Zespół Szkół Technicznych w Suwałkach Pracownia Sieci Teleinformatycznych Ćwiczenie Nr 7 KONFIGUROWANIE BEZPRZEWODOWEJ SIECI KOMPUTEROWEJ Opracował Sławomir Zieliński Wersja 2.1 Suwałki 2012
Cel ćwiczenia Nabycie praktycznych umiejętności konfigurowania i zabezpieczania bezprzewodowych sieci komputerowych oraz nabycie podstawowych umiejętności analizowania pakietów IP przesyłanych w sieciach bezprzewodowych. Przygotowanie poprzedzające zajęcia 1. Przy użyciu tabeli porównać cechy następujących standardów komputerowych sieci bezprzewodowych: IEEE 802.11a, IEEE 802.11b, IEEE 802.11g, IEEE 802.11n. W tabeli podać rok wprowadzenia standardu, maksymalną prędkość transferu danych w megabitach na sekundę (Mb/s), orientacyjny zasięg wewnątrz budynków, liczbę kanałów radiowych w Europie, częstotliwość pasma radiowego wykorzystywanego do transmisji danych. 2. Przy użyciu tabeli krótko scharakteryzować oraz dokonać rankingu poniższych czterech standardów pod kątem ich siły zabezpieczenia sieci WiFi, gdzie liczba 1 określać będzie najsłabsze zabezpieczenie, natomiast liczba 4 zabezpieczenie najsilniejsze: 64-bit WEP, 128-bit WEP, WPA, WPA2. 3. Wyjaśnij znaczenie następujących skrótów lub pojęć: a) WiFi b) WAN c) LAN d) SSID e) usługa routingu f) usługa DHCP g) usługa NAT 4. Zapoznać się z samouczkiem [2] opisującym możliwości programu CommView for WiFi. Zaleca się wykonanie opisanych w nim ćwiczeń (bez konieczności ich dokumentowania w sprawozdaniu). Opisać najważniejsze możliwości programu. 2
Wymagany sprzęt i oprogramowanie dwa komputery instalator systemu operacyjnego płycie (DVD-ROM) sterowniki do płyty głównej komputera (CD-ROM) router WiFi dwa interfejsy WiFi z portami USB (TP Link oraz Cisco) drukarka lokalna z portem USB nośnik zawierający program do pomiaru prędkości transferu danych ( LAN Speed Test ) nośnik zawierający licencjonowaną wersję programu do monitorowania i analizy sieci bezprzewodowych CommView for WiFi wydruk samouczka programu CommView Zadania 5. Zmienić nazwy wskazanych przez nauczyciela komputerów na: Komp1 oraz Komp2. Skonfigurować ich wewnętrzne, przewodowe karty sieciowe tak, aby uzyskiwały dynamicznie adresy IP oraz dynamicznie uzyskiwały adresy bramy (konfiguracja pobierania adresów z serwera DHCP). Odłączyć karty sieciowe komputerów od sieci strukturalnej pracowni. 6. W niniejszym ćwiczeniu ze względów dydaktycznych należy wyłączyć obsługę protokołu IPv6 w ustawieniach protokołu TCP/IP przewodowych kart sieciowych obu komputerów (patrz Właściwości połączeń lokalnych). Zademonstrować nauczycielowi wykonanie niniejszego polecenia. 7. Rysunek 1 przedstawia poglądowo zalecany przez nauczyciela sposób podłączenia routera WiFi w pracowni teleinformatyki. Przerysować rysunek do sprawozdania. Uwaga, ze względu na potrzebę przejrzystości na rysunku tym pominięto przełącznik (ang. switch) pośredniczący pomiędzy interfejsem WAN routera WiFi oraz interfejsem LAN serwera pracowni. Należy zauważyć, że router posiada dwa interfejsy sieciowe: WAN oraz LAN. Interfejs WAN posłuży do połączenia routera WiFi z serwerem pracowni (za pośrednictwem przełącznika niepokazanego na rysunku), natomiast interfejs LAN będzie wykorzystywany do przewodowego lub bezprzewodowego łączenia komputerów do wewnętrznej sieci komputerowej obsługiwanej przez router WiFi. 3
