Đang tải... (xem toàn văn)
Các bài thực hành mạng máy tính Mạng máy tính Viện điện tử viễn thông ĐH Bách Khoa Hà Nội
CÁC BÀI THỰC HÀNH MƠN MẠNG MÁY TÍNH Người soạn Nguyễn Tài Hưng Bộ môn KTTT, Viện ĐTVT, ĐHBKHN Bài 1: Làm quen khái niệm mạng máy tính Bài 2: Làm quen thiết bị phần cứng mạng máy tính Bài 3: Phân tích giao thức truyền liệu mạng máy tính Bài 4: Phân tích giao thức truyền liệu mạng máy tính Bài 5: Lập trinh trao đổi liệu hai máy tính Hà nội tháng năm 2012 Mục lục : 1.Giới thiệu chung 2.Cơ sở phịng thí nghiệm mơn mạng máy tính 3.Bài : Làm quen với khái niệm mạng máy tính 3.1 Mơ tả thí nghiệm 3.2 Các bước tiến hành thí nghiệm 3.2.1 Mạng máy tính gi? 3.2.2 Có loại mạng máy tính thơng dụng thực tế? 3.2.3 Băng thông ,tốc độ thơng lượng gi? 3.2.4 Có mơ hình phân lớp sử dụng mạng máy tính ?Trình bày mơ hình OSI mơ hình TCP/IP ?Mối quan hệ chúng ? 3.2.5 Protocol gi? 3.2.6 Qui trình truyền liệu hai máy tính theo mơ hình OSI ? 3.3 Báo cáo kết thí nghiệm Bài Làm quen thiết bị phần cứng phần mềm mạng máy tính 4.1 Mơ tả thí nghiệm 4.2 Các bước tiến hành thí nghiệm 4.2.1 Card mạng gì?Nhiệm vụ thành phần 4.2.2 Repeater ? 4.2.3 Hub ? 4.2.4 Bridge ? 4.2.5 Switch gi ?Chức ? 4.2.6 Router ?Ưu điểm nhược điểm ? 4.2.7 Gateway gỉ ? 4.2.8 OS ? 4.2.9 Nhiệm vụ Driver ? 4.3 Báo cáo kết thí nghiệm Bài : Phân tích giao thức truyền liệu mạng máy tính (lớp 2-3) 5.1 Mơ tả thí nghiệm 5.2 Các bước tiến hành thí nghiệm 5.2.1 Hãy phân tích header frame Ethernet?Đọc thôngtin header frame bắt phần mềm wireshark? 5.2.2 Trình bày nhiệm vụ lớp Network?Phân tích header gói tin IP v4? 5.2.3 thực đọc thơng tin header gói IP bắt phần mềm wireshark? 5.3 Báo cáo kết thí nghiệm 6.Bài : Phân tích giao thức truyền liệu mạng máy tính (lớp 4-7) 6.1 Mơ tả thí nghiệm 6.2 Các bước tiến hành thí nghiệm 6.2.1 Trình bày đặc điểm giao thức TCP cấu trúc header gói TCP? 6.2.2 Trình bày việc thiết lập ngắt kết nối phiên TCP? 6.2.3 Phân tích chế truyền lại điều khiển luồng TCP? 6.2.4 Phân tích gói tin TCP bắt phần mềm wireshark? 6.2.5 Trình bày đặc điểm giao thức UDP cấu trúc header gói tin UDP? 6.2.6 Trình bày giao thức HTTP thực tìm hiểu gói tin ưng dụng giao thức này? 6.3 Báo cáo kết thí nghiệm 7.Bài : Lập trình Socket truyền liệu máy tính 7.1 Mơ tả thí nghiệm 7.2 Các bước tiến hành thí nghiệm 7.2.1 Lập trình Socket gi?Có loại nào? 7.2.2 Port gì? 7.2.3 Ứng dụng Server-Client gì? 7.2.4 Cơ chế gọi hàm lập trình Socket nào? 7.3 Báo cáo kết thí nghiệm Giới thiệu chung Đây tài liệu hướng dẫn thực hành thí nghiệm mơn mạng máy tính nhằm bổ sung kiến thức thực tế cho SV nhành ĐTVT ĐHBK-HN Cơ sở phịng thí nghiệm phục vụ mơn mạng máy tính Phịng thí nghiệm mạng máy tính xây dựng nhằm cung cấp sở vật chất kỹ thuật cho