Разработка методики диагностики домашних компьютерных сетей. Изучение системных утилит для диагностики лвс. В случае появления в сети проблемы, администратор в момент ее проявления должен записать в специальный буфер или файл дамп канальной трассы и на ос

Лабораторная работа № 15

15.1 Цель работы - приобретение практических знаний и навыков в на-
стройке программного обеспечения (ПО) ПЭВМ для обеспечения функцио-
нирования в составе локальной компьютерной сети.

15.2 Теоретические основы.

Утилита ping

Утилита ping тестирует сетевое соединение путем посылки ICMP-пакетов типа 8 (запрос эха), на которые получатель отвечает ICMP-пакетом типа 0 (эхо-ответ). С помощью этой утилиты удобно проверять наличие пу­ти до заданного узла и определять временные характеристики этого пути. Утилите ping достаточно указать IP-адрес или DNS-имя, однако имеется ряд параметров, позволяющих более тонко управлять ее работой. Утилита ping выводит результат каждого запроса/ответа на отдельной строке, а перед за­вершением работы выдает статистику: минимальное, максимальное и среднее время передачи пакета, количество и долю потерянных пакетов. Фактически ping является "рабочей лошадкой при тестировании сетевых со­единений.

Общий формат использования утилиты (как всегда, находящиеся в квад­ратных скобках параметры опциональны): ping [-t] [-a] [-n число] [-l размер] [-f] [-i TTL] [-v TOS] [-r число] [-s число] [[-j списокУзлов] | [-k списокУзлов]] [-w таймаут] конечноеИмя. Для получения такой подсказки достаточно запустить ping без параметров, для вывода подсказки в файл ping_test.txt следует использовать ping > ping_test.txt (то же относится и к большинству иных утилит).

Параметр "-t" включает постоянную проверку связи до нажатия Ctrl+C. При нажатии Ctrl+Break выводится статистически накопленная информация и работа продолжается (обычно этот параметр используют, чтобы как можно быстрее узнать о наличии связи с заданным узлом).

Параметр "-а" требует определение IP-адреса по имени узла (по умолча­нию не выполняется).

Параметр "-n <число>" позволяет задать количество запросов (по умол­чанию четыре запроса).

Параметр "-l <число>" дает возможность задать размер пакета (по умолча­нию размер пакета 64 байта).

Параметр "-f" позволяет установить в запросах флаг "не фрагменти-ровать". Используется в сочетании с параметром "-1"для обнаружения се­тей с малым размером кадра, для передачи через которые IP-пакеты приходится фрагментировать.

Параметр "-i <число>" задает время жизни пакета (TTL), по умолчанию у ICMP-пакетов время жизни равно 255.

Параметр "-r <число>" дает возможность получить маршрут, по которо­му передавались запрос и ответ (показать маршрутизацию). Числовой па­раметр может быть от 1 до 9 и определяет максимальное количество узлов, которые будут показаны в маршруте.

Параметр "-w <число>" позволяет задать время ожидания каждого пакета (в миллисекундах), по умолчанию это 1"000 миллисекунд.

Утилита tracert

Утилита tracert дает возможность проследить маршрут пакетов до задан­ного узла и получить временные характеристики для каждого промежуточ­ного маршрутизатора на этом пути. Эта утилита, как и ранее описанная ping, отправляет серию пакетов ICMP типа 8, но с разными значениям TTL: сна­чала отправляется три пакета с TTL=1 (на эти пакеты ближайший маршру­тизатор ответит пакетами ICMP типа 11 (истекло время передачи), из ко­торых будет извлечен его адрес), затем с TTL=2 (на эти пакеты ответит вто­рой маршрутизатор) и так далее до тех пор, пока не будет достигнут задан­ный узел или значение TTL не превысит порог. Для каждого TTL утилита выводит по одной строке с адресом маршрутизатора (и, возможно, с его до­менным именем - если удалось его разрешить) и тремя значениями времени, которое понадобилось для передачи пакета. Формальный синтаксис: tracert [-d] [-h максЧисло] [-j списокУзлов] [-w интервал] имя.

Параметр "-d" позволяет (принудительно) не выполнять разрешение IP-адресов маршрутизаторов в доменные имена, это позволяет ускорить работу утилиты за счет отмены обращения к службе DNS.

Параметр "-h <число>" дает возможность задать порог, до которого будет расти TTL (по умолчанию - 30).

Параметр "-w <число>" позволяет задать время ожидания каждого пакета (в миллисекундах), по умолчанию 1"000 миллисекунд.

Утилита pathping

Утилита pathping фактически совмещает функциональность утилит ping и tracert и выполняется в две фазы: сначала, подобно tracert, собирается и вы­водится маршрут до заданного узла (только IP-адреса и имена) и затем, по­добно ping, в течение некоторого времени (чем дольше выполнялась трасси­ровка, тем больше будет это время) собирается статистика времен передачи пакетов, количеств и относительных долей потерянных пакетов для каждого из промежуточных маршрутизаторов (а не только для заданного узла, как ping).

Формальный синтаксис: pathping [-g Список] [-h Число_прыжков] [-i Адрес] [-n] [-p Пауза] [-q Число_запросов] [-w Таймаут] [-P] [-R] [-T] [-4] [-6] узел

Наиболее полезен результат работы второй фазы утилиты pathping - он на­глядно показывает, на каком из маршрутизаторов имеются проблемы с пере­дачей пакетов. Для Windows существует мощный визуальный (показывает движение пакетов на карте Планеты) трассировщик VisualRoute фирмы Visu-alWare (http://visualware.com ).

Утилита агр

Утилита агр дает возможность просматривать и изменять ARP-таблицу, в которой хранятся пары "ММАС-адрес - IP-адрес" для тех узлов, с которыми в недавнем происходил обмен данными. Эта таблица формируется автомати­чески при работе сетевого узла, но администратор сети может вносить в нее записи вручную. Формальный синтаксис: arp -s inet_addr eth_addr или ARP -d inet_addr или ARP -a [-N if_addr]. Здесь if_addr суть зада­ет номер интерфейса.

