Налагодження клієнтської частини комунікаційної мережі Internet
З м і с т
Вступ
Вступ
Тема реферату «Налагодження клієнтської частини комунікаційної мережі Internet» з дисципліни «Основи побудови та функціонування Internet».
Метою роботи є ознайомлення зі структурою мережевих настройок в операційній системі та засобами для їхньої перевірки й установки.
Передача даних стала фундаментальною частиною процесу здійснення обчислень і завдань керування. Мережі, розкидані по усім світі, збирають дані про такі різні предмети, як атмосферні умови, виробництво продуктів і повітряні перевезення. Розвиток глобальних інформаційних технологій привело до появи цілих нових галузей - електронні видання й бібліотеки, дистанційне утворення й віртуальні лабораторії й, у першу чергу, до створення інтернаціонального інформаційного середовища за назвою Internet.
Мережу Internet (Інтернет) можна описати як величезну цифрову магістраль - систему яка поєднує мільйони комп'ютерів, підключених до тисяч мереж по усім світі. Лежачий в основі мережі протокол TCP/IP (TransmissionControlProtocol/ InternetworkProtocol - протокол керування передачею/ меж мережевий протокол), розроблений з тією метою, щоб комп'ютери всіх видів могли спільно використовувати мережеві засоби й безпосередньо взаємодіяти один з одним як одна ефективно інтегрована комп'ютерна мережа.
Internet - це загальнодоступна мережа, відкрита для будь-якого користувача, що має модем і програмне забезпечення для роботи із протоколом TCP/IP. Підключення до Internet через постійне мережеве з'єднання або телефонну лінію надається провайдером послуг Internet. Оскільки усе більше людей звертаються до неї для комунікації один з одним й одержання інформації, компанії відкривають багато можливостей для свого бізнесу. У зв'язку із цим, великою популярністю стали користуватися фахівці, що мають відповідні знання про засоби й технології, використовувані у глобальній мережі.
Для використання усієї розмаїтості устаткування, застосовуваного при передачі даних через мережу, технологія TCP/IP передбачає cтaндapтний інтерфейс, через який відбувається доступ до апaратнoго забезпечення. Цей інтepфeйc пропонує обмежений набір операцій, однаковий для всіх типів устаткування. Більша частина цих операцій пов'язана з відправленням і прийомом пакетів даних.
Для кожного периферійного пристрою необхідно забезпечити свою реалізацію цього інтерфейсу в рамках ядра операційної системи. Наприклад, в операційній системі Linux інтерфейси зв'язку із пристроями Ethernet називаються eth0 й eth1, а інтерфейси для зв'язку по протоколу SLIP називаються sl0, sl1 і т.д. Імена інтерфейсів використовуються тільки при конфігурації й настроюванні системи, щоб якось позначити фізичні пристрої, підключені до комп'ютера.
Інтерфейс зв'язку через мережу TCP/IP можна використати тільки у випадку, якщо йому привласнена ідентифікуюча його адреса IP. Ця адреса, взагалі ж, ніяк не пов'язана з ім'ям інтерфейсу, що згадувалося вище. Якщо порівнювати інтерфейс із дверима, то адресу можна зрівняти з іменною табличкою на двері.
IP-адреси є 32-бітними числами. Кожному комп'ютеру в рамках мережевого середовища повинна відповідати унікальна адреса. Якщо ви підтримуєте роботу локальної мережі, що не має зв'язку з іншими мережами, IP-адреси можна призначити виходячи із власних розумінь. Однак, у рамках глобальної мережі Інтернет, IP-адреси розподіляються спеціальною організацією NetworkInformationCenter (NIC).
Для спрощення сприйняття IP-адреси розділяють на чотири частини по вісім біт. Ці частини називають октетами (octet). Наприклад, адресі quark.physics.groucho.edu відповідає IP-адреса 954С0С0416, що записується як 149.76.12.4. Цей формат часто називають десятичною крапковою нотацією (dotted quad notation).
IP-адресу, представлену в такому виді, можна розділити на дві частини, одна з яких є номером мережі (розташовується в старших октетах), а інша - номером вузла в мережі (розташовується в молодших октетах). Залежно від розміру мережі ці частини можуть складатися з різної кількості біт. Коли ви звертаєтеся в NIC для одержання IP-адреси для ваших комп'ютерів, ви одержуєте не просто потрібну кількість вільних адрес по одному на кожен комп'ютер. Звичайно вам надають саме номер мережі й дозволяють використати будь-які вільні адреси в рамках наданого діапазону.
Залежно від розміру мережі частина адреси, що визначає номер вузла, може містити більшу або меншу кількість біт. Для задоволення різних потреб всі IP-мережі діляться на кілька класів. У рамках кожного класу під номер вузла виділяється різна кількість біт.
Клас А. До нього відносяться мережі з номерами від 1.0.0.0 до 127.0.0.0. Номер мережі міститься в першому октеті. При цьому номер мережевого вузла складається з 24 біт. Таким чином, у рамках мережі класу А може працювати одночасно до 1,6 мільйона вузлів.