phép sinh viên làm quen với thao tác thực hành việc thiết lập, vận hành phát triển ứng dụng môi trường mạng máy tính Cơ sở vật chất phịng thí nghiệm bao gồm: Máy tính nối mạng PC: 16 Chuyển mạch mạng LAN Ethernet: 02 Bộ định tuyến IP: 02 Bài Làm quen khái niệm mạng máy tính 3.1 Mơ tả thí nghiệm Bài thí nghiệm thứ nhằm giúp SV làm quen với khái niệm mơn mạng máy tính Mục đích giúp sinh viên : + Hiểu biết mạng máy tính + Nắm vững mơ hình OSI mơ hình TCP/IP + Hiểu khái niệm giao thức biết số giao thức dùng mạng máy tính + Nắm vững quy trình truyền liệu máy tính theo mơ hình OSI mơ hình TCP/IP 3.2 Các bước tiến hành thí nghiệm Mô tả khái niệm sau môn mạng máy tính: 3.2.1 Mạng máy tính gi? Trả lời: Mạng máy tính nhóm máy tính thiết bị ngoại vi kết nối với thông qua phương tiện truyền dẫn cáp xoắn,cáp quang, sóng điện từ,tia hồng ngoại… để chia sẻ liệu cho Dữ liệu truyền từ máy sang máy khác bit nhị phân 1, sau biến đổi thành điện sóng điện từ,sẽ truyền qua môi trường truyền dẫn bên Mạng máy tính có nhiều ích lợi : - Tiết kiệm tài nguyên phần cứng - Giúp trao đổi liệu dễ dàng - Chia sẻ ứng dụng - Tập trung liệu,dễ bảo mật,dễ lưu - Sử dụng internet… 3.2.2 Có loại mạng máy tính thông dụng thực tế? Trả lời: Mạng máy tính có nhiều loại,tùy thuộc vào vị trí địa lý,tốc độ đường truyền,tỉ lệ lỗi bit đường truyền, đường liệu mạng, dạng chuyển giao thông tin Nhìn chung,các mạng máy tính phân biệt làm loại sau : 3.2.2.1) Mạng cục : Mạng LAN (Local Area Network – gọi mạng cục bộ) nhóm máy tính thiết bị truyền thông mạng kết nối với khu vực nhỏ tòa nhà cao ốc, trường đại học, khu giải trí Mạng LAN có đặc điểm sau : Băng thơng lớn để có khả chạy ứng dụng trực tuyến xem phim,giải trí,hội thảo qua mạng - Kích thước mạng bị giới hạn thiết bị - Chi phí thiết kế,lắp đặt mạng LAN rẻ - Quản trị đơn giản 3.2.2.2 Mạng đô thị : Mạng đô thị MAN (Metropolitan Area Network) gần giống mạng LAN giới hạn kích thước thành phố hay quốc gia Mạng MAN kết nối mạng LAN lại với thông qua môi trường truyền dẫn phương thức truyền thơng khác Mạng MAN có đặc điểm sau : Băng thơng mức trung bình,đủ để phục vụ ứng dụng cấp thành phố hay quốc gia phủ điện tử,thương mại điện tử,các ứng dụng ngân hàng… Do MAN kết nối nhiều LAN nên việc quản trị gặp khó khăn hơn,đồng thời độ phức tạp tăng theo - Chi phí thiết bị MAN tương đối đắt tiền 3.2.2.3 Mạng diện rộng : Mạng diện rộng WAN (Wide Area Network) có phạm vi bao phủ vùng rộng lớn,có thể quốc gia,lục địa hay toàn cầu Mạng WAN thường mạng công ty đa quốc gia hay toàn cầu Mạng WAN lớn mạng Internet Mạng WAN tập hợp nhiều mạng LAN MAN nối lại với thông qua phương tiện vệ tinh ,sóng vi ba,cáp quang,điện thoại … Mạng WAN có đặc điểm sau : Băng thông thấp,dễ kết nối,thường