Параметр "-а" позволяет вывести всю ARP-таблицу на экран.

Параметр "-а <1Р-адрес>" запрашивает вывод записи об узле с заданным адресом на экран.

Параметр "-S <1Р-адрес> <МАС-адрес>" позволяет добавить запись об узле с заданными адресами в ARP-таблицу.

Параметр "-d <1Р-адрес>" служит для удаления записи об узле с заданным адресом из ARP-таблицы.

Параметр "-d *" очищает ARP-таблицу.

Утилита hostname

Утилита hostname всего-навсего выводит имя узла. Может быть использова­на в файлах сценариев для пакетной обработки.

Утилита ipconfig

Утилита ipconfig отображает и настраивает настройки протоколов TCP/IP. Без дополнительных параметров выводится IP-адрес, маска подсети и шлюз по умолчанию для всех сетевых интерфейсов. С параметром "/all" кроме сказанно­го, выводятся МАС-адреса сетевых интерфейсов, имя узла, адреса серверов DNS и WINS и некоторая другая информация. Формальный синтаксис: ipconfig | /renew [адаптер] | /flushdns | displaydns /registerdns | /showclassid адаптер | /setclassid адаптер [устанавливаемый_код_ класса_dhcp]].

Параметр "/flushdns" очищает кэш разрешенных имен DNS.

Параметр "/displaydns" выводит кэш разрешенных имен DNS на экран.

Параметр "/release [адаптер]" освобождает арендованный по DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) IP-адрес (если указан адаптер, то только для этого адаптера, иначе для всех адаптеров).

Параметр "/renew [адаптер]" запрашивает обновление аренды по DHCP ЕР-адреса (если указан адаптер, то только для этого адаптера, иначе для всех адат"еров).

Параметр "/registerdns" запрашивает обновление аренды по DHCP всех адре­сов и повторную их регистрацию в DNS.

Утилита route

Утилита route отображает таблицу маршрутов и позволяет ее изменять. Фор­мальный синтаксис: route [-f] [-p] [команда [узел]] [шлюз] . При использовании route параметр "метрика" определяет ка­чество данного маршрута (в хопах - количестве промежуточных маршрутизато­ров, времени прохождения пакета по линиям связи, характеристикой надежно­сти линии связи на данном маршруте и т.п.) в соответствие с заданным в сете­вом пакете критерием (т.н. классом сервиса).

Команда "PRINT" выводит таблицу маршрутов: сетевой адрес; маска сети; адрес шлюза; интерфейс; метрика, команда "ADD" позволяет добавить новый маршрут, "DELETE" - удалить маршрут, "CHANGE" - изменить (существующий) маршрут).

Утилита netstat

Утилита netstat отображает текущие соединения, порты, ожидающие соеди­нения и статистические данные по протоколам TCP/IP. Без дополнитель-н^1х параметров выводится список текущих соединений (протокол: TCP или UDP; локальный адрес и порт; внешний адрес и порт; состояние соедине­ния). Формальный синтаксис: netstat [-a] [-e] [-n] [-s] [-p имя] [-r] [интервал]

Параметр "-а" дополнительно отображает порты, ожидающие соедине­ния; ожидающие TCP-порты обозначены состоянием "LISTENING", a UDP-порты - внешним адресом

Параметр "-n" требует выводить все адреса и номера портов в числовом формате, поскольку по умолчанию netstat пытается разрешить IP-адреса и имена и заменить номер порта на его имя.

Параметр "-r" выводит таблицу маршрутов (сетевой адрес; маска сети; адрес шлюза; интерфейс; метрика). Подобную информацию можно получить с помощью утилиты route.

Параметр "-е" позволяет получить статистику Ethernet.

Параметр "-s" выводит статистику по протоколам TCP, UDP и IP.

Параметр "-е <протокол>" применяется совместно с параметром "-s" для ог­раничения выдаваемой статистики заданным протоколом (TCP, UDP или IP).

Утилита nbtstat

Утилита nbtstat отображает статистику протокола и текущих подключений TCP/IP при использовании технологии NetBIOS через TCP/IP. Формальный синтаксис: nbtstat [-a Узел] [-A IP-адрес] [-c] [-n] [-r] [-R] [-RR] [-s] [-S] [интервал].

Параметр "-с" дает возможность просматривать содержимое кэша разре­шенных имен.

Параметр "-n" позволяет просматривать список зарегистрированных дан­ным компьютером локальных NetBIOS-имен.

Параметр "-а <имя удаленного компьютера>" выводит содержимое таблицы имен для удаленного компьютера, указанного по имени.

Параметр "-А " выводит содержимое таб­лицы имен для удаленного компьютера, указанного по IP-адресу.

Параметр "-r" дает возможность просматривать статистические данные о разрешении имен.

Параметр "-интервал" задает циклический вывод статистики через указан­ный интервал в секундах (прекращение вывода - Ctrl+C).

15.3 Необходимое оборудование - IBM PC-совместимая ЭВМ, подключен-
ная к компьютерной сети с помощью Ethernet-сетевой карты.

15.4 Порядок проведения работы. Проверка работоспособности сетевого соединения с использованием стандартных утилит Windows. При этом следует проверить корректность задания хотя бы одного адреса DNS-сервера (рекомендуется, например, 192.190.241.65) при настройке сетевого ПО, иначе сопоставление IP-адреса заданному доменному имени окажется невозможным. Типовыми заданиями являются:

Просмотр и анализ настроек стека протоколов TCP/IP с использованием утилиты ipconfig.

Тестирование сетевого соединения утилитой ping (конечный адрес ука­зывается преподавателем - им может быть, напр., IP-адрес местного Proxy-сервера, адрес одной из машин в сети, доменное имя некоторого узла в Сети и др.).

Прослеживание маршрута пакетов до заданного узла утилитой tracert.

Отображение и изменение таблицы хранения соответствия МАС- и IP-адресов с помощью утилиты arp.

