Контрольная и Лабораторная работа 1-3 по дисциплине: Математические основы моделирования сетей связи (компьютерных сетей). цифры 17

Задание на контрольную работу
по дисциплине
«Математические основы моделирования сетей связи»
(форма обучения - заочная)

Задано 10 населённых пунктов, связанных сетью. Расстояние между пунктами указано в километрах. Требуется:
Задача No 1. Определить номера населённых пунктов, размещение телефонных станций в которых будет оптимальным по удалённости от самого дальнего пункта.
Задача No 2. Найти минисуммное решение задачи размещения 5-и телефонных станций из предложенных вариантов: (1; 3; 4;6;8), (2;5;7;9;10), (3;5;6;8;10), (1; 2; 5;7;9)
Задача No 3. Определить, по каким кабельным линиям работник станции 2 пройдёт дважды в поисках повреждений на линии. Предложить вариант оптимального маршрута.
Задача No 4. Определить, как проложить телефонный кабель от пункта 4 до пунктов 1 и 9 и между пунктами 1 и 9, чтобы затраты на прокладку кабеля были минимальными. Рассчитать минимальные суммарные затраты, если стоимость 1 км кабеля – 11 единиц.
Задача No 5. Построить сеть с минимальной суммарной стоимостью кабельных соединений. Определить затраты на кабель, если стоимость 1 км кабеля составляет 10 единиц.
Задача No 6. Заданный граф представляет модель вторичной сети связи, веса рёбер которого являются пропускными способностями соответствующих каналов. Определить пропускную способность сети между узлами 1 и 4


Лабораторная работа No1
Построение простых моделей компьютерных сетей в NetEmul
Цель работы: ознакомиться с основами работы с программным эмулятором
NetEmul. Научиться строить простые модели ЛВС
1. Порядок выполнения лабораторной работы
1. Запустить программу NetEmul. Создать новый документ. Для этого в
появившемся окне программы в главном меню выбрать Файл→ Новый. Панель
устройств станет активной и можно приступать к созданию модели сети.
2. С помощью инструмента «Вставить текстовую надпись» добавить на
рабочее поле эмулятора надпись, содержащую:
a) Номер группы;
11
b) ФИО студентов, выполняющих работу;
c) Исходные данные к заданию (адрес сети/маска) из таблицы 1.1 с
указанием количества хостов в данной сети (определение маски
подсети и количества адресов отразить в отчѐт

Значение Бинарное значение
Address: 10.1.4.16 00001010.00000001.00000100.00010000
Bitmask: 26
Netmask: 255.255.255.192 11111111.11111111.11111111.11000000
Wildcard: 0.0.0.63 00000000.00000000.00000000.00111111
Network: 10.1.4.0 00001010.00000001.00000100.00000000
Broadcast: 10.1.4.63 00001010.00000001.00000100.00111111
HostMin: 10.1.4.1 00001010.00000001.00000100.00000001
HostMax: 10.1.4.62 00001010.00000001.00000100.00111110