phù hợp với ứng dụng online e – mail ,ftp,web… - Phạm vi hoạt động không giới hạn Do kết nối nhiều LAN MAN với nên mạng phức tạp tổ chức toàn cầu phải đứng quy định quản lý - Chi phí cho thiết bị công nghệ WAN đắt Chú ý việc phân biệt mạng thuộc loại LAN, MAN hay WAN chủ yếu dựa khoảng cách vật lý máng tính chất ước lệ 6.2.2 Trình bày việc thiết lập ngắt kết nối phiên TCP? Trả lời : a) Thiết lập kết nối TCP TCP yêu cầu thiết lập kết nối trước hoạt động truyền liệu diễn A->B :A gửi B segment đồng với thông tin:cờ SYN dựng lên để thông báo cho B biết A muốn thiết lập kết nối với B,một giá trị sequence number.Giá trị sequence number tăng lên byte liệu gửi từ A tới B B->A :B gửi cho A segment xác nhận với thông tin:cờ ACK bật để thông báo cho A biết thông tin xác nhận,giá trị cột ACK giá trị cột sequence number segment đồng cộng 1.Khi client nhân segment phản hồi tức phiên giao dịch từ client đến server thiết lập.Trong segment ngồi cờ ACK bật cịn có cờ SYN bật lên để thiết lập phiên từ server đến client.Dồng thời B giá trị ban đầu cột sequence number.Giá trị dùng để theo dõi luồng liệu phiên từ B đến A A->B:A phản hồi lại với segment xác nhận,cờ ACK bật lên giá trị cột acknowlegement lớn giá trị cột sequence number nhận từ B 1.Khi phiên thiết lập A B,tất segment trao đổi có cờ ACK bật lên b) Ngắt phiên giao dịch TCP Để ngắt phiên giao dịch chiều phải trải qua bước(two-way handshake).Vì thế,để ngắt hai phiên giao dịch trao đổi hai máy tính phải có bốn trao đổi thực Khi A khơng cịn liệu để gởi,nó gởi đến B segment với cờ FIN bật lên B gởi phản hồi segment với cờ ACK bật lên để xác nhận nhận yêu cầu ngắt phiên giao dịch từ A B gửi đến A segment với cờ FIN bật lên thông báo ngắt phiên từ B đến A A trả lời với ACK để xác nhận nhận FIN từ B.Và lúc phiên giao dịch A B ngắt 6.2.3 Phân tích chế truyền lại điều khiển luồng TCP? Trả lời : Cơ chế truyền lại Cho dù thiết kế mạng tót đến đâu,việc liệu q trình truyền điều khơng thể tránh khỏi.Vì thế,giao thức TCP cung cấp chế để quản lý segment bị truyền lại chúng.Để hiểu rõ chế truyền lại TCP xét ví dụ Ví dụ,nếu B nhận segment với sequence number từ 1500 đến 3000 từ 3400 đến 3500,thì B gửi lại cho A ACK number 3001,vì segment từ 3001 đến 3399 không nhận được,khi A nhân ACK 3001 gửi lại segment có sequence number từ 3001-3399.Nếu A không nhận ACK sau khoảng thời gian qui định trước,nó quay trở lại ACK number nhận trước truyền lại liệu từ thời điểm trở Điều khiển luồng Do truyền liệu thiết bị không xử lý với tốc độ,có thể truyền nhanhnhận chậm,làm liệu,hoặc truyền chậm-nhận nhanh=>phải tăng tốc độ truyền.