Просмотр текущих сетевых соединений, портов, TCP/IP-статистики ути­литой netstat.

Отображение статистики протокола и текущих подключений TCP/IP при использовании NetBIOS через TCP/IP утилитой nbtstat.

Отображение и изменение таблицы маршрутов утилитой route (препода­вателем может быть задано изменение или дополнение маршрутов).

2.5 Оформление отчета по работе. В отчете указываются параметры ис­пользуемой сети (тип ПЭВМ, MAC- и IP-адреса сетевой карты, тип и число портов коммутатора, топология локальной сети).

При использовании утилит ping, tracert или pathping необходимо отметить время передачи пакетов (обычно среднее), число и долю потерянных пакетов (по ней сделать вывод о корректности работы каждого промежуточного маршрутизатора).

При использовании утилиты netstat необходимо зафиксировать назначение TCP- и UDP-портов имени ПЭВМ, локальному адресу и их состояние (пара­метр "-a"). Общую статистику обменов можно получить при использовании параметра "-e", с использованием параметра "-s" следует зафиксировать и проанализировать статистику по всем протоколам стека TCP/IP (включая

При использовании утилиты nbtstat первым шагом рекомендуется просмот­реть таблицы NetBIOS-имен на локальном компьютере (параметр "-n") и далее на других компьютерах в сети (параметры " -a" или " -A").

При использовании утилиты route (с параметром PRINT для вывода на эк­ран) просматривается как список интерфейсов, так и список активных мар­шрутов. Удаление маршрута достигается вводом route DELETE узел (где узел -IP-адрес удаляемого из маршрута узла), добавление - route ADD узел MASK маска шлюз METRIC метрика IF интерфейс (где узел - IP-адрес добавляемого узла, маска - значение маски, шлюз - IP-адрес шлюза, метрика - значение мет­рики добавляемого маршрута, интерфейс - номер сетевого интерфейса; может быть опущен, тогда выбирается наиболее подходящий для указанного шлю­за).

Сети на базе TCP/IP содержат большое количество удобных утилит и команд, позволяющих наблюдать за статусом сети и диагностировать возникающие проблемы (табл. 7.1).

Утилита pingявляется одним из основных диагностических средств в сетях TCP/IP и входит в поставку всех современных сетевых операционных систем. Функциональность ping также реализована в некоторых встроенных ОС маршрутизаторов, доступ к результатам выполнения ping для таких устройств по протоколу SNMP определяется RFC 2925 (Definitions of Managed Objects for Remote Ping, Traceroute, and Lookup Operations).

Так как программа использует ICMP и создает raw-пакеты, для ее выполнения в unix-системах необходимы права суперпользователя. Чтобы обычные пользователи могли использовать ping, на /bin/ping ставят SUID бит в права доступа (chmod4755 /bin/pingи попросить выполнить эту команду администратора). Пример запуска утилиты ping:

Пример. Запуск ping.

%ping -c 3 fpm2.ami.nstu.ru

PING fpm2.ami.nstu.ru (217.71.130.131): 56 data bytes

64 bytes from 217.71.130.131: icmp_seq=0 ttl=57 time=5.458 ms

64 bytes from 217.71.130.131: icmp_seq=1 ttl=57 time=3.088 ms

64 bytes from 217.71.130.131: icmp_seq=2 ttl=57 time=1.927 ms

Fpm2.ami.nstu.ru ping statistics ---

3 packets transmitted, 3 packets received, 0.0% packet loss

round-trip min/avg/max/stddev = 1.927/3.491/5.458/1.469 ms

Таблица 7.1

	Утилита (команда)	Назначение	Примеры использования
		Используется для отправки ЭХО-запросов на указанный узел сети. Простое, но незаменимое средство диагностики сети	ping -c 7 saturn
		Используется для определения маршрута следования пакетов от вашего хоста до указанного хоста	traceroute -I fpm2.ami.nstu.ru
		Конфигурирует или отображает параметры сетевых интерфейсов хоста (для протоколов стека TCP/IP)
		Выводит информацию о сетевых соединениях, статистику по сетевым интерфейсам и т. п.
		Отображает или модифицирует таблицу протокола ARP (преобразование IP в MAC-адреса)
		Выводит различную информа-цию о системе
		То же, что и ifconfig, но для Windows XP
		То же, что и traceroute, но для Windows XP	tracert tom.interface.nsk.su

Утилита tracerouteпредназначена для определения маршрутов следования данных в сетях TCP/IP. Она выполняет отправку данных указанному узлу сети, при этом отображая сведения о всех промежуточных маршрутизаторах, через которые прошли данные на пути к целевому узлу. В случае проблем при доставке данных до какого-либо узла программа позволяет определить, на каком именно участке сети возникли неполадки.

tracerouteвходит в поставку большинства современных сетевых операционных систем. В системах Microsoft Windows эта программа носит названиеtracert , а в системах GNU/Linux –traceroute .

Для определения промежуточных маршрутизаторов tracerouteотправляет серию пакетов целевому узлу, при этом каждый раз увеличивая на 1 значение поля TTL («время жизни»). Это поле обычно указывает максимальное количество маршрутизаторов, которое может быть пройдено пакетом. Первый пакет отправляется с TTL, равным 1, и поэтому первый же маршрутизатор возвращает обратно сообщение ICMP, указывающее на невозможность доставки данных.Tracerouteфиксирует адрес маршрутизатора, а также время между отправкой пакета и получением ответа (эти сведения выводятся на монитор компьютера). Затемtracerouteповторяет отправку пакета, но уже с TTL, равным 2, что позволяет первому маршрутизатору пропустить пакет дальше.

Процесс повторяется до тех пор, пока при определенном значении TTL пакет не достигнет целевого узла. При получении ответа от этого узла процесс трассировки считается завершенным.

