خلاصه طراحی و پیاده سازی شبکه های کامپیوتری – ترم 3 استاد نفیسی

تعریف پروتکل

پروتکل مجموعه ی قوانینی نرم افزاری است که رعایت آن ها باعث بهره برداری از امکانات سخت افزاری و برقراری سرویس در شبکه می شود . پروتکل یکی از عناصر مهم در ایجاد زیر ساخت منطقی در یک شبکه کامپیوتری محسوب می گردد.

تعریف پروتکل

پروتکل مجموعه ی قوانینی نرم افزاری است که رعایت آن ها باعث بهره برداری از امکانات سخت افزاری و برقراری سرویس در شبکه می شود . پروتکل یکی از عناصر مهم در ایجاد زیر ساخت منطقی در یک شبکه کامپیوتری محسوب می گردد.

1.      پروتکل STP

کاراین پروتکل تعیین سوییچ روت (Route) می باشد.ابتدا از بین تمام سوییچ ها اقدام به انتخاب یک روت بریدیج (Root Bridge) می نماید بعد اقدام به ایجاد دسیجنت پورت(Designated Port)می کند.سپس با تبدیل پورت های روت بریدیج (Root Bridge) آغاز می شود. و  با استفاد از موارد ذیل را به دلخواه انتخاب کنیم.

1. ·  Spanning Tree vlan (vlan-id) priority <0-61440>

2. ·  Spanning Tree vlan (vlan-id) priority <0-61440>

 root <primary/secoundary

این دو دستور به صورت دستی تنظیم می شود.همچنین برای تغییر بلاک ها بین سوییچ ها استفاده می شود.

  1. 2.      پروتکل ARP

این پروتکل باعث می شود سیستم مقصد آدرس فیزیکی خود را به مبدا ارسال کند و همچنین شناختن سیستم مقصد با استفاده از مک آدرس می شود.این پروتکل لایه دوم است. این لایه ip را نمی شناسد و فقط مک آدرس را می شناسد.

  1. 3.      پروتکل CDP

برای شناختن سیستم های همسایه مورد استفاده قرار می گیرد و دستور آن را در#می نویسیم

#shiw cdp neighbors

CDP را با نام پروتکل فضول هم می‌شناسند و دارای خصوصیات زیر است:

 1.ارسال آپدیت ها بصورت multicast  2. استفاده از Ethernet framing بصورت SNAP 3. ارسال پکت های به سایز 80 بایت  4. ارسال اطلاعات مربوط به خود به همه ی Device های همسایه

    4 .  پروتکل  VTP

این پروتکل درمورد وی لنها بحث می کند . برای انتقال ولین ها مورد استفاده قرار می گیرد وسه مورد

1.سرور (server) 2.حق انتشار و ایجاد کلاینت (clant)را دارد 3 .نه حق ایجاد ونه حق انتشارترانس پاینر (TransPaienr) را دارد

کارپروتکل VTP بدین صورت که شما روی همه سوئیچ ها پروتکل vtp  را فعال می کنید. سپس یکی از سوئیچ ها را بعنوان vtp server تنظیم می کنید و بقیه سوئیچ ها را بعنوان vtp clientقرار می دهد.

 

دستورات پروتکل

vtp (config )# vtp  domin      <رسم دلخواه>

(config )# vtp  password  <رسم دلخواه>

 (config )# vtp  mode     < server/ client / trans palet >

                                                                                                            

  1. Vlan :

 سوییچ های مجازی که داخل یک سوییچ مجازی دیگر ایجاد می شوند مثل دفتری یک پایانه ی مسافربری این تکنولوژی ممکن است در سوییچ ها و تجهیزات لایه دوم و سوم دیده شود

  1. 6.        Ip

یک شناسه منحصر به فرد در شبکه برای هرسیستم می باشد. و در واقع یک شماره شناسایی یکتا برای یک ارتباط تحت وب است که با آن کامپیوترهای مختلف (یا سرورهای مختلف) در شبکه گسترده وب از هم بازشناخته می شوند، بدین ترتیب موقعیت جغرافیایی کاربر، اطلاعات اتصال به شبکه و... قابل شناسایی و پیگیری است

 

  1. 7.      پروتکلTcp

یک پروتکل اتصال گر است که آمادگی مقصد را جویا می شود وتضمین دارد. صحت اطلاعات ارسالی برای این پروتکل بسیار مهم است و از جهتی سرعت آن نسبتا پایین است

 

  1. 8.      پروتکل udp

یک پروتکل بدون اتصال است و وظیفه اش فرستادن بسته هاست بدون در نظر گرفتن آمادگی مقصد وتضمینی ندارد. پروتکل UDP نقریبا مشابه TCP عمل میکند ولی بدون چک کردن خطا. چرا که روش انتقال اطلاعات و ضمانت تحویل که در UDP وجود دارد، سرعت را بسیار کم میکند. در UDP، بسته ها برای گیرنده، فقط ارسال میشوند.