Internet WAN Serwer pracowni teleinformatyki - usługa routingu - usługa NAT LAN kolor niebieski gniazda WAN (kolor nie - usługa routingu Router WiFi - usługa NAT - usługa DHCP LAN łącza przewodowe łącza bezprzewodowe kolor żółty gniazd A B C D E F G itd. / Rys. 1. Poglądowy schemat połączeń z routerem WiFi. 8. Podłączyć zasilacz do routera WiFi, a następnie w oparciu o instrukcję obsługi routera zresetować jego ustawienia. Instrukcja obsługi znajduje się na płycie CD. Uwaga! Ze względu na ryzyko mechanicznego uszkodzenia routera WiFi należy go zresetować używając jak najmniejszej siły. W pierwszej części niniejszych zajęć poszczególne zadania pozwolą na wstępne skonfigurowanie routera WiFi oraz na utworzenie przewodowej sieci lokalnej składającej się z dwóch komputerów oraz routera WiFi. Celem drugiej części zajęć (począwszy od Zadania 14) jest utworzenie bezprzewodowej sieci komputerowej. 4
9. Przyłączyć kartę sieciową jednego z komputerów do dowolnego portu LAN routera WiFi. Po wykonaniu tego połączenia komputer w przeciągu kilku sekund powinien automatycznie pobrać adres IP, adres bramy oraz adresy DNS z serwera DHCP działającego w routerze WiFi. Innymi słowy, router WiFi dynamicznie skonfiguruje ustawienia karty sieciowej komputera. Aby sprawdzić, jakie ustawienia router WiFi nadał przewodowej karcie sieciowej komputera, należy w komputerze wykonać diagnostyczną funkcję ipconfig /all. Wykorzystując wynik działania funkcji ipconfig /all zapisać w sprawozdaniu wszystkie ustawienia nadane przez router WiFi przewodowej karcie sieciowej, po czym pokazać uzyskane ustawienia nauczycielowi. Nauczyciel sprawdzając wykonanie niniejszego zadania może zadać uczniom następujące pytania (należy zawczasu przygotować na nie odpowiedzi): a) Jaki adres IP oraz jaką maskę uzyskał dynamicznie komputer z routera WiFi? b) Jaki jest adres IP routera WiFi? 10. Używając przeglądarki internetowej połączyć się z panelem zarządzania routera WiFi wpisując w pasku adresu przeglądarki adres IP routera uzyskany w poprzednim zadaniu. Spowoduje to uruchomienie panelu zarządzania routerem oraz wyświetlenie okienka proszącego użytkownika o podanie nazwy oraz hasła. Należy wówczas podać następujące dane: Użytkownik: Hasło: admin admin Po zalogowaniu się do panelu zarządzania routerem WiFi użytkownik może dowolnie konfigurować ustawienia routera. W oparciu o instrukcję obsługi routera lub konsultując się z uczniami, którzy wcześniej wykonali niniejsze ćwiczenie, zidentyfikować zakładki oraz opcje menu pozwalające na: a) modyfikację ustawień interfejsu WAN routera, b) modyfikację ustawień interfejsu LAN routera. Zademonstrować nauczycielowi, w jaki sposób można konfigurować ustawienia interfejsów LAN oraz WAN routera WiFi. 11. W oparciu o Rysunek 1 zamieszczony w niniejszej instrukcji oraz w oparciu o konwencję adresacji IP w pracowni teleinformatyki (patrz schemat na tablicy ogłoszeń pracowni) zapisz w sprawozdaniu, jaki rodzaj pozyskiwania adresu IP należy nadać interfejsowi WAN routera WiFi: dynamiczny czy statyczny. W przypadku podania drugiej odpowiedzi (adresacja statyczna) należy również zapisać proponowany adres IP, maskę, adres bramy oraz adresy DNS. Skonsultuj z nauczycielem zapisaną w sprawozdaniu odpowiedź. 12. W oparciu o skonsultowane z nauczycielem ustawienia z poprzedniego zadania skonfigurować interfejs WAN routera WiFi. Następnie połączyć port WAN routera WiFi z jednym ze wskazanych przez nauczyciela gniazd sieci strukturalnej pracowni. 5