1.1. Непосредственное соединение двух компьютеров
1. На рабочее поле эмулятора добавить два компьютера с помощью кнопки
«Добавить компьютер» на панели устройств.
2. Соединить добавленные компьютеры. Для этого
a) нажать кнопку «Создать соединение» на панели устройств;
b) навести указатель на один из компьютеров;
c) зажав левую кнопку мыши, провести линию до второго компьютера,
после чего отпустить левую кнопку мыши;
d) в появившемся диалоговом окне настроек интерфейсов подтвердить
соединение между интерфейсами eth0, нажав «Соединить» (рис. 1.1);
Рисунок 1.1 – Окно соединяемых интерфейсов
12
e) компьютеры соединены, на каждом конце соединения показан номер
используемого интерфейса (в данном случае - 0), а индикатор
соединения на иконке компьютера сменил цвет с красного на жѐлтый.
Индикатор соединения может иметь три положения:
- красный - устройство не подключено;
- жѐлтый - устройство подключено, но не настроено;
- зеленый - устройство подключено, настроено и готово к работе.
3. Настроить компьютеры, задав каждому IP-адрес и маску подсети в
соответствии с вариантом. Для этого
a) выбрать «Перемещение объектов» на панели устройств и выделить
первый компьютер щелчком левой клавиши мыши;
b) щелчком правой клавиши мыши вызвать контекстное меню и выбрать
пункт интерфейсы (рис. 1.2);
Рисунок 1.2 – Настройка устройства
c) в появившемся окне указать в соответствующих полях IP-адрес и
маску подсети, нажать «Применить» и «ОК» (рис. 1.3);
Рисунок 1.3 – Настройка интерфейса устройства
13
d) при правильных настройках индикатор соединения на иконке
компьютера сменит цвет с жѐлтого на зелѐный;
e) добавить возле каждого компьютера надпись с его IP-адресом и
маской подсети как показано на рис. 1.4.
Рисунок 1.4 – Схема модели соединения двух компьютеров
4. Проверить работоспособность построенной модели сети, передав пакеты
от одного компьютера до другого. Для этого
a) выбрать «Отправить данные» на панели устройств;
b) под курсором (на рабочем поле программы) должен появиться
красный круг;
c) навести курсор с красным кругом на передающий компьютер и
нажать левую клавишу мыши;
d) в появившемся окне «Отправка» указать протокол TCP, размер
данных 5 КB (рис. 1.5), нажать «Далее»;
Рисунок 1.5 – Параметры отправки данных
e) навести курсор с зелѐным кругом на принимающий компьютер, и
нажать левую клавишу мыши;
f) в появившемся окне подтвердить интерфейс на принимающем
компьютере eth0, нажав «Отправка» (рис. 1.6);
14
Рисунок 1.6 – Указание принимающего интерфейса
g) проследить за перемещением пакетов;
h) продемонстрировать преподавателю работоспособность построенной
модели;
i) просмотреть статистику переданных и полученных компьютерами
пакетов в окне «Интерфейсы», проанализировать данные журналов
устройств (выбрать «Перемещение объектов», выделить устройство,
на панели инструментов нажать на «показать журнал устройства»).
5. В отчѐт занести схему сети, указать настройки устройств, настройки
соединения, статистику по пакетам. Сделать вывод.
6. Сохранить документ под именем Сеть_1.1. Для этого на сетевом диске в
папке МОМСС найти папку своей группы и создать в ней папку с именем: первые
буквы фамилий студентов бригады, группа (например, для Иванова и Петрова из
группы А-1 папка имеет имя ИП А-1).
1.2. Построение локальной сети на концентраторах
1. Выбрать исходные данные для выполнения работы согласно варианту.
2. Добавить на рабочее поле эмулятора 6 компьютеров и 3 концентратора
согласно схеме рис. 1.7.
Соединить устройства.
Настроить компьютеры и добавить возле каждого компьютера надпись с его
IP-адресом и маской подсети.
Рисунок 1.7 – Схема модели сети на основе концентраторов
15
3. Проверить работоспособность построенной модели сети, передав пакеты
(TCP, 5 KB) от одного компьютера к другому. Проследить за перемещением
пакетов и сделать выводы об особенностях работы локальной сети на основе
концентраторов.
4. Продемонстрировать преподавателю работоспособность построенной
модели.
5. Сохранить документ под именем Сеть_1.2.
1.3. Построение локальной сети на коммутаторах
1. Выбрать исходные данные для выполнения работы согласно варианту.
2. На рабочем поле эмулятора построить модель сети в соответствии со
схемой рис. 1.8.
Рисунок 1.8 - Схема модели сети на основе коммутаторов
3. Настроить компьютеры и добавить возле каждого компьютера надпись с
его IP-адресом и маской сети.
4. Проверить работоспособность построенной модели сети, передав пакеты
(TCP, 5 KB) от одного компьютера к другому. Проследить за перемещением
пакетов и сделать выводы об особенностях работы локальной сети на основе
коммутаторов.
5.Продемонстрировать преподавателю работоспособность построенной
модели.
6. Сохранить документ под именем Сеть_1.3.
2. Контрольные вопросы
1. Уровни эталонной модели OSI, их функции.
2. Перечислить виды сетевой адресации. Пояснить структуру каждого вида
сетевых адресов.
3. Что такое сетевой интерфейс?
4. Как работает концентратор?
5. Как работает коммутатор?
6. Топологии локальных сетей.
7. Принцип работы протокола TCP.


Лабораторная работа No2
Объединение нескольких сетей. Маршрутизация.

Цель работы: Познакомиться с основными принципами маршрутизации. Научиться формировать статические маршруты, прописывать их в таблицы маршрутизации сетевых устройств.