Để giải vấn đề này,để san khác biệt thiết bị,TCP đưa chế điều khiển luồng(Flow control) Thay đổi Window Size-cửa sổ trượt(Sliding Window).Siliding window kỹ thuật mà TCP sử dụng để điều khiển luồng với tham số đại diện widow size.Khi tài nguyên mạng hay thiết bị tải,TCP giảm window size xuống để tránh liệu phải gởi lại.Lúc ACK phản hồi thường xuyên Như hình vẽ,window size ban đầu 3000.lúc đầu máy gửi nhận với window size này.Máy gởi gởi tiếp segment từ byte 3001 đến 4501 chờ ACK từ máy nhận.Vì lý nghẽn máy nhận nên khơng nhận segment 3.Biết bị nghẽn mạng nên segment phản hổi trả lời với ACK =3001 giảm kích thước window size xuống cịn 1500 Sau khoảng thời gian truyền mà khơng có segment bị hay tài nguyên bị tải,máy nhận bắt đầu tăng window size.Nếu khả nhận máy nhận 3000 thơng báo cho máy gửi biết để tăng tốc độ gửi cách tăng window size lên.Window size tiếp tục tăng đến có segment bị 6.2.4 Trả lời : Phân tích gói tin TCP bắt phần mềm wireshask? 6.2.5 Trình bày đặc điểm giao thức UDP cấu trúc header gói UDP? Trả lời : UDP giao thức đơn giản lớp Transport,một giao thức khơng kết nối.nó cung cấp tính để vận chuyển liệu.Chi phí vận chuyển thấp nhiều so với giao thức TCP.Bời khơng có chế giống TCP,chẳng hạn như:thiết lập kết nối trước truyền liệu thực sự,truyền lại liệu bị mất,đánh số thứ tự segment điều khiển luồng.Điều khơng có nghĩa ứng dụng giao thức UDP để vận chuyển ln khơng tin cậy.Nó đơn giản vận chuyển liệu cho nhanh tính tin cậy thực lớp Application cần Các giao thức lớp Application sử dụng UDP gồm: Domain Name System(DNS) Simple Network Management Protocol (SNMP) Routing information Protocol (RIP) v.v.v… Cấu trúc header giao thức UDP Source Port:địa cổng nguồn Destination Port : Địa cổng đích Length(2 byte) : cho biết tổng số byte header Data Checksum (2 byte) : tính tốn kiểm tra lỗi header Data Data : cho biêt giao thức hoạt động lớp 6.2.6 Trả lời : Trình bày giao thức HTTP tìm hiểu gói tin ứng dụng giao thức này? Giao thức HTTP HTTP,viết tắt Hypertext Transfer Protocol,là giao thức họ giao thức TCP/IP sử dụng phổ biến Internet Các bước tiến trình truyền tải trang web đến hình bạn thể sau: Người dùng gõ địa website vào trình duyệt Web.Trình duyệt web phân tích địa bạn vừa gõ vào làm phần : - Giao thức („http‟) Tên máy chủ („www.cisco.com‟) Tên tập tin ( htm) Trình duyệt liên lạc với máy chủ tên miền để chuyển đổi tên miên thành địa IP,để kết nối đến máy chủ Trình duyệt mở kết nối tới web server có địa tương ứng Dựa giao thức HTTP,trình duyệt gửi câu lệnh GET tới web server để yêu cầu tập tin ta cần Web server gửi tập tin dạng HTML tới trình duyệt web Trình duyệt đọc thẻ lệnh HTML định dạng thành trang web biểu diễn hình máy tính Phân tích gói tin giao thức HTTP 6.3 Báo cáo kết thí nghiệm Bài Lập trinh Socket truyền liệu hai máy tính 7.1 Mơ tả thí nghiệm 7.2 Các bước tiến hành thí