На оконечном хосте IP-дейтаграмма с TTL = 1 не отбрасывается и не вызывает ICMP-сообщения типа срок истек , а должна быть отдана приложению. Достижение пункта назначения определяется следующим образом: отсылаемыеtracerouteдейтаграммы содержат UDP-пакет с таким номером UDP-порта адресата (превышающим 30000), что он заведомо не используется на адресуемом хосте. В пункте назначения UDP-модуль, получая подобные дейтаграммы, возвращает ICMP-сообщения об ошибке «порт недоступен». Таким образом, чтобы узнать о завершении работы, программеtracerouteдостаточно обнаружить, что поступило ICMP-сообщение об ошибке этого типа.

Примерв Windows:

C:\Documents and Settings\dnl>tracert fpm2.ami.nstu.ru

Пример.Результат выполнения командыtracert

Трассировка маршрута к fpm2.ami.nstu.ru

с максимальным числом прыжков 30:

1 2 ms 1 ms 1 ms ifgate.interface.nsk.su

2 2 ms 1 ms 2 ms cisco.n-sk.ru

3 1 ms 1 ms 1 ms router.n-sk.ru

4 2 ms 1 ms 1 ms nsk-ix.n-sk.ru

5 2 ms 1 ms 1 ms c7120.nstu.ru

6 2 ms 2 ms 1 ms ix-i.nstu.ru

7 2 ms 3 ms 1 ms ami.nstu.ru

8 2 ms 3 ms 1 ms fpm2.ami.nstu.ru

Трассировка завершена.

Запуск программы производится из командной строки. Для этого вы должны войти в нее (Пуск – Выполнить – В графе «Открыть» пишется «cmd», нажимается ОK). В открывшемся окне пишем:

tracert fpm2.ami.nstu.ru

где tracert – обращение к программе, а fpm2.ami.nstu.ru– символьное имя (DNS-имя) или IPv4 адрес.

Примерв Linux:

В Unix/Linux системах существуют режимы, в которых запуск программы возможен только от имени суперпользователя root(администратора). К числу этих режимов относится важный режим трассировки с помощьюICMP (ключ -I).

Во всех остальных случаях (и в том числе в режиме, который используется по умолчанию) traceroute может работать от имени обычного рядового пользователя (на серверахfpm2 иSaturnключ-Iиспользовать запрещено, поэтому информация, выводимая на экран, будет неполной).

Пример. Результат выполнения командыtraceroute

%traceroute -I saturn.ami.nstu.ru

traceroute to saturn.ami.nstu.ru (217.71.130.153), 64 hops max, 60 byte packets

1 ifgate (195.62.2.1) 1.262 ms 1.258 ms 1.138 ms

2 cisco.n-sk.ru (195.62.0.93) 2.798 ms 1.629 ms 1.903 ms

3 router.n-sk.ru (195.62.1.49) 1.232 ms 1.175 ms 1.170 ms

4 nsk-ix.n-sk.ru (195.62.1.80) 1.567 ms 1.446 ms 1.579 ms

5 c7120.nstu.ru (217.71.128.237) 1.771 ms 1.659 ms 1.582 ms

6 ix-i.nstu.ru (217.71.128.70) 2.040 ms 1.593 ms 1.753 ms

7 ami.nstu.ru (217.71.131.2) 2.996 ms 2.718 ms 1.612 ms

8 saturn.ami.nstu.ru (217.71.130.153) 4.268 ms 3.108 ms 2.051 ms

Замечание. Утилитаtracerouteиспользуется в том числе и в познавательных целях, например, чтобы определить, почему внутри одного города между провайдерами так долго проходят пакеты. Оказалось, пакеты передавались не через внутреннюю точку обмена трафиком, а через город на другом континенте. В отчете по лабораторной работе желательно привести подобный случай для Новосибирска.

Утилиту ifconfig мы будем использовать не для конфигурирования сетевых интерфейсов, а в познавательных целях для получения информации о состоянии активных сетевых интерфейсов. Для этого, находясь на определенном хосте, выполняем утилиту ifconfig без параметров (опций) и анализируем полученные результаты.

Утилита netstat служит для определения состояния сетевых структур данных. Вы можете посмотреть таблицы маршрутизатора на вашей машине, детальную информацию о различных используемых протоколах и т. д. C опцией -i эта команда выдает информацию о сетевых интерфейсах на вашей машине.

Примериспользования команды netstat (для операционной системыSunOC):

name MTU Net/Dest Address Ipkts Ierrs Opkts Oerrs Collis Queue

le0 1500 solar sun 7442667 27558 736826 33 125361 0

lo0 536 loopback localhost 1283 0 1283 0 0 0 ,

где name – имя сетевого интерфейса;

lo0 – циклический (loopback) интерфейс (или «заглушка»), используемый для проверки сетевых протоколов;

MTU – (Maximum Transmition Unit) размер в байтах максимального пакета данных, поддерживаемого данным интерфейсом. Для Ethernet MTU=1500, для FDDI – 4428, для lo0 – 536;

Net/Dest – назначение сети. Это имя, значение которого можно получить по номеру сети (Network Number), может быть установлено в файле /etc/networks;

Address – имя машины (опция -n позволяет вывести также IP-адрес);

Ipkts/Ierrs – число пришедших пакетов и число ошибок;

Opkts/Oerrs – то же самое для исходящих пакетов;

Collis – число произошедших коллизий. Величина, называемая коэффициентом коллизий (collision rate), вычисляется как (Collis/Opkts)*100. Хорошим считается коэффициент 0…2 %, при 3…5 % можно начинать беспокоиться, если же он больше 5 %, дела совсем плохи;

Queue – число пакетов, ожидающих прохождения через интерфейс. В большинстве случаев таких пакетов нет.

Пример использования утилиты netstat дляLinux:

Bash-3.2$ netstat -i

Kernel Interface table

Iface MTU Met RX-OK RX-ERR RX-DRP RX-OVR TX-OK TX-ERR TX-DRP TX-OVR Flg

eth0 1500 0 173351491 0 0 0 156580779 0 0 0 BMRU

eth1 1500 0 183024 0 0 0 247635 0 0 0 BMRU

lo 16436 0 547246 0 0 0 547246 0 0 0 LRU

Лекция 13 Диагностика сетей

Лекция 13

Тема: Диагностика сетей

а. Администраторы сети, которые формируют сетевую среду (подавляющее меньшинство).