Клас Б. До нього відносяться мережі з номерами від 128.0.0.0 до 191.255.0.0, при цьому номер мережі займає перші два октети. У цьому класі може бути визначено 16 320 мереж, кожна з яких може містити до 65024 комп'ютерів.
Клас С. До нього відносяться мережі з номерами від 192.0.0.0 до 223.255.255.0. Номер мережі міститься в перших трьох октетах. У цьому класі може бути визначено близько 2 мільйонів мереж, кожна з яких може містити до 254 комп'ютерів.
Класи D, Е и F. До цього класу відносяться адреси в діапазоні від 224.0.0.0 до 254.0.0.0. Ці адреси або експериментальні, або зарезервовані для подальшого використання і не призначені для реальної адресації мереж.
Номери мережевих вузлів, що цілком складаються з октетів 00 або 256, зарезервовані для спеціального використання. Адреса, де номер вузла має нульове значення, позначає цілком всю мережу, а адреса, де номер вузла складається з одних одиниць, позначає адресу широкомовної передачі даних (broadcast address). При пересиланні даних по такій адресі повідомлення буде прийнято всіма комп'ютерами мережі. Наприклад, адреса 149.76.255.255 не є адресою якого-небудь конкретного комп'ютера, а позначає всі комп'ютери в рамках мережі 149.76.0.0.
Крім перерахованих вище, існують також ще дві зарезервованих IP-адреси. Це адреси 0.0.0.0 й 127.0.0.0.
Перший називають маршрутом за умовчуванням (default route), другий - адресою інтерфейсу локальної передачі даних (Loop-back address).
Мережа з номером 127.0.0.0 зарезервована для передачі повідомлень, локальних для мережевого вузла. Звичайно адреса 127.0.0.1 відповідає спеціальному інтерфейсу, що називають інтерфейсом локальної передачі даних (Loop-back interface). Любий пакет IP, переданий через цей інтерфейс, буде повернуто назад мережевому рівню ядра, так само, якби він був прийнятий з мережевого каналу зв'язку. Це дозволяє розробляти й тестувати мережеве програмне забезпечення без використання реальних мережевих з'єднань.
Протокол Ethernet ідентифікує мережеві вузли за допомогою адреси, що складається із шести октетів, і це число не має нічого загального з IP-адресою. Яким же чином встановлюється відповідність між IP-адресами й Ethernet?
Для рішення цієї проблеми застосовується протокол зіставлення адреси (Address Resolution Protocol ARP). Насправді ARP використовується не тільки в мережах Ethernet. Його часто застосовують у мережах, заснованих на інших технологіях.
Коли ARP намагається визначити адрес Ethernet, що відповідає даній IP-адресі, він використовує так названу широкомовну передачу повідомлень (broadcasting). При цьому пакети розсилаються по всій мережі Ethernet й адресуються абсолютно всім комп'ютерам, підключеним до цієї мережі. Широкомовний пакет, що посилає ARP, містить запит на одержання Ethernet-адреси, що відповідає деякій IP-адресі. Кожен вузол, що прийняв цей пакет, порівнює його зі своєю власною IP-адресою. Якщо вони збігаються, він відповідає вузлу, що послав запит, і повідомляє йому своя адреса Ethernet.
Отримана адреса зберігається в кэш ARP, щоб не робити пошук по всій мережі щораз, коли потрібно переслати пакет даних до зазначеної IP-адреси. Однак було б неправильно довгий час залишати цю інформацію незмінною. Наприклад, мережева карта Ethernet може бути замінена у зв'язку з несправністю, отже, адреса Ethernet мережевого вузла зміниться. Тому, щоб ініціювати новий запит для даної IP-адреси, записи в кэші ARP періодично видаляють.
Іноді виникає необхідність визначити IP-адресу по відомій адресі Ethernet. Наприклад, це відбувається, коли комп'ютер, не устаткований жорстким диском, збирається зробити початкове завантаження із центрального сервера. Такий комп'ютер позбавлений якої-небудь інформації. Він знає тільки Ethernet-адресу своєї мережевої карти. Тому, він формує широкомовний запит, звернений до серверів мережі, із проханням повідомити йому його IP-адресу. Для цього існує ще один протокол, названий протоколом зворотного зіставлення адреси (ReverseAddressResolutionProtocol, RARP).
Після установки апаратного забезпечення необхідно повідомити про встановлене устаткування ядру операційної системи. Щоб настроїти мережеві інтерфейси й ініціювати таблицю маршрутизації, в ОС Unix призначені дві команди. Це ifconfig (if позначає interface) і route. Завдання настройок інтерфейсу й таблиці маршрутизації звичайно виконуються в процесі початкового завантаження системи за допомогою сценарію rc.ineti.
Команда ifconfig використовується для того, щоб зробити інтерфейс доступним для мережевого рівня ядра операційної системи. При цьому інтерфейс одержує IP-адресу й активізується відповідно до деяких інших параметрів. Після того як активізація інтерфейсу завершиться, ядро операційної системи одержує можливість посилати й приймати через нього пакети IP.