XIII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2021

Особенно  известной распространенной сетевой технологией для организации локальных вычислительных сетей (ЛВС или же LAN – Local Area Network) является Ethernet. Эта технология, гарантирующая высокую точность протоколов работы и управления сетью, пониженную стоимость коммуникационных устройств и самые широкие потенциалы эффективного увеличения числа работающих станций.

Актуальной уникальностью текущей технологии является произвольный доступ к совместной разделяемой среде. Такой прием доступа делает возможным крайнюю простоту алгоритма работы сети, зато при увеличении нагрузки на сеть возрастает количество появляющихся коллизий, принуждающих необходимость вторичной передачи кадров, что в конечном итоге определяет возрастание задержки отсылаемых сигналов и устанавливает величину передаваемого сетевого трафика до (35-45)% от номинальной пропускной способности.

Цельная дифференцируемая среда, соответствующая доказательной «общей шине», разрабатывается в сети, сегменты которой организовываются повторителями или мультиплексорами. При всем этом, в сети мгновенно могут отсылаться сигналы только одной рабочей станции, то есть формируется общесетевой домен коллизий. Это недостаточно условиям работы разветвленных локальных сетей, складывающихся из нескольких сегментов, у которых важная часть генерируемого трафика, как правило, соединяется внутри определенного сегмента. 

Пропускная способность сети могла быть увеличена с помощью логического структурирования, разбивающего всю сеть на некоторое количество доменов коллизий с помощью мостов, коммутаторов или маршрутизаторов. 

В документации Cisco частные IP-адреса, используемые во внутренней сети предприятия, называются внутренними локальными адресами, а адреса, используемые для представления узлов предприятия в Интернете, - внутренними глобальными адресами.

Эксперимент проводится при помощи пакета программ Cisco Packet Tracer, позволяющий эмулировать процессы, происходящие в компьютерных линиях при перемещении информационного трафика . [1]

Cisco Packet Tracer(CPT) - это пакет программ для эмуляции работы компьютерных сетей, который создавался компанией Cisco. Программа позволяет строить и анализировать сети на разнообразном оборудовании в произвольных топологиях с поддержкой разных протоколов. Пакет дает возможность эмулировать работу определенных сетевых и пользовательских устройств: коммутаторов Cisco серии 2950, 2960, 3650, маршрутизаторов 1800, 2600, 2800, серверов DHCP, HTTP, TFTP, FTP, рабочих станций, а также предоставляет возможности установки различных модулей расширения в компьютеры, коммутаторы и маршрутизаторы. 

Пакет программ дает нам возможность выстраивать макеты компьютерных сетей многообразных топологий, проверять работоспособность и производить разработку сетей.

Значимые, т.е. основные возможности Cisco Packet Tracer. Этот пакет реализовывает следующие главные функции, которые предоставляют разрабатывать принципы основания и действия компьютерных линий с применением разнообразных действующих сетевых коммуникационных и пользовательских устройств:

- Внешнее построение и создание сети. Прежде всего она содержит: активное снабжение (коммутаторы, маршрутизаторы, точки доступа сети), конечные устройства (сервера, рабочие станции, телефонные аппараты) и линии связи (оптоволоконный кабель, коаксиальный кабель, витая пара, радиолинии).

- Настройка активного оборудования через консоль (клавиатуру) по интерфейсу командной строки CLI (Command Line Interface) – метод, которым наглядно пользуются в современном оборудовании.

- Настройка и улучшение важнейших параметров действующего оборудования.

- Внесение модулей активных устройств, такие как сетевые карты, модули для Cisco в среде эмуляции, аналогичное подключению отличительных модулей в реальном оборудовании.

- Эмуляция включения и регулировки различных сервисов в рабочих станциях (почта, веб, командная строка и др.) и свидетельство их проделанной работы;

- Исследование прохождений пакетов по сети и содействие нескольких десятков всевозможных протоколов в визуальном регламенте;

-Установление материальной схемы сети (в пределах стойки, квартиры, этажа, города).[2]

Технология преобразования сетевых адресов (Network Address Translation, сокращенно- NAT) обеспечивает преобразование IP-адресов транзитных пакетов, позволяя узлам, не имеющим собственных глобально уникальных IP-адресов, осуществлять связь с другими узлами через Интернет.

Для того, чтобы частный узел мог быть представлен в Интернете, маршрутизатор, использующий NAT, заменяет внутренний локальный адрес узла на внутренний глобальный адрес при прохождении пакета из сети предприятия в Интернет, а при получении ответного пакета производит обратную замену.

Существует два способа трансляции адресов: статический и динамический.

Статическая трансляция предусматривает отображение частного IP-адреса на жестко закрепленный за ним глобально уникальный IP-адрес по принципу «один к одному».

Динамическая трансляция отображает частный IP-адрес на IP-адрес из пула (специально созданной группы) глобально уникальных адресов.[3]

Перегруженный NAT (PAT)- это форма динамической трансляции адресов, при которой несколько частных адресов отображаются в один глобально уникальный адрес путем использования различных номеров портов.

Рассмотрим порядок действий, выполнение которых необходимо для настройки NAT на маршрутизаторе.

Для того чтобы включить на маршрутизаторе режим статической трансляции адресов, нужно выполнить следующие действия:

Установить режим статической трансляции между внутренним локальным адресом и внутренним глобальным адресом;

Указать внутренний интерфейс и пометить его как принадлежащий внутренней сети;

Указать внешний интерфейс и пометить его как принадлежащий внешней сети.

