/pakietach z wiadomościami protokołu ICMP. Jak to wyjaśnić? c) Jaki jest zasięg adresów IP (OSI: W. sieci) oraz adresów MAC (OSI: W. Łącza danych)? 2.5 Zmień adresy IP zgodnie z tabelą 2. Czy możliwa jest komunikacja z każdym komputerem jeżeli nie to z którymi nie można się skomunikować i dlaczego? Tabela 2. Adresy IP w sieci laboratoryjnej Komputer Adres/maska/brama Komputer Adres/maska/brama A B C D E F IP=192.168.1.151 IP=192.168.2.152 IP=192.168.1.153 IP=192.168.2.154 IP=192.168.1.155 IP=192.168.2.156 G H I J K IP=192.168.1.157 IP=192.168.2.158 IP=192.168.1.159 IP=192.168.2.160 IP=192.168.1.161 Sieci LAN 4 z 5
2.6 Działanie sieci LAN A. We właściwościach TCP/IPv4 ustaw opcję automatycznego przydzielania adresów IP. B. Włącz przechwytywanie (w filtrze wyświetlania ustaw wartość!ipv6). Poczekaj kilka minut (w tym czasie można np. przeglądać strony WWW dotyczące sieci LAN). Pakiety z jakimi docelowymi adresami IP przechwycił program Wireshark. Jak to wytłumaczyć? C. (Opcjonalnie) Przełącz komputer do wskazanego przez prowadzącego zajęcia urządzenia. Następnie po sprawdzeniu dostępności urządzeń w sieci LAN, włącz przechwytywanie, odczekaj kilka minut i podobnie jak w poprzednim przypadku określ docelowe adresy IP z których pochodzą pakiety przechwycone przez Wireshark. Czy coś się zmieniło? Jeśli nastąpiły jakieś zmiany jak je można je wyjaśnić? Jakie są ewentualne różnice w działaniu obu urządzeń? 2.7 (Opcjonalnie) podłączyć wszystkie komputery do wskazanego przez prowadzącego przełącznika. A. Na polecenie prowadzącego wykonaj polecenia co w punkcie 2.6 B. czy coś się zmieniło? Jak wyjaśnić ewentualne zmiany w działaniu przełącznika? 2.8 Komunikacja komputer serwer WWW A. Wyczyść tablicę protokołu ARP. B. Wyczyść tymczasową pamięć DNS (polecenie ipconfig -flushdns). C. Upewnij się, że pamięć tymczasowa DNS jest pusta (polecenie ipconfig -displaydns). D. Włącz przechwytywanie w programie Wireshark (ustaw wartość filtra przechwytywania na wartość icmp arp dns). E. Sprawdź dostępność serwera Helios w sieci wydziałowej (za pomocą polecenia ping helios.et.put.poznan.pl) F. Na podstawie przechwyconych pakietów odpowiedz na pytania: a) Jakie operacje muszą być wykonane aby została wysłana wiadomość echo request? Narysuj graf przepływu pakietów. b) Do czego służy protokół DNS? c) Jakie wiadomości DNS zostały przechwycone przez program Wireshark? d) Jaki protokół warstwy transportowej używany jest do przenoszenia wiadomości DNS? e) Który port używany jest przez serwer DNS? f) Jaki numer portu używany jest przez lokalny komputer? g) Czy serwer DNS znajduje się w sieci lokalnej h) Powtórz kroki A-E (zamiast testowania dostępności serwera Helios spróbuj za pomocą przeglądarki stron WWW odwiedź stronę Wydziału EiT: www.et.put.poznan.pl). Czy w porównaniu z odpowiedzią na pytanie a) coś się zmieniło? i) Z jakich pól składają się nagłówki (określ w bajtach długość każdego pola): ramki ethernetowej, pakietu IP, segmentu TCP (aby wyświetlić pakiety z segmentami TCP do filtra wyświetlania należy dodać informacje o tym protokole)? j) Z ilu bajtów składają się wiadomości protokołu DNS? k) Z ilu bajtów składają się wiadomości protokołu ARP? l) Co znajduje się w polu danych wybranej wiadomości DNS, ARP i ICMP? m) Ile pakietów musi wysłać komputer zanim zacznie się łączyć z serwerem WWW? Sieci LAN 5 z 5