W wyniku dokonania powyższego połączenia router WiFi powinien nawiązać komunikację z serwerem pracowni i za jego pośrednictwem powinien uzyskać połączenie z Internetem. W ten sposób skonfigurowany router może być już użyty do tworzenie lokalnej przewodowej sieci komputerowej, co jest przedmiotem niniejszego zadania. Utwórz lokalną sieć komputerową łącząc karty sieciowe dwóch komputerów do portów LAN routera. Uwaga, jeden z komputerów był już podłączony do routera przed rozpoczęciem wykonywania niniejszego polecenia. Należy zaktualizować ustawienia tego komputera. W tym celu można odłączyć na kilka sekund kabel sieciowy łączący komputer z routerem, po czym ponownie go podłączyć. Po odczekaniu kilku sekund ustawienia karty sieciowej komputera powinny zostać zaktualizowane. Zidentyfikować i zapisać w sprawozdaniu ustawienia TCP/IP przewodowej karty sieciowej obu komputerów wykonując polecenie ipconfig /all (zapisać adres IP karty sieciowej komputera, maskę, adres IP bramy, adresy DNS). W celu sprawdzenia poprawności działania sieci lokalnej należy na obu komputerach uruchomić przeglądarkę internetową i połączyć się z jedną z pozaszkolnych witryn internetowych, np. z witryną http://www.google.pl Zademonstrować nauczycielowi efekt wykonania niniejszego zadania. 13. Nadać nową nazwę konfigurowanej sieci bezprzewodowej (SSID): Informatyk Uwaga! W niniejszym zadaniu nie należy wprowadzać jakichkolwiek zabezpieczeń chroniących sieć (podczas konfiguracji routera WiFi należy wybrać opcję No Security ). Numer kanału radiowego routera WiFi (ang. channel) dobrać w ten sposób, aby uniknąć kolizji z innymi routerami WiFi pracującymi w pracowni teleinformatycznej. W sprawozdaniu zamieścić: a. nazwę standardu transmisji wykorzystywanego przez router WiFi (np. IEEE 802.11x). b. nazwy SSID wykrytych sieci bezprzewodowych WiFi w pracowni oraz numery kanałów, na których one pracują, c. liczbę kanałów oferowanych przez konfigurowany router, d. teoretyczną maksymalną liczbę kanałów w standardzie IEEE używanym przez router (podać liczbę kanałów w routerach przeznaczonych dla Europy). Podstawowe informacje dotyczące konfiguracji i zabezpieczeń sieci bezprzewodowych znaleźć można w literaturze fachowej [3]. 6
14. Wcześniej wykonane zadania wykorzystywały router WiFi w sposób przewodowy. Niniejsze oraz następne zadania mają na celu utworzenie i skonfigurowanie sieci bezprzewodowej. Odłączyć kable sieciowe łączące komputery z routerem WiFi. 15. Na obu komputerach zainstalować interfejsy WiFi w ten sposób, aby nawiązały one łączność z routerem obsługującym sieć Informatyk. Uwaga! Jeżeli niniejsze ćwiczenie jest wykonywane na systemie operacyjnym serwerowym, np. Windows Serwer 2008R2, wówczas należy: a. zainstalować w serwerze odpowiednią funkcję obsługującą sieci bezprzewodowe, b. zainstalować sterowniki kart sieciowych WiFi używając trybu zgodności z systemem Windows 7. Zapisać w sprawozdaniu ustawienia TCP/IP interfejsów bezprzewodowych pozyskane dynamicznie z routera WiFi. Sprawdzić, czy komputery łączą się z Internetem, po czym zgłosić nauczycielowi fakt wykonania niniejszego zadania. 