б. Пользователи сети, кто вынужден эту среду осваивать и в ней жить.

Вторая категория, в силу своего численного превосходства, способна задать столько вопросов, на которые первая, даже будучи столь же многочисленной, не смогла бы ответить. Вопросы бывают простые, например: "Почему не работает электронная почта?" (хотя известно, что вторые сутки за неуплату обесточен весь вычислительный центр). Бывают и сложные: "Как уменьшить задержку отклика, если канал перегружен?"

Число компьютерных сетей увеличивается лавинообразно, растет число больших (>10 ПК) и многопротокольных сетей (802.11, 802.16, 802.17 и т.д.). По мере увеличения сети усложняется ее обслуживание и диагностика, с чем сталкивается администратор при первом же отказе. Наиболее сложно диагностировать многосегментные сети, где ПК разбросаны по большому числу помещений, далеко отстоящих друг от друга. По этой причине сетевой администратор должен начинать изучать особенности своей сети уже на фазе ее формирования и готовить себя и сеть к будущему ремонту.

При возникновении нештатной ситуации администратор должен суметь ответить на ряд вопросов:

Связана проблема с оборудованием или программным обеспечением;

Отказ вызван повреждением программы, неверным выбором конфигурации или ошибочными действиями оператора.

Сетевая диагностика - это получение и обработка информации о состоянии сети.

Документирование сети

Начинать надо с исчерпывающего документирования аппаратной и программной части сети. Администратор всегда должен иметь под рукой схему сети, отвечающую реальному положению на текущий момент, и подробное описание конфигурации программного обеспечения с указанием всех параметров (физические и IP-адреса всех интерфейсов, маски, имена ПК, маршрутизаторов, значения MTU, MSS, TTL и других системных переменных, типовые значения RTT и других параметров сети, измеренных в разных режимах.).

В пределах локальной сети поиск неисправности возможен с помощью временного деления ее на части. По мере интеграции сети в Интернет такие простые меры становятся недостаточными или недопустимыми. Но не следует пренебрегать такими простыми средствами, как проверка отсутствия обрыва или закоротки сетевого кабеля.

Следует помнить, что сетевая диагностика является основой сетевой безопасности. Только администратор, знающий все о том, что происходит в сети, может быть уверен в ее безопасности.

В лекции будет предполагаться, что сеть на физическом уровне использует стандарт Ethernet, а для межсетевой связи протокол TCP/IP (Интернет). Этим перечнем разнообразие сетевых сред не исчерпывается, но многие приемы и программные диагностические средства с успехом могут использоваться и в других случаях. Большинство из рассматриваемых программ работают в среде UNIX, но существуют их аналоги и для других ОС.

Источником диагностической информации может быть компьютер, его процессор, сетевой интерфейс, операционная система, установленная на машине, сетевые перключатели, маршрутизаторы и т.д.

При переходе на стандарты передачи 1 и тем более 10Гбит/с возникают дополнительные проблемы. Обработка таких потоков с целью диагностики может существенно замедлить работу машины. Аналогичные проблемы возникают при построении IPS/IDS-систем, а также антивирусных программ. Впрочем эта проблема становится тяжелой также из-за фантастического роста числа сигнатур (миллионы) атак и вирусов. Одним из способов решения задачи является привлечение аппаратных средств, а также организация нескольких потоков обработки, что достаточно реально для машин с несколькими процессорами.

Программные средства диагностики

В Интернет имеется немало общедоступных специализированных диагностических программных продуктов: Etherfind, Tcpdump , netwatch, snmpman, netguard, ws_watch.

Такие средства входят также и в комплекты поставки большинства стандартных сетевых пакетов для ОС MS-DOS, UNIX, Windows NT, VMS и других: ping, tracetoute, netstat, arp, snmpi, dig (venera.isi.edu /pub), hosts, nslookup, ifconfig, ripquery. Перечисленные выше диагностические программы являются необходимым инструментом для отладки программ, передающих и принимающих пакеты.

Диагностические команды ОС

Таблица 1.

Название команды Назначение

arp Отображает или модифицирует таблицу протокола ARP (преобразование IP в MAC-адреса)

chnamsv Служит для изменения конфигурации службы имен на ЭВМ (для TCP/IP)

chprtsv Изменяет конфигурацию службы печати на ЭВМ-клиенте или сервере

gettable Получает таблицы ЭВМ в формате NIC

hostent Непосредственно манипулирует записями адресного соот-ветствия ЭВМ в конфигурационной базе данных системы

hostid Устанавливает или отображает идентификатор данной ЭВМ

hostname Устанавливает или отображает имя данной ЭВМ

htable Преобразует файлы ЭВМ в формат, используемый программами сетевой библиотеки

ifconfig Конфигурирует или отображает параметры сетевых интерфейсов ЭВМ (для протоколов TCP/IP)

ipreport Генерирует сообщение о маршруте пакета на основе специфицированного маршрутного файла

iptrace Обеспечивает отслеживание маршрута движения пакетов на интерфейсном уровне для протоколов Интернет

lsnamsv Отображает информацию базы данных DNS

lsprtsv Отображает информацию из базы данных сетевой службы печати

mkhost Создает файл таблицы ПК

mknamsv Конфигурирует службу имен клиент ПК (для TCP/IP)

mktcpip Устанавливает требуемые величины для запуска TCP/IP на ЭВМ

namerslv Непосредственно манипулирует записями сервера имен для локальной программы DNS в базе данных конфигурирования системы

netstat Отображает состояние сети

no Конфигурирует сетевые опции

rmnamsv Удаляет TCP/IP службу имен из ЭВМ

rmprtsv Удаляет службу печати на машине клиента или сервере

route Служит для ручного манипулирования маршрутными таб-лицами

ruptime Отображает состояние каждой ЭВМ в сети

ruser Непосредственно манипулирует записями в трех отдельных системных базах данных, которые регулируют доступом внешних ЭВМ к программам

securetcpip Активизирует сетевую безопасность

setclock Устанавливает время и дату для ЭВМ в сети

slattach Подключает последовательные каналы в качестве сетевых интерфейсов

timedc Присылает информацию о демоне timed

trpt Выполняет отслеживание реализации протокола для TCP-сокетов

Для того чтобы диагностировать ситуацию в сети, необходимо представлять себе взаимодействие различных ее частей в рамках протоколов TCP/IP и иметь некоторое представление о работе Ethernet .