 

  1. 9.      پروتکل DNS

پروتکل dns :پروتکلی است کهip  ها را به نام تبدیل می کند. از این  پروتکل به منظور ترجمه اسامی کامپیوترهای میزبان و دومین ها Domain به آدرس های  IP استفاده می گردد.

 

  1. 10.  پروتکل ICMP

پروتکل Icmp جهت فعال بودن یا نبودن یک سیستم در شبکه توسط سیستم دیگر مورد استفاده قرار می گیرد. یا به طور کلی پروتکل خطایا یابی می باشد که در لایه شبکه می باشد. کار این پروتکل کنترل پیام اینترنتی می باشد و وظایف زیر را به عهده دارد:

1. بررسی انواع خطا و ارسال پیام به مبدا بسته در صورت بروز خطا و اعلام انواع خطا       2. یک سیستم گزارش خطاست      3. قرار گرفتن پیام ICMP درون IP

پسورد گذاری روی line consol

متغییرنام سوییچ یا دستگاه : در مود کان فتی ازدستورات زیر استفاده میکنیم

(config)#line consol

(config – line ) # pass 123

جهت اتصال دستگاهای همگون از کابل cfoss  وبرای ناهمگون از کابل اینترنت استفاده می کنیم

 

انواع کلاسهای IP

آدرس IP یک عدد 32 بیتی و منحصر به فرد برای هر کامپیوتر متصل به شبکه است.

آدرس آی پی دارای 4 بایت مجزا است مانند : X.Y.Z.W

 که در مبنای 10 نوشته می شود . مثل: 80.7.5.9 و هر بخش میتواند مقدار0 تا 255 داشته باشد. این 32 بیت به سه قسمت «مشخصه کلاس» ، «شناسه کلاس» و « شناسه کامپیوتر میزبان » تقسیم می شود و بنا بر وسعت شبکه به 5 کلاس دسته بندی  می شود.

 1)کلاس A

 در این کلاس که در سازمانهای بزرگ استفاده می شود، هدف اتصال تعداد کاربران زیاد به شبکه می باشد. در این کلاس با ارزشترین بیت (بیت سمت چپ) دارای ارزش صفر است و به عنوان مشخصه ی کلاس شناخته می شود. 8 بیت با ارزش تر (X) متعلق به شناسه شبکه است و 24 بیت انتهایی متعلق به شناسه ی کامپیوتر میزبان می باشد.

 از آنجایی که فیلد شناسه ی شبکه در کلاس A از 7 بیت متغیر تشکیل شده است؛ بنابراین شناسه شبکه می تواند 127 ارزش جداگانه داشته باشد. لذا در این کلاس تنها 126 شبکه مختلف میتوان داشت و با توجه به اینکه شناسه ی کامپیوتر میزبان از 24 بیت تشکیل شده است. لذا در این کلاس می توان 167.77214 کاربر مختلف در شبکه داشت.

 

 2)کلاس B

 یک آدرس کلاس B برای شبکه هایی با اندازه متوسط که دارای بیش از 255 کامپیوتر هستند به کار می رود.

دو بیت با ارزشتر در یک IP در کلاس B برابر ارزش 10 می باشد. نیز شناسه شبکه در کلاس B برابر 16 بیت (X,Y) و         شناسه ی کامپیوتر میزبان نیز دارای 16 بیت (W,Y) است.

لذا در این کلاس می توان 2 به توان 14 منهای 1 شبکه مختلف 2 به توان 16 منهای 2 کاربر مختلف در شبکه داشت.

کاربر 2- 6¹2  وشبکه   1- 4¹2

 3) کلاس C

 در این کلاس بیت های 110 در سمت چپ IP به عنوان شناسه ی کلاس C و 24 بیت با ارزش تر(X,Y,Z) به عنوان شناسه شبکه و 8 بیت آخر (W) به عنوان شناسه ی کامپیوتر میزبان شناخته می شود.

 این کلاس در شبکه هایی به کار می رود که دارای کمتر از 255 کامپیوتر در شبکه باشند. لذا در این کلاس IP می توان 2 به توان 21 منهای 1شبکه مختلف و 254 کار بر مختلف داشت.

 4) کلاس D

 آدرس کلاس D برای انجام کارها به صورت Multi Casting (ارسال همزمان بسته ها به کل Client ها) به کار می رود.

هدف از این نوع ارسال، دسترسی همزمان میزبان ها به داده ای است که از طریق شبکه ارسال می شود. در این کلاس، شناسه کلاس عدد 110 در سمت چپ IP و 24 بیت بعدی به عنوان شناسه ارسال گروهی می باشد. مانند: 250.5.5.1

5)کلاس E

آدرس کلاس E در حال حاضر استفاده نشده و برای گسترش شبکه ها در آینده رزرو شده است.