16. Skonfigurować komputery do pracy w sieci równoprawnej w grupie roboczej o nazwie BEZKABELKA. Pierwszy komputer ( Komp1 ) skonfigurować w roli serwera plików i serwera wydruku. W tym celu należy do niego podłączyć i udostępnić drukarkę lokalną przy pomocy portu USB. Drukarka ta ma być udostępniona pod nazwą DrukarkaWiFi. Sterownik do drukarki należy pobrać z internetowej strony producenta drukarki (nie należy w tym celu używać innych stron internetowych poza stroną producenta drukarki). Na wszystkich komputerach założyć konta dla użytkowników opisanych w Tabeli 1. Na serwerze plików założyć foldery o nazwach Tylko Kowalski oraz Wszyscy, a następnie umieścić w nich tekstowe pliki testowe z nazwiskami uczniów wykonujących to ćwiczenie. Uprawnienia i zabezpieczenia zasobów opisane są w Tabeli 1. Tabela 1. Nazwy kont, uprawnienia i zabezpieczenia Nazwisko Nazwa konta (login) Hasło Prawa modyfikacji folderu Tylko Kowalski (lokalne i zdalne) Prawa modyfikacji folderu Wszyscy (lokalne i zdalne) Prawa do drukowania lokalnego i zdalnego Jan Kowalski j.kowalski qwerty Tak Tak Nie Anna Nowak a.nowak asdfgh Nie Tak Tak Jarosław Kargul j.kargul zxcvbn Nie Tak Nie Po przetestowaniu zademonstrować działający system nauczycielowi. 7
17. Naszkicować logiczny schemat lokalnej sieci komputerowej zawierającej nowo-stworzoną sieć bezprzewodową, przełącznik oraz serwer pracowni. Przy symbolach urządzeń podać ich adresy IP. W szczególności podać adresy IP komputerów pracujących w sieci bezprzewodowej oraz podać adres IP routera bezprzewodowego. Podać adresy MAC kart WiFi. Użyć symboli graficznych firmy Cisco. 18. Pomierzyć prędkość transferu danych pomiędzy komputerami pracującymi w sieci bezprzewodowej ( Komp1 oraz Komp2 ). W celu wykonania tego zadania można wykorzystać program o nazwie LAN Speed Test (dołączony w zestawie). W tym przypadku należy wyłączyć zaporę sieciową w obu komputerach i udostępnić programowi na zdalnym komputerze folder z pełnymi prawami odczytu i zapisu. W sprawozdaniu opisać sposób pomiaru prędkości oraz podać, w o ile prędkość pomierzona różni się od maksymalnej możliwej prędkości w wykorzystywanej przez router technologii WiFi. Następnie porównać uzyskaną prędkość z prędkością, którą można by uzyskać stosując sieć przewodową. Podać, która z sieci ma przewagę prędkości transmisji danych: przewodowa czy bezprzewodowa? 19. Na komputerze wykorzystującym kartę sieciową TP-Link zainstaluj program do monitorowania i analizowania ruchu w sieci o nazwie CommView for WiFi. Karta TP-Link jest kompatybilna z programem ComView for WiFi. Program CommView for WiFi należy zainstalować w trybie standardowym (ang. Standard Mode). Podczas instalacji nie należy wybierać trybu telefonii internetowej VoIP. Podczas instalowania programu należy zainstalować specjalne sterowniki do interfejsu sieci bezprzewodowej (program instalacyjny automatycznie zapyta o zgodę na zainstalowanie odpowiedniego sterownika). Po zainstalowaniu programu CommView for WiFi oraz po zainstalowaniu wymaganych przez ten program sterowników program ten będzie się uruchamiał w okrojonej wersji testowej (ang. evaluation version). W celu zmiany statusu programu z wersji testowej do wersji pełnej należy dwa razy kliknąć myszką na plik licencyjny o nazwie LIC68324T4.W4L, który znajduje się na nośniku wraz z programem instalacyjnym, a następnie dokonać automatycznej aktywacji przez Internet (opcja o nazwie autmatically online ). Uwaga! Uruchomiony program CommView for WiFi przejmuje dla siebie pełną kontrolę nad interfejsem sieci bezprzewodowej. Dlatego też nie jest możliwe jednoczesne korzystanie z przeglądarki internetowej i z programu CommView for WiFi używając pojedynczego interfejsu sieciowego. Po wyjściu z programu CommView for WiFi, program uwalnia zasoby sprzętowe. Dlatego też w celu jednoczesnego korzystania z powyższego programu oraz z Internetu należy albo wyjść z programu CommView, albo podłączyć do komputera dodatkowy interfejs sieciowy, np. kartę sieci przewodowej (druga opcja jest wygodniejsza). 8
