Рисование акварельными красками "Насекомые"

МИНИСТЕРСТВО ЦИФРОВОГО РАЗВИТИЯ, СВЯЗИ И МАССОВЫХ

КОММУНИКАЦИЙ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Ордена Трудового Красного Знамени федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Московский технический университет связи и информатики» (МТУСИ)

Кафедра «Сетевые информационные технологии и сервисы»

Отчет по лабораторным работам

По дисциплине «Сетевые технологии»

Выполнил студент группы БВТ2352:

Васильевой А.А.

Проверил: доцент, к.т.н. Галицкий М.В.

Москва 2025

Лабораторная работа № 1

Построение простой сети с использованием симулятора компьютерных сетей

Цель работы

1. Изучить принципы построения простейших сетей и их настройки с использованием

симулятора компьютерных сетей.

1. Собрать в соответствии с заданием топологии сетей, запустить и настроить

виртуальное оборудование.

1. Согласно пунктам выполнения лабораторной работы, сделать необходимые снимки

экрана.

1. Изучить полученную информацию и оформить ее в соответствии с требованиями

Ход работы

1. Построим сетевую топологию согласно заданию:

Назначим всем конечным узлам сетевые адреса, на примере PC1:

3. Настроим Router0, назначая адрес для соответствующих интерфейсов FastEthernet0/0 и FastEthernet0/1, а также включив соответствующие порты:

В конечных узлах укажем адрес роутера как шлюз по умолчанию:

1. Сеть настроена, теперь каждый узел в сети связан с другим. Проверим это, вызвав ping адреса PC1 (192.168.2.1) и PC2 (192.168.2.2) в консоли PC3:

Получен ответ, следовательно сеть настроена верно.

Проверим связь между узлами с помощью простого PDU:

Все protocol data unit дошли успешно

Ответы на контрольные вопросы:

1. Какие типовые топологии сетей вам известны?

• Шина — все подключены к одному кабелю.

• Кольцо — данные ходят по кругу.

• Звезда — все подключены к одному центру.

• Полносвязная — каждый соединён с каждым.

• Сетка — соединения между устройствами избыточны.

1. Каковы достоинства и недостатки известных типовых топологий сетей?

Шина

Достоинства: простая и дешёвая.

Недостатки: ненадёжная, общий кабель — единая точка отказа.

Кольцо

Достоинства: упорядоченная передача.

Недостатки: выход из строя одного узла ломает всё кольцо.

Звезда

Достоинства: надёжная, поломка одного кабеля не влияет на других.

Недостатки: центральное устройство — единая точка отказа.

Полно связная

Достоинства: максимальная надёжность и скорость.

Недостатки: очень дорогая из-за числа соединений.

Сетка

Достоинства: высокая отказоустойчивость, данные идут разными путями.

Недостатки: сложная в настройке и дорогая.

1. Опишите принцип действия сетевого концентратора (хаба)

Концентратор (хаб) получает электрический сигнал от одного устройства и просто повторяет его на все остальные порты.

Он не проверяет, кому предназначены данные, и не знает MAC-адреса. Все устройства в сети получают одни и те же данные. Это общая среда передачи, как при топологии «шина».

1. Опишите принцип действия сетевого моста

Мост делит сеть на два сегмента. Он работает на канальном уровне и следит за MAC-адресами устройств в каждом сегменте.

Когда мост получает кадр данных, он проверяет его MAC-адрес назначения и смотрит в свою таблицу. Если адрес находится в том же сегменте, откуда пришёл кадр, мост отбрасывает его (не пропускает). Если адрес в другом сегменте — мост пересылает кадр только в этот сегмент.

Так он уменьшает ненужный трафик и изолирует коллизии.

1. Опишите принцип действия коммутатора

Коммутатор — это интеллектуальный мост с множеством портов.

Он запоминает MAC-адрес устройства, подключенного к каждому порту, и строит таблицу коммутации.

Когда коммутатор получает кадр данных, он смотрит на MAC-адрес назначения и отправляет кадр только на тот порт, к которому подключен получатель.

Это создает выделенное соединение между отправителем и получателем, увеличивая производительность и безопасность сети.