1.1. Объединение подсетей в единую сеть

Задание 1.
Локальная сеть состоит из двух подсетей.
Адрес сети 10.79.1.0/23
Количество LAN подсетей равно 2. Префикс /23 означает, что 23 бит адресуют сеть и остальные 9 – хост. Выделим из пространства сети 10.79.1.0/23 две подсети одинакового размера.
Чтобы выделить 2 подсетей потребуется 1 бит для адресации подсети, т.к. 21=2, можно выделить 2 подсети, следовательно, 1 бита достаточно для уникального обозначения 2 сетей.
Так как используется 1 бит для адресации подсети, длина префикса маски для 2 сетей: 23 + 1 = 24.
Хосты в данных подсетях адресуются с помощью 32 – 24 = 8 бит.
Количество доступных адресов в данных подсетях: 28–2=256-2 = 254 (вычитаемая цифра 2 является двумя адресами, которые нельзя присвоить хосту: адрес сети и широковещательный адрес).

Таблица 1 Адресное пространство подсетей
Номер подсети Требуемый размер IP адрес подсети Маска подсети Префикс маски Диапазон адресов Широковещание
1 254+2 10.79.0.0 255.255.255.0 /24 10.79.0.1 - 10.79.0.254 10.79.0.255
2 254+2 10.79.1.0 255.255.255.0 /24 10.79.1.1 - 10.79.1.254 10.79.0.1.255


Задание 2. Построить модель сети, состоящей из трех подсетей (IP-адрес сети: 192.168.0.0/22). В сеть входят два коммутатора и 6 компьютеров. Продемонстрировать работоспособность сети, организовав передачу данных между любой парой хостов различных подсетей заданной сети. В отчет занести схему сети, настройки устройств, настройки соединения, статистику по пакетам.

Локальная сеть состоит из трех подсетей.
Адрес сети 192.168.0.0/22
IP адрес - 192.168.0.0
Маска - /22 (255.255.252.0)
2^10= 1024
256+256+512=1024



Задание 2
Хосту РС1 и интерфейсу eth0 маршрутизатора R1 назначить IP-адреса из диапазона 91.122.40.4/30.
Для назначения IP-адресов узлам PC2 и PC3, а также соответствующему порту маршрутизатора R1 (eth1), следует использовать адреса из диапазона Сеть 1: 10.79.1.0/24
Хосту PC4 и соответствующему порту второго маршрутизатора R2 (eth1) необходимо назначить IP-адреса из диапазона 91.122.40.8/30.
Аналогично, для назначения IP-адресов узлам PC5 и PC6, а также соответствующему порту второго маршрутизатора R2 (eth0), следует использовать адреса из диапазона Сеть 2: 172.17.19.0/24
Интерфейсу eth2 первого маршрутизатора (R1), а также интерфейсу eth2 второго маршрутизатора (R2) необходимо назначить IP-адреса из диапазона 91.122.40.0/30.
Установить правила статической маршрутизации для всех непосредственно подключенных и удаленных сетей на маршрутизаторах R1 и R2, а также указать адрес шлюза на каждом компьютере.
Узлам PC2 и PC3 должны быть доступны узлы PC5 и PC6. А узлу PC1должен быть доступен узел PC4.
Перед выполнением лабораторной работы формируем таблицы маршрутизации на маршрутизаторах 1 и 2 как показано на рисунках.


Контрольные вопросы

1. Как работает маршрутизатор?
2. Статическая и динамическая маршрутизация. Достоинства и недостатки.
Основные протоколы динамической маршрутизации. Механизм работы.
3. Что такое шлюз? Какую функцию он выполняет?
4. Функция трансляции сетевых адресов в маршрутизаторе.
5. Принципы организации передачи по протоколу UDP.


Лабораторная работа No3
Протокол ARP. Получение сетевых настроек по DHCP.

Цель работы: Ознакомиться с механизмом работы протокола ARP.

1.1. Изучение работы протокола ARP
Задание 1:
1. Исходные данные для выполнения работы согласно своему
варианту 10.0.7.192/27
Полученную согласно варианту сеть с маской /27 разбить
на две подсети с маской /28 каждая.



Задание 2 (Реализация атаки ARP-spoofing):

Используем смоделированную сеть для реализации атаки ARP-spoofing.
1. Запустим для компьютеров 1 и 2 журналы пакетов.
2. Очистим АRР-таблицу компьютера 1.
3. Выделим компьютер 2 и сформировать пакет АRР-ответа, в котором будут указаны
̶ МАС отправителя — МАС компьютера 2;
̶ IР отправителя — IР интерфейса роутера в левой подсети;
̶ МАС получателя — МАС компьютера 1;
̶ IР получателя — IР компьютера 1.
4. Запустим АRР-ответ, как показано на рисунке.
5. Запустим передачу пакетов (UDP, 5 КВ) от компьютера 1 на компьютер


Комментарии: Оценка: Зачет
Дата оценки: 2024