Сети, следующие рекомендациям Интернет, имеют локальный сервер имен (DNS, RFC-1912, -1886, -1713, -1706, -1611-12, -1536-37, -1183, -1101, -1034-35; цифры, напечатанные полужирным шрифтом, соответствуют кодам документов, содержащим описания стандартов), служащий для преобразования символьного имени сетевого объекта в его IP-адрес. Обычно эта машина базируется на ОС UNIX.

DNS-сервер обслуживает соответствующую базу данных, которая хранит много другой полезной информации. Многие ПК имеют SNMP-резиденты (RFC-1901-7, -1446-5, -1418-20, -1353, -1270, -1157, -1098), обслуживающие управляющую базу данных MIB (RFC-1792, -1748-49, -1743, -1697, -1573, -1565-66, -1513-14, -1230, -1227, -1212-13), содержимое которой поможет также узнать много интересного о состоянии вашей сети. Сама идеология Интернет предполагает богатую диагностику (протокол ICMP, RFC-1256, 1885, -1788, -792).

Использование протокола ICMP

Протокол ICMP используется в наиболее популярной диагностической программе ping (входит в поставку практически всех сетевых пакетов). Возможная форма вызова этой программы имеет вид:

ping <имя или адрес ЭВМ или другого объекта> [размер пакета] [число посылок]

В различных реализациях программа ping имеет много различных опций, которые позволяют измерять статистические характеристики канала (например, потери), определение задержки в канале (RTT), отображение посылаемых пакетов и получаемых откликов, а также определение маршрута до интересующего объекта. Ping используется для определения доступности сервис-провайдера и т.д.

Ниже приведен пример использования команды tracetoute, которая во многом эквивалентна ping (но базируется непосредственно на IP, используя соответствующие опции):

traceroute kirk.Bond.edu.au

Программа traceroute посылает по три пакета с нарастающими значениями TTL, если отклик на пакет не получен печатается символ *. Большие задержки (RTT) в приведенном примере определяются спутниковыми каналами связи (время распространения сигнала до спутника!).

Для того чтобы правильно реагировать на нештатные ситуации, надо хорошо представлять себе, как сеть должна работать в нормальных условиях. Для этого надо изучить сеть, ее топологию, внешние связи, конфигурацию программного обеспечения центральных серверов и периферийных ПК. Следует иметь в виду, что изменение конфигурации является обычно привилегией системного администратора и в любых сомнительных случаях нужно обращаться к нему. Неквалифицированные действия при реконфигурировании системы могут иметь катастрофические последствия.

Применение DNS для целей диагностики

Как уже отмечалось выше, одним из важнейших частей любого узла Интернет является сервер имен (DNS). Конфигурация DNS-сервера определяется тремя файлами: named.boot, named.ca и named.local. Зонная информация содержится в файле named.rev, а данные о локальном домене в файле named.hosts. Отладка, контроль и диагностика DNS-сервера осуществляется с использованием программ nslookup (или dig).

DNS-сервер весьма важный объект узла, от него зависит скорость обслуживания запросов и надежность системы в целом. Именно по этой причине помимо основного любой узел имеет несколько вторичных DNS-серверов.

Программа ifconfig служит для контроля состояния сетевых интерфейсов, их конфигурирования и проверки. С помощью этой команды интерфейсу присваивается IP-адрес, субсетевая маска и широковещательный адрес.

Применение NETSTAT

Одной из наиболее информативных команд является netstat (за исчерпы-вающим описанием опций и методов применения отсылаю к документации на ваше сетевое программное обеспечение).

Эта команда может вам дать информацию о состоянии интерфейсов на ПК, где она исполнена: netstat -i

В последнее время появилось несколько комплексных (общедоступных) пакетов диагностики (NetWatch, WS_watch, SNMPMAN, Netguard и др.). Некоторые из этих пакетов позволяют построить графическую модель тестируемой сети, выделяя цветом или с помощью вариации картинок работающие ЭВМ. Программы, использующие протокол SNMP, проверяют наличие посредством специального запроса доступность SNMP-демона, с помощью ICMP-протокола определяют работоспособность ЭВМ, после чего отображают переменные и массивы данных из управляющей базы данных MIB (если эта база имеет уровень доступа public). Это может делаться автоматически или по запросу оператора. SNMP-протокол позволяет мониторировать вариации загрузки отдельных сегментов сети пакетами UDP, TCP, ICMP и т.д., регистрируя количество ошибок по каждому из активных интерфейсов. Для решения этой задачи можно использовать соответствующую программу, которая регулярно опрашивает MIB интересующих вас ЭВМ, а полученные числа заносятся в соответствующий банк данных. При возникновении нештатной ситуации администратор сети может просмотреть вариации потоков в сегментах сети и выявить время и причину сбоя в системе. Аналогичные данные можно получить с помощью программы, переводящей интерфейс Ethernet в режим приема всех пакетов (mode=6). Такая программа допускает получение данных по всем типам пакетов, циркулирующих в данном кабельном сегменте.

Определенный интерес может представлять диагностическая программа ttcp, которая позволяет измерять некоторые характеристики TCP- или UDP-обменов между двумя узлами.

При переходе сетей в гигабитный диапазон скоростей, в частности на 10Гбит/с, возникают трудности мониторинга состояния сети.

Под диагностикой принято понимать измерение характеристик и мониторинг показателей работы сети в процессе ее эксплуатации, без остановки работы пользователей.