Zapoznać się z działaniem programu używając w tym celu opcji pomocy (ang. Help). Po dokonaniu aktywacji oraz po zapoznaniu się z działaniem podstawowych funkcji, zademonstrować nauczycielowi działanie pełnej wersji programu. 20. Zapoznać się z samouczkiem [2] opisującym wykorzystanie zainstalowanego programu. Samouczek ten nosi tytuł CommView Tutorial Packet Sniffing Is Fun! i jest zapisany w pliku cv_tutorial.pdf na nośniku z programem instalacyjnym. Zaleca się wykonanie opisanych w nim ćwiczeń (bez konieczności ich dokumentowania w sprawozdaniu). Uwaga! W niniejszej instrukcji komputer, na którym zainstalowany jest program do monitoringu i analizy ruchu sieci bezprzewodowej, nazywany będzie komputerem monitorującym. Natomiast drugi komputer w sieci bezprzewodowej zwany będzie komputerem testowym. 21. Korzystając z komputera testowego przy użyciu przeglądarki internetowej otworzyć stronę www.wikipedia.org. W tym czasie korzystając z komputera monitorującego dokonać przechwycenia danych przesyłanych drogą radiową. Na podstawie przechwyconych danych podać adres IP komputera użytego do otwarcia strony Wikipedii (czyli komputera testowego) oraz adresy IP serwerów obsługujących tę stronę. Odczytane adresy zapisać w sprawozdaniu. 22. Na podstawie przechwyconych danych podać adresy fizyczne MAC interfejsów sieciowych lokalnych komputerów. Odczytane adresy zapisać w sprawozdaniu. 23. Na podstawie wcześniej przechwyconych danych dokonać w programie CommView for WiFi rekonstrukcji przechwyconej strony Wikipedii (tekstu strony oraz grafiki). Zademonstrować wykonanie tego zadania nauczycielowi. 24. Na obu komputerach skonfigurować po jednym kliencie poczty elektronicznej (np. MS Outlook). Każdy z klientów powinien zawierać inny adres email. Skonfigurować programy klienckie poczty w ten sposób, aby wykorzystywały protokoły pop3, smpt lub imap. Sprawdzić działanie systemu poprzez przesłanie poczty elektronicznej z jednego komputera do drugiego. W sprawozdaniu zapisać nazwę wybranego protokołu do przesłania poczty oraz jego konfigurację. 25. Przy użyciu programu CommView for WiFi dokonać przechwycenia danych z komputera testowego podczas odbierania poczty elektronicznej. Następnie, na podstawie przechwyconych danych, odczytać hasło poczty elektronicznej używanej na komputerze testowym. W sprawozdaniu zapisać wnioski płynące z tego zadania dotyczące bezpieczeństwa danych sieci bezprzewodowej WiFi. Zademonstrować wykonanie tego ćwiczenia nauczycielowi. 26. Na komputerze testowym zainstalować darmowego klienta transferu plików ftp (np. FileZilla). Przetestować działanie klienta ściągając darmowe i legalnie upublicznione oprogramowanie lub publicznie udostępnione dokumenty, zwracając szczególną uwagę na legalność wszelkich działań (np. ściągnąć wybrane pliki z portalu: http://www.freebsd.org/doc/handbook/mirrors-ftp.html ). Uwaga, w przypadku zauważenia przez nauczyciela jakichkolwiek nadużyć lub naruszenia regulaminu pracowni, ocena z niniejszego ćwiczenia będzie odpowiednio obniżona. 9