همانطور که می دانید هر آی پی از دو قسمت تشکیل شده Net ID و Host ID که همواره بیت های نت آی دی در سمت چپ آی پی هستند و مابقی بیتها برای هاست آی دی هستند.حالا اینکه چند بیت از بیت های سمت چپ مربوط به هاست میشود بستگی به کلاس استاندارد آی پی و ساب نت ماسک آن دارد.

در حالت استاندارد کلاسها و سابنت مسک های آنها

کد:

A. Class........0~127.........N.H.H.H...................255.0.0.0|8

B. Class.......128~191.......N.N.H.H................255.255.0.0|16

C.  Class.......192~223.......N.N.N.H............255.255.255.0|24

 

مثلا آی پی زیر

کد:

192.168.25.13/24

یک آی پی کلاس سی با سابنت ماسک 255.255.255.0 است.

گاهی سابنت مسک یک آی پی را نمیشود به این سادگی حدس زد مثلا اگر در مثال بالا جای 24 می نوشت 25 ان وقت یک خورده محاسبات داشت.

سابنتینگ چیست ؟ پروسه ای است که طی آن یک شبکه بزرگ را به چند شبکه کوچکتر تقسیم بندی می کنند . با استفاده از این قابلیت , تاثیرگذاری و مدیریت شبکه بهبود می یابد .

با این مثال خواهید آموخت که سابنتینگ چیست :

شبکه ای با آی پی آدرس 172.16.0.0 و سابنت ماسک 255.255.0.0 داریم . این شبکه می تواند 65534 هاست یا کامپیوتر را آی پی دهی کند . با استفاده از پروسه سابنتینگ می توانید شبکه را به قسمت های کوچک تر تقسیم کنید و به هر بخش تعداد آدرس کمتری اختصاص دهیم .

172.16.1.0      (254 هاست)
172.16.2.0      (254 هاست)
172.16.3.0      (254 هاست)
با این کاردر واقع سابنت ماسک را از 255.255.0.0 به 255.255.255.0 تغییر داده ایم و چندین رنج آی پی کوچکتر پدید آورده ایم .

در آی پی دهی کلاس بندی شده شما برای اینکه رنج آی پی شبکه را تعیین کنید 3 انتخاب داشتید . انتخاب کلاس A یا B یا C

حال فرض کنید شما می خواهید شبکه را ایجاد کنید که 2000 هاست در آن دارید و تنها به 2000 آی پی نیازمندید . اگر کلاس B را انتخاب کنید (کلاس B 65534 آیپی به ما می دهد) بیش از 63000 آدرس آیپی را دور ریخته اید .یک راه دیگر نیز دارید و آن اینکه کلاس C را انتخاب کنید (کلاس C 254 آیپی به ما می دهد ) و برای اینکار بایستی 8 کلاس C را انتخاب کرده که با این کار داده های جدول روتینگ شما به هم می ریزید و مجبورید شبکه را به 8 قسمت تقسیم کنید . پس نتیجه می گیریم که استفاده از آیپی دهی کلاس بندی شده چاره کار ما نیست ؟

پس چاره کار کجاست ؟

با استفاده از آیپی دهی بدون کلاس بندی یا Classless Interdomain Routing (CIDR) و سابنت ماسک های با طول متغیر Variable Length Subnet Masks (VLSM) دیگر فقط کلاس Aو B و C نداریم و فقط از سه سابنت ماسک 255.0.0.0 و 255.255.0.0 و 255.255.255.0 استفاده نمی کنیم . اینجاست که اعداد باینری به کار ما می آیند

در شکل های زیر به محل قرار گیری نقطه ها دقت کنید . در آیپی دهی کلاس بندی ما نمی توانستیم از این نقطه ها عبور کنیم اگر کلاس A داشتیم سابنت ماسک به صورت زیر بود :

اگر کلاس B داشتیم به صورت زیر بود :

 

 اگر کلاس C داشتیم به صورت زیر بود :
ولی اکنون با آی پی دهی بدون کلاس بندی می توانیم از این مرز نقطه ها عبور کنیم و VLSM های متفاوتی مانند زیر ایجاد کنیم :

 

 

و مرزها اینگونه تغییر یافتند (دو رنگ قرمز و مشکی مرزها را نشان می دهد)

اکنون که دریافتید  سابنتینگ چیست  و با مفهوم سابنت ها در کلاس های مختلف آیپی آشنا شدید وارد مبحث سابنتینگ شده و در درس های بعدی فرمول ها و مثال هایی از سابنتینگ را بیان می کنیم