Диагностикой сети является, в частности, измерение числа ошибок передачи данных, степени загрузки (утилизации) ее ресурсов или времени реакции прикладного ПО.

Тестирование - это процесс активного воздействия на сеть с целью проверки ее работоспособности и определения потенциальных возможностей по передаче сетевого трафика. Как правило, оно проводится с целью проверить состояние кабельной системы (соответствие качества требованиям стандартов), выяснить максимальную пропускную способность или оценить время реакции прикладного ПО при изменении параметров настройки сетевого оборудования или физической сетевой конфигурации.

Поиск неисправностей в сети аппаратными средствами.

Условно, оборудование для диагностики, поиска неисправностей и сертификации кабельных систем можно поделить на четыре основные группы:

1. Приборы для сертификации кабельных систем, произодящие все необходимые тесты для сертификации кабельных сетей, включая определение затухания, отношения сигнал-шум, импеданса, емкости и активного сопротивления.

2. Сетевые анализаторы – это эталонные измерительные инструменты для диагностики и сертификации кабелей и кабельных систем. Сетевые анализаторы содержат высокоточный частотный генератор и узкополосный приемник. Передавая сигналы различных частот в передающую пару и измеряя сигнал в приемной паре, можно измерить затухание в линии и ее характеристики.

3. Кабельные сканеры позволяют определить длину кабеля, затухание, импеданс, схему разводки, уровень электрических шумов и оценить полученные результаты. Для определения местоположения неисправности кабельной системы (обрыва, короткого замыкания и т.д.) используется метод «кабельного радара», или Time Domain Reflectometry (TDR). Суть эго метода состоит в том, что сканер излучает в кабель короткий электрический импульс и измеряет время задержки до прихода отраженного сигнала. По полярности отраженного импульса определяется характер повреждения кабеля (короткое замыкание или обрыв). В правильно установленном и подключенном кабеле отраженный импульс отсутствует.

4. Тестеры (омметры) – наиболее простые и дешевые приборы для диагностики кабеля. Они позволяют определить непрерывность кабеля, однако, в отличие от кабельных сканеров, не обозначают, где произошел сбой. Проверка целостности линий связи выполняется путем последовательной «прозвонки» витых пар с помощью омметра.

Подключение персонального компьютера к локальной сети

Первое, что нужно сделать – это убедиться в работоспособности сетевой карты компьютера/ноутбука и наличии установленных драйверов. Еще одна немаловажная деталь, необходимая для локальной сети – это свитч (коммутатор) и сам сетевой кабель. Вместо коммутатора можно использовать Wi-Fi роутер. Но количество портов будет ограничено, зато в качестве бонуса будет доступ к сети интернет.

Подключение к локальной сети происходит в следующей последовательности.

Сетевой кабель присоединаятся к коммутатору и сетевой карте компьютера. Далее включается компьютер и свитч. ОС загрузится, примерно за это же время свитч-роутер мигнет лампочками, и можно приступать к настройкам сетевых параметров: надо перейти в «Панель управления» – «Просмотр состояния сети и задач» – «Изменение параметров адаптера» – «ПКМ» – «Свойства» – «Настроить IP-адрес компьютера» – «Протокол Интернета версии 4» – «Свойства». Ввести IP-адрес в формате «192.168.YYY.ХХХ». Нажать на маску сети один раз, она установится автоматически. Необходимо учесть, что последние два блока чисел и маска сети должны совпадать с адресами той сети, к которой настраивается подключение. Например, если сеть «192.168.1.ХХХ», то «1» - это номер подсети, а «ХХХ» - любое число от 1 до 254. После настройки нужно нажать «ОК».

Далее нужно установить рабочую группу, это необходимо для отображения компьютера в соответствующей группе. В офисе, например, в группе «Бухгалтерия» будут рабочие машины только из отдела «Бухгалтерия». Далее надо зайти в свойства «Мой компьютер» – «Изменить параметры». В свойствах системы нажать «Изменить», для присоединения компьютера к рабочей группе. Ввести имя компьютера и рабочую группу. Нажать «ОК» и перезагрузить ПК для вступления изменений в силу.

Еще один вариант подключения – беспроводной. Этот способ пригоден только при наличии Wi-Fi роутера. Для этого понадобятся Wi-Fi адаптер (для установки внутрь или USB-порта) и Wi-Fi роутер. Нужно подключить адаптер. Система автоматически распознает его, установит для него драйверы или попросит вставить диск с драйверами. В системном лотке рядом с часами отобразится значок беспроводной сети. Далее надо нажать на него, появится список доступных для подключения сетей, в котором нужно найти свою и подключиться. В этом случае достаточно только установить домашнюю группу, IP-адрес будет присвоен автоматически. В ноутбуке уже встроены сетевая карта и Wi-Fi адаптер.

Подключение персонального компьютера к сети интернет

Для подключения компьютера к ПК необходимо проделать следующее: «Пуск» – «Панель управления» – «Сеть и Интернет» – «Центр управления сетями и общим доступом» – «Изменение параметров адаптера» – «Сетевые подключения» – «Подключение по локальной сети» – «ПКМ» – «Свойства» – «Сеть» – «Протокол Интернета версии 4 (ТСР/IPv4)» – «Свойства». В последующем окне нужно поставить отметки напротив функций «Получить IP-адрес автоматически» и «Получить адрес DNS-сервера автоматически».

Подключая компьютер к беспроводной сети Wi-Fi, нужно произвести следующие действия: перейти в «Центр управления сетями и общим доступом» – «Подключение к сети». Справа всплывет окно, в котором показаны настройки подключения к сети. Нужно убедиться, не активен ли режим «в самолете» – он должен быть выключен. Ниже будет предоставлен список доступных подключений. Нужно выбрать сеть и подключиться. Можно также поставить отметку напротив строки «Подключаться автоматически» – компьютер будет сам подключаться к этой сети, если она доступна. Обычно при проверке требований сети требуется ввести пароль, но иногда бывает и бесплатный Wi-Fi.