1. Опишите принцип действия маршрутизатора

Маршрутизатор соединяет разные сети. Он анализирует IP-адрес назначения в пакете, сверяется с таблицей маршрутизации и выбирает оптимальный путь для пересылки пакета в другую сеть.

1. В чем отличие между коммутатором и маршрутизатором?

Коммутатор работает внутри одной сети (на канальном уровне, по MAC-адресам). Маршрутизатор работает между разными сетями (на сетевом уровне, по IP-адресам).

1. Какие формы маршрутизации вам известны?

Статическая: Маршруты прописываются вручную.

Динамическая: Маршруты автоматически обмениваются и вычисляются по протоколам (RIP, OSPF).

1. Что такое IP-адрес, какие функции он выполняет? Из каких частей состоит? Какие классы IP-адресов вы знаете?

Что это: Уникальный числовой идентификатор устройства в сети TCP/IP.

Функции: Идентификация устройства и определение его местоположения в сети.

Из чего состоит: Из двух частей — номера сети и номера узла.

Классы: A, B, C, D ( multicast ), E ( зарезервирован ).

1. Что такое подсеть и для чего она создаётся?

Это логическое разделение большой сети на меньшие части. Создается для:

• Уменьшения сетевого трафика.

• Повышения безопасности.

• Упрощения управления.

1. Что такое маска подсети? Какие функции она выполняет?

Определяет, какая часть IP-адреса относится к сети, а какая — к конкретному узлу. Она "маскирует" адрес сети.

1. Что такое команда ping? Зачем она нужна?

Это утилита для проверки доступности узла в сети. Она отправляет тестовые пакеты (ICMP-эхо-запрос) на указанный адрес и измеряет время до ответа. Нужна для диагностики сетевых соединений.

Лабораторная работа № 2

Изучение технологии виртуальных локальных сетей VLAN

Цель работы

Изучить и практически освоить процесс настройки технологии виртуальных локальных сетей VLAN (Virtual Local Area Network) и процесс маршрутизации между ними с использованием метода маршрутизации Router-on-a-stick. Научиться настраивать порты коммутатора в режимы access и trunk.

Задание

1. Ознакомиться с основными понятиями технологии виртуальных локальных сетей VLAN (Virtual Local Area Network) и методами маршрутизации между VLAN.

2. Собрать необходимую топологию сети, запустить и настроить виртуальное оборудование.

3. Согласно пунктам выполнения практической работы, сделать необходимые снимки экрана.

4. Изучить полученную информацию и оформить ее в соответствии с требованиями раздела 6.5 (Содержание отчета).

Ход работы

1. Соберём сетевую топологию согласно заданию:

2. Назначим адрерса конечным узлам аналогично работе 1

Switch0 Cisco 2960. Сконфигурируем vlan в cli:

2. Настроим коммутатор Switch1

3. Настроим коммутатор Switch2

Проверим отправку PDU между узлами:

Видно, что узлы в одной виртуальной сети могут обмениваться трафиком, разных - нет.

Добавим в топологию роутер:

Настроим Gigabit интерфейсы:

Добавим недостающие VLAN в роутеры:

Отправим PDU между узлами из разных VLAN:

Юниты доходят - следовательно маршрутизация на роутере между трафиком из разных VLAN работает.

Ответ на контрольные вопросы

1. Назначение VLAN

VLAN предназначены для логической сегментации сети на изолированные широковещательные домены независимо от физического расположения устройств. Это повышает безопасность и производительность сети.

1. Функциональные особенности VLAN

VLAN обеспечивают изоляцию трафика, управление широковещательным доменом, повышение безопасности через логическое разделение и гибкость в организации сети. Устройства в разных VLAN не видят друг друга без маршрутизации.

1. Уровень модели OSI

Устройства в одной VLAN взаимодействуют на канальном уровне (уровень 2) модели OSI. Они могут общаться напрямую без маршрутизации, если находятся в одной IP-подсети.

1. Терминология портов в Cisco

В оборудовании Cisco используются термины "access port" для портов доступа к одному VLAN и "trunk port" для транковых портов, передающих трафик нескольких VLAN.