nghiệm 7.2.1 Lập trình Socket gì?Có loại nào? Trả lời : Socket cổng logic mà chương trình sử dụng để kết nối với chương trình khác chạy máy tính khác Internet Chương trình mạng sử dụng nhiều Socket lúc, nhờ nhiều chương trình sử dụng Internet lúc Có loại Socket: + Stream Socket: Dựa giao thức TCP( Tranmission Control Protocol) việc truyền liệu thực trình thiết lập kết nối Giao thức đảm bảo liệu truyền đến nơi nhận cách đáng tin cậy, thứ tự nhờ vào chế quản lý luồng lưu thông mạng chế chống tắc nghẽn + Datagram Socket: Dựa giao thức UDP( User Datagram Protocol) việc truyền liệu không yêu cầu có thiết lập kết nối q trình Ngược lại với giao thức TCP liệu truyền theo giao thức UDP khơng tin cậy, khơng trình tự lặp lại Tuy nhiên khơng u cầu thiết lập kết nối khơng phải có chế phức tạp nên tốc độ nhanh…ứng dụng cho ứng dụng truyền liệu nhanh chat, game… 7.2.2 Port gì? Trả lời : Port xách định trình (process) máy mạng Hay nói cách khác cách mà phân biệt ứng dụng VD: Khi máy bạn chạy nhiều ứng dụng mạng Yahoo,Firefox, game online… Ví dụ chương Yahoo sử dụng ( port 5150 hay 5050) gửi tin nhắn đến cho bạn, lúc tin nhắn đến máy bạn dựa vào port để nhận biết chương trình Yahoo ( port 5150) ko pải chương trình khác Sau thơng tin đc xử lý hiễn thị tin nhắn lên Một TCP/IP Socket gồm địa IP kết hợp với port ? Xác định tiến trình (process ) mạng.Hay nói cách khác Luồng thông tin mạng dựa vảo IP để xác định máy máy mạng port xác định tiến trình máy 7.2.3 Ứng dụng Client-Server gì? Trả lời : Trước tới giờ, bạn lập trình với mục đích tạo ứng dụng Nhưng ứng dụng hoạt động độc lập riêng lẽ Mục tiêu lập trình mạng đưa ứng dụng dạng Client – Server Tức có loại ứng dụng Client Server Quy trình hoạt động ứng dụng Server – Client sau: Server có nhiệm vụ lắng nghe, chờ đợi kết nối từ Client địa IP với PORT quyđịnh sẵn Khi client gởi liệu tới Server phải giải cơng việc nhận liệu -> xử lý > trả kết lại cho Client Client ứng dụng phục vụ, gởi truy vấn chờ đợi kết từ Server 7.2.4 Cơ chế gọi hàm lập trình Socket nào? Trả lời : TCP Lập trình Socket với TCP UDP Lập trình Socket với UDP 5.3 Báo cáo kết thí nghiệm ... nghiệm mơn mạng máy tính 3 .Bài : Làm quen với khái niệm mạng máy tính 3.1 Mơ tả thí nghiệm 3.2 Các bước tiến hành thí nghiệm 3.2.1 Mạng máy tính gi? 3.2.2 Có loại mạng máy tính thơng dụng thực tế?... hướng dẫn thực hành thí nghiệm mơn mạng máy tính nhằm bổ sung kiến thức thực tế cho SV nhành ĐTVT ĐHBK-HN 2 Cơ sở phịng thí nghiệm phục vụ mơn mạng máy tính Phịng thí nghiệm mạng máy tính xây... thức dùng mạng máy tính + Nắm vững quy trình truyền liệu máy tính theo mơ hình OSI mơ hình TCP/IP 3.2 Các bước tiến hành thí nghiệm Mơ tả khái niệm sau mơn mạng máy tính: 3.2.1 Mạng máy tính gi?