Для включения режима динамической трансляции адресов нужно выполнить следующие действия:

Создать пул глобальных адресов;

Создать стандартный список доступа и указать в нем диапазон внутренних адресов, подлежащих трансляции;

Установить режим динамической трансляции адресов;

Указать внутренний интерфейс и пометить его как принадлежащий внутренней сети;

Указать внешний интерфейс и пометить его как принадлежащий внешней сети;[4]

Настроим перегруженную трансляцию адресов на маршрутизаторе таким образом, чтобы обеспечить доступ в Интернет с компьютеров, входящих в частную сеть.

Рисунок 1- Модель компьютерной сети, в которой используется трансляция адресов

Сначала разместим на рабочем пространстве маршрутизаторы Router0 Router1 и Router3 типа Router-PT, сервер Server0 и компьютеры PC0 и PC1, как показано на рисунке 1.

Соединяем между собой устройства, размещенные в рабочем пространстве:

Присоединим перекрестным кабелем сервер Server0 к порту FastEthernet0/0 маршрутизатора Router3

Присоединим перекрестным кабелем компьютер PC0 к порту маршрутизатора Router0

Присоединим перекрестным кабелем компьютер PC1 к порту маршрутизатора Router1

Присоединим оптоволоконным кабелем маршрутизаторы Router3 и Router0, а также Router3 и Router1

Настраиваем компьютер PC0, для этого задаем IP-адрес 192.168.1.2 и маску 255.255.255.0 и адрес шлюза 192.168.1.1, как показано на рисунке 2.

Рисунок 2-Настройка компьютера PC0

Точно таким же образом настраиваем компьютер PC1, задавая следующие параметры: IP-адрес 192.168.1.3 и маску 255.255.255.0 и адрес шлюза 192.168.1.1

Далее настроим сервер Server0 ,для этого выбираем в рабочем пространстве сервер Server0, в окне Server0 выбираем вкладку Config, затем в области настройки глобальных параметров Global Setting задаем статистический режим настройки и введем адрес шлюза 200.1.1.1.На вкладке Config в окне Server0 нажимаем кнопку FastEthernet. Для адаптера сети FastEthernet задаем использование статической конфигурации IP, адрес 200.1.1.2 и маску 255.255.255.0.После этого нам нужно в окне Server0 выбрать вкладку Services и нажать кнопку HTTP, где в области настройки параметров протокола HTTP устанавливаем переключатель HTTP в положение On, как показано на рисунке 3.

Рисунок 3-Настройка сервера Server0

Следующим этапом будет настройка маршрутизатора Router0, для чего введем на вкладке CLI последовательность команд:

Router>en

Router#conf t
Router(config)#ho R0
R0(config)#access-list 5 permit 192.168.1.0 0.0.0.255
R0(config)#ip nat pool p1 201.1.1.3 201.1.1.6 netmask 255.255.255.248
R0(config)#ip nat ins source list 5 pool p1 overload
R0(config)#int f0/0
R0(config-if)#ip ad 192.168.1.1 255.255.255.0
R0(config-if)#ip nat inside
R0(config-if)#no shut
R0(config-if)#int f1/0
R0(config-if)#ip ad 201.1.1.1 255.255.255.248
R0(config-if)#ip nat outside
R0(config-if)#no shut
R0(config-if)#exit
R0(config)#ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 201.1.1.2
R0(config)#exit
R0#exit

Настройка маршрутизатора Router0 показана на рисунке 4.

Рисунок 4-Вкладка CLI, настройка маршрутизатора Router0

Затем настроим маршрутизаторы Router1 и Router3, как показано на рисунке 5,6.

Рисунок 5- Вкладка CLI, настройка маршрутизатора Router1

В конечном итоге на вкладке CLI маршрутизатора Router3 введем последовательность команд:

Router>en
Router#conf t
Router(config)#ho R1
R1(config)#int f5/0
R1(config-if)#ip ad 192.168.1.2 255.255.255.0
R1(config-if)#no shut
R1(config-if)#int f4/0
R1(config-if)#ip ad 201.1.1.2 255.255.255.0
R1(config-if)#no shut
R1(config-if)#end
R1#exit

Рисунок 6- Вкладка CLI, настройка маршрутизатора Router3

В заключении можно отметить следующее. Мы успешно настроили изображенную на рисунке 1модель таким образом, что обеспечили доступ к серверу с персональных компьютеров, используя перегруженную трансляцию адресов.

Библиографический список

Основы сетей передачи данных, Структуризация сетей. URL: https://www.intuit.ru/studies/courses/1/1/lecture/16(дата обращения: 05.01.2021)

Основы компьютерных сетей.URL:https://habr.com/ru/post/307252/ (дата обращения: 05.01.2021)

Олифер, В.Г. Основы сетей передачи данных: вводный курс / В.Г. Олифер, Н.А. Олифер; Национальный Открытый Университет "ИНТУИТ". – Москва: Интернет-Университет Информационных Технологий (ИНТУИТ), 2003. – 192 с. : ил., схем. – Режим доступа: по подписке. – URL: http://biblioclub.ru

Плоткин М.А., Шарков И.А., Дейнека И.Г. Методическое руководство для проведения цикла лабораторных работ по курсу сети связи и системы коммутации. Учебно-методическое пособие –СПб: Университет ИТМО, 2016. –90с.

Код для цитирования: Скопировать