Изучение АСУ предприятия

Автоматизированная система управления (сокращённо АСУ) – комплекс аппаратных и программных средств, а также персонала, предназначенный для управления различными процессами в рамках технологического процесса, производства, предприятия. АСУ применяются в различных отраслях промышленности, энергетике, транспорте и т.п. Термин «автоматизированная», в отличие от термина «автоматическая», подчёркивает сохранение за человеком-оператором некоторых функций, либо наиболее общего, целеполагающего характера, либо не поддающихся автоматизации. АСУ с системой поддержки принятия решений (СППР) являются основным инструментом повышения обоснованности управленческих решений.

Важнейшая задача АСУ – повышение эффективности управления объектом на основе роста производительности труда и совершенствования методов планирования процесса управления. Различают автоматизированные системы управления объектами (технологическими процессами – АСУТП, предприятием – АСУП, отраслью – ОАСУ) и функциональные автоматизированные системы, например, проектирование плановых расчётов, материально-технического снабжения и т.д.

В общем случае, систему управления можно рассматривать в виде совокупности взаимосвязанных управленческих процессов и объектов. Обобщенной целью автоматизации управления является повышение эффективности использования потенциальных возможностей объекта управления. Таким образом, можно выделить ряд целей:

­ предоставление лицу, принимающему решение (ЛПР), релевантных данных для принятия решений;

­ ускорение выполнения отдельных операций по сбору и обработке данных;

­ снижение количества решений, которые должно принимать ЛПР;

­ повышение уровня контроля и исполнительской дисциплины;

­ повышение оперативности управления;

­ снижение затрат ЛПР на выполнение вспомогательных процессов;

­ повышение степени обоснованности принимаемых решений.

В состав АСУ входят следующие виды обеспечений: информационное, программное, техническое, организационное, метрологическое, правовое и лингвистическое.

Основными классификационными признаками, определяющими вид АСУ, являются:

­ сфера функционирования объекта управления (промышленность, строительство, транспорт, сельское хозяйство, непромышленная сфера и т. д.);

­ вид управляемого процесса (технологический, организационный, экономический и т. д.);

­ уровень в системе государственного управления.

Функции АС устанавливают в техническом задании на создание конкретной АСУ на основе анализа целей управления, заданных ресурсов для их достижения, ожидаемого эффекта от автоматизации и в соответствии со стандартами, распространяющимися на данный вид АСУ. Каждая функция АСУ реализуется совокупностью комплексов задач, отдельных задач и операций. Функции АСУ в общем случае включают в себя следующие элементы (действия):

­ планирование и (или) прогнозирование;

­ учет, контроль, анализ;

­ координацию и (или) регулирование.

Необходимый состав элементов выбирают в зависимости от вида конкретной АСУ. Функции АСУ можно объединять в подсистемы по функциональному и другим признакам.

И представляет собой осмотр созданной сети на предмет ее соответствия принятым стандартам. Серьезный и грамотный подход к тестированию лвс обеспечивает гарантию длительной, устойчивой и полноценной работы локальной сети и позволяет свести к минимуму работы в соответствии с таким немаловажным этапом, как диагностика сети.

Тестирование ЛВС включает в себя следующие этапы:

• проверка кабель-каналов
• осмотр рабочих узлов
• тестирование коммутационного оборудования

На этапе осмотра кабельных каналов проверяется целостность кабеля, правильность расположения кабельных жгутов, а также расположение кабельных трасс относительно источников помех и соответствие кабельной системы требованиям стандартов. Осмотр рабочих мест выявляет правильность прокладки кабеля вблизи розеточных модулей, а также наличие маркировки. Тестирование коммутационного оборудования определяет текущее состояние сети на предмет ее соответствия документации.

По результатам тестирования составляется отчет - документ, содержащий в себе выводы о техническом состоянии лвс и перечень рекомендаций по устранению выявленных неполадок, текущей эксплуатации и путям развития и модернизации сети в будущем.

Диагностика ЛВС и средства ее осуществления

Диагностика ЛВС является важной составляющей администрирования локальной сети и представляет собой процесс поиска неисправностей, замедляющих работу программного обеспечения и сети в целом. Последние можно условно разделить на три основные группы:

• физические неисправности
• ошибки в работе сетевых протоколов
• перегрузки в сети

Неисправности физического уровня связаны с выходом из строя сетевых устройств и компонентов. Перегрузки возникают вследствие невозможности сетевых устройств справиться с объемом поступающих к нему запросов. Ошибки в работе протоколов ведут к проблемам взаимодействия сетевых устройств друг с другом.

Для осуществления качественной диагностики ЛВС в мире разработано множество различных диагностических средств, позволяющих быстро определять причины сбоев в работе сетей. В области сетевой диагностики применяется, в частности, специализированное оборудование, такое как анализаторы сетевых протоколов, приборы мониторинга функционирования сети, кабельные и сетевые тестеры, а также специализированное тестирующее программное обеспечение. Так, обнаружить физическую неисправность можно с помощью простейших тестеров, проверяющих работу канала, а инструментальная диагностика ошибок, связанных с перегрузками и некорректной работой сетевых протоколов, осуществляется при помощи сетевых тестеров и анализаторов протоколов.

Значительная часть вышеперечисленных приборов имеет достаточно высокую цену, и это является одной из главных причин воспользоваться для проведения диагностики лвс услугами сторонних компаний, уже имеющих в своем распоряжении данное оборудование. Кроме того, даже если Вы решите приобрести такое оборудование и заниматься диагностикой лвс Вашего предприятия, что называется, «не отходя от кассы», совершенно не факт, что Ваш штатный системный администратор успешно справится с подобной задачей: ведь опыт и интуицию, в отличие от кабельных тестеров, не купишь.

Компания «Флайлинк» специализируется на разработке, установке и тестировании ЛВС, а также диагностике и обслуживании не первый год. В нашем распоряжении - самое передовое оборудование и технологии, а многочисленные положительные отзывы Клиентов подтверждают высочайшую квалификацию наших специалистов и качество выполненных работ.