Podać w sprawozdaniu nazwę zainstalowanego klienta ftp. 27. Uruchomić na nowo program do monitoringu i analizy ruchu w sieci i dokonać przechwycenia przesyłanych danych radiowych. W tym czasie używając komputera testowego wykonać następujące czynności: a. wymienić korespondencję elektroniczną pomiędzy komputerami (np. wysłać i odebrać kilka emaili), b. przeczytać opis przetwornika analogowo-cyfrowego na stronach Wikipedii, c. sprawdzić najnowsze wiadomości na portalu http://www.bbc.co.uk/news/, d. przez około minutę posłuchać Programu Trzeciego Polskiego Radia, e. przy pomocy przeglądarki internetowej odwiedzić jedną ze stron wykorzystujących połączenie bezpieczne (szyfrowane) (np. https://www.ipko.pl/), f. ściągnąć z Internetu lub z lokalnego komputera plik używając klienta ftp (przestrzegając legalności niniejszego działania i jego spójności z regulaminem pracowni), g. sprawdzić połączenie pomiędzy komputerem testowym a serwerem ZST używając konsoli komend tekstowych i polecenia ping. Adres IP serwera ZST to 192.168.100.1. h. dokonać transferu kilku kopii plików pomiędzy komputerami testowymi przy użyciu sieci bezprzewodowej. Korzystając z przechwyconych danych, dokonać statystycznego porównania liczby przechwyconych pakietów protokołów IP. W tym wybrać opcję View, Statistics, następnie Packets oraz opcję IP Protocols. W sprawozdaniu zamieścić tabelę zawierającą następujące zestawienie: nazwę protokołu IP (np. TCP, UDP, ICMP) liczbę przechwyconych pakietów danego protokołu IP warstwę modelu OSI, do której należy dany pakiet. Następnie, dokonać bardziej dogłębnego porównania liczby przechwyconych pakietów protokołów IP analizując pod-protokoły IP. W tym przypadku wybrać opcję IP Sub-Protocols zamiast opcji IP Protocols. W sprawozdaniu zamieścić kolejną tabelę zawierającą tym razem następujące zestawienie: nazwę pod-protokołu IP (np. http, ftp, pop3) liczbę przechwyconych pakietów danego pod-protokołu IP warstwę modelu OSI, do której należy dany pakiet. 28. Na podstawie danych przechwyconych w zadaniu poprzednim wykreśl w sprawozdaniu strukturę logiczną używanej sieci komputerowej. W tym celu skorzystaj z opcji View, Matrix, a następnie By MAC lub By IP. 29. Przy użyciu przeglądarki internetowej dowolnego komputera w sieci bezprzewodowej połącz się z routerem sieci Informatyk (wpisując jego adres IP w okienku adresowym przeglądarki), a następnie skonfiguruj router w ten sposób, aby zwiększyć stopień bezpieczeństwa danych. W sprawozdaniu zapisz: 10
Opracowanie a. jakie rodzaje (standardy) zabezpieczania danych oferowane są przez konfigurowany router, b. spośród dostępnych w routerze rodzajów wybierz opcję najsilniejszego zabezpieczenia. W sprawozdaniu podaj uzasadnienie wyboru, c. napisz, w jaki sposób powyższa modyfikacja wpłynęła na sposób wyświetlania pakietów przechwytywanych przez program do monitoringu i analizy ruchu sieci. Pisemne sprawozdanie dokumentujące wykonanie powyższych zadań należy przekazać nauczycielowi na zakończenie zajęć. Literatura [1] K. Pytel, S. Osetek: Systemy operacyjne i sieci komputerowe. WSiP, Warszawa 2010. [2] Tamosoft: CommView Tutorial Packet Sniffing is Fun! http://www.tamos.com/docs/cv_tutorial.pdf, data dostępu 2010. [3] Sieci Wi-Fi, PC World Komputer Special, Nr2/2004. (czasopismo dołączone do zestawu) 11