1. Решения для назначения VLAN

Назначение VLAN может быть статическим через ручную настройку портов или динамическим с использованием серверов аутентификации и протоколов типа VLAN Management Policy Server.

1. Устройства для маршрутизации между VLAN

Маршрутизацию между VLAN могут осуществлять маршрутизаторы (через физические интерфейсы или subinterfaces) и многоуровневые коммутаторы (коммутаторы уровня 3).

1. Способы связи между VLAN

Связь между VLAN реализуется через маршрутизацию: либо с помощью отдельного маршрутизатора, либо через многоуровневый коммутатор, либо по технологии "router-on-a-stick".

1. Режимы порта при Router-on-stick

При подключении по схеме Router-on-stick на коммутаторе устанавливается trunk режим порта, который подключен к маршрутизатору, что позволяет передавать трафик нескольких VLAN через один физический интерфейс.

Лабораторная работа № 3

Изучение процесса отказоустойчивости на основе протокола STP и технологии агрегации каналов

Цель работы

Получить навыки по обеспечению отказоустойчивости канальной подсистемы за счет применения протокола STP и настройке агрегированных каналов.

Задание

1. Ознакомиться с основными понятиями протокола связующего дерева STP и технологии агрегации канала Etherchannel.

2. Собрать необходимую топологию сети, запустить и настроить виртуальное оборудование.

Согласно пунктам выполнения практической работы, сделать необходимые снимки экрана. Изучить полученную информацию и оформить ее в соответствии с требованиями раздела 9.5 (Содержание отчета).

Ход работы

1. Выполним команду show spanning-tree на коммутаторе Switch2

Судя по выводу This bridge is the root - это корневой мост.

На двух других коммутаторах Root ID имеет свойство Port, указывающее по какому порту подключение к Root.

Переназначим Root, введя команду spanning-tree vlan 1 root primary на коммутаторе Switch0:

На выводе show spanning-tree до и после видно соответствующие изменения.

Создадим агрегированный канал. Проверим прохождение PDU от PC0 до PC1 при работе канала (первая строка в PDU List Window), а также при принудительном отключении одного из интерфейсов канала (вторая строка в PDU List Window): трафик проходит.

“Пинганём” PC1 с PC2 в режиме симуляции при включённом STP на всех коммутаторах:

Видно, что пакет дошёл до конечного узла без зацикливаний, остальные пакеты

- сообщения STP, которыми обмениваются коммутаторы.

Отключим STP командой no spanning-tree vlan 1 на каждом коммутаторе и повторим ping:

Наблюдаем присутствие бесконечных широковещательных запросов ARP и наличие цифрового шторма.

Контрольные вопросы

1. Уровень модели OSI для STP

Протокол STP относится к канальному уровню модели OSI, specifically к подуровню управления логической связью. Он оперирует MAC-адресами и работает поверх физических соединений между сетевыми коммутаторами.

1. Основные задачи STP

Основная задача STP предотвращение петель в сетях Ethernet с избыточными соединениями. Он обеспечивает отказоустойчивость путем блокировки избыточных путей и автоматической активации резервных путей при отказе основных. STP также управляет топологией сети для обеспечения беспетлевой среды.

1. Принцип действия STP

STP создает древовидную топологию путем выбора корневого моста на основе наименьшего идентификатора. Все остальные коммутаторы определяют корневой порт с наименьшей стоимостью пути к корневому мосту. На сегментах сети выбираются назначенные порты для пересылки трафика, а все остальные порты блокируются. Протокол постоянно обменивается BPDU для мониторинга состояния сети.

1. Отличие RSTP от STP

RSTP обеспечивает значительно более быструю сходимость по сравнению с STP. Время восстановления сети сокращается с 30-50 секунд до 1-2 секунд. RSTP вводит новые состояния портов и механизмы быстрого перехода, устраняя таймеры ожидания. Он также лучше совместим с традиционным STP.

1. Особенности MSTP

MSTP позволяет группировать несколько VLAN в один экземпляр spanning tree что уменьшает нагрузку на процессор коммутаторов. Он обеспечивает лучшую балансировку нагрузки за счет создания нескольких деревьев для разных групп VLAN. MSTP поддерживает до 65 экземпляров spanning tree и совместим с RSTP для быстрой сходимости.