Практическая работа № 1 Утилиты tcp/ip

Цель работы: Изучить назначение основных утилит стека TCP/IP и произвести диагностику сетевого программного и аппаратного обеспечения ПК

Теоретический блок

Поддержка протоколов TCP/IP включена практически во все ОС с сетевыми возможностями, и в большинстве случаев в стек TCP/IP входит набор утилит, позволяющих получать информацию о различных протоколах и о сети в целом. По традиции эти утилиты запускаются из командной строки (Пуск->Выполнить->cmd), хотя для некоторых из них созданы и варианты с графическим интерфейсом. Часто даже в разных ОС программы TCP/IP имеют один и тот же синтаксис.

Ping

Ping — основная утилита TCP/IP, включенная практически во все реализации: ping — в UNIX, PING.EXE — в Microsoft Windows. Суть действия Ping — проверка работы стека TCP/IP на другой системе. С помощью протокола ICMP (Internet Control Message Protocol) программа Ping генерирует серию сообщений Echo Request и отправляет их компьютеру, имя или IP-адрес которого Вы указали в командной строке. В простейшем варианте вызов Ping выглядит так:

ping <целевая система>

Здесь <целевая система> — это IP-адрес или имя компьютера в сети. В команде Ping можно применять имена как DNS, так и NetBIOS. Перед отправкой сообщения Echo Request программа преобразует имя в IP-адрес и выводит этот адрес на экран. Получив адресованное ему сообщение Echo Request, любой TCP/IP-компьютер генерирует сообщение Echo Reply и передает его отправителю. Получив сообщение Echo Reply, компьютер, на котором запущена Ping, выводит на экран приблизительно такую информацию:

Обмен пакетами с cz1 [192.168.2.10] по 32 байт:

Ответ от 192.168.2.10: число байт=32 врем < 10мс TTL=128

Ответ от 192.168.2.10: число байт=32 врем < 10мс ТТL=128

Ответ от 192.168.2.10: число байт=32 врем < 10мс TTL=128

Ответ от 192.168.2.10: число байт=32 врем < 10мс ТТL=128

Статистика Ping для 192.168.2.10:

Пакетов: послано = 4, получено = 4, потеряно = 0 (0% потерь), Приблизительное время передачи и приема:

наименьшее = 0мc, наибольшее = 0мc, среднее = 0мc

В данной реализации Ping (из Windows 98) на экран выводятся IP-адрес компьютера, которому направляются сообщения Echo Requests, число байтов в каждом запросе, время, прошедшее между отправкой запроса и получением ответа на него, и значение из поля TTL в заголовке IP. В этом примере целевой компьютер находится в той же ЛВС, поэтому время обмена сообщениями очень мало, менее 10 миллисекунд. Для компьютеров в Интернете оно, как правило, больше. Успешное завершение работы Ping в данном примере означает, что сетевое оборудование целевого компьютера функционирует должным образом; исправно работают и протоколы, по крайней мере, вплоть до протоколов сетевого уровня модели OSI. Если проверка соединения с помощью Ping закончилась неудачей, приходится констатировать, что у одного или у обоих компьютеров что-то не в порядке с сетевым оборудованием или ПО.

Синтаксис

ping [-t] [-a] [-n счетчик] [-l размер] [-f] [-i TTL] [-v тип] [-r счетчик] [-s счетчик] [{-j список_узлов | -k список_узлов}] [-w интервал] [имя_конечного_компьютера]

Параметры утилиты Ping

-t Задает для команды ping отправку сообщений с эхо-запросом к точке назначения до тех пор, пока команда не будет прервана. Для прерывания команды и вывода статистики нажмите комбинацию клавиш CTRL+BREAK. Для прерывания команды ping и выхода из нее нажмите клавиши CTRL+C..

-a Задает разрешение обратного имени по IP-адресу назначения. В случае успешного выполнения выводится имя соответствующего узла.

-n счетчик (количество отпровляемых пакетов) Задает число отправляемых сообщений с эхо-запросом. По умолчанию используется 4 сообщения.

-l размер Задает длину (в байтах) поля данных в отправленных сообщениях с эхо-запросом. По умолчанию - 32 байта. Максимальный размер – 65527.

-f Задает отправку сообщений с эхо-запросом с флагом Don't Fragment в IP-заголовке, установленном на 1. Сообщения с эхо-запросом не фрагментируются маршрутизаторами на пути к месту назначения. Этот параметр полезен для устранения проблем, возникающих с максимальным блоком данных для канала (Maximum Transmission Unit).

-i TTL Задает значение поля TTL в IP-заголовке для отправляемых сообщений с эхо-запросом. По умолчанию берется значение TTL, заданное по умолчанию для узла. Для узлов Windows XP это значение обычно равно 128. Максимальное значение TTL – 255.

-v тип Задает значение поля типа службы (TOS) в IP-заголовке для отправляемых сообщений с эхо-запросом. По умолчанию это значение равно 0. тип - это десятичное значение от 0 до 255.

-r счетчик Задает параметр записи маршрута (Record Route) в IP-заголовке для записи пути, по которому проходит сообщение с эхо-запросом и соответствующее ему сообщение с эхо-ответом. Каждый переход в пути использует параметр записи маршрута. По возможности значение счетчика задается равным или большим, чем количество переходов между источником и местом назначения. Параметр счетчик имеет значение от 1 до 9.

-w интервал Определяет в миллисекундах время ожидания получения сообщения с эхо-ответом, которое соответствует сообщению с эхо-запросом. Если сообщение с эхо-ответом не получено в пределах заданного интервала, то выдается сообщение об ошибке Request timed out. Интервал по умолчанию равен 4000 (4 секунды).

Ifconfig и lpconfig.exe

В системах под управлением UNIX имеется программа ifconfig (interface configuration — конфигурация интерфейса), позволяющая назначать параметры конфигурации TCP/IP конкретному сетевому интерфейсу. Запустив ifconfig, указав в качестве параметра только имя интерфейса, Вы увидите на экране его текущую конфигурацию. Версия этой программы для Windows 2000/NT называется lpconfig.exe. Она позволяет только просматривать конфигурацию, но не менять ее. Графическая версия этой программы в Windows 95/98/Ме называется Winipcfg.exe.

Прописав команду ipconfig в командной строке Windows 2000 с переключателем /all, то вы увидите на экране более подробную информацию: имя компьютера, тип узла, физический адрес (МАС-адрес), DHCP-сервер, маску подсети, DNS-сервер, основной шлюз и т.д.

Запустив ту же программу без переключателей, Вы увидите лишь основные конфигурационные параметры.

Traceroute

Утилита Traceroute отображает путь, по которому пакеты добираются до места назначения. Точнее, Traceroute отображает список маршрутизаторов, которые в настоящий момент пересылают пакеты по направлению к целевой системе (в силу самой природы IP-маршрутизации пути эти от минуты к минуте меняются).

Как и Ping, Traceroute пользуется сообщениями ICMP Echo Request и Echo Reply, но при этом изменяет значение поля TTL в заголовке IP. Поле TTL нужно для того, чтобы пакеты в странствованиях по сети не зацикливались и не путешествовали по ней вечно. Компьютер, отправляющий пакет, обычно записывает в поле TTL довольно большое число (в Windows оно по умолчанию равно 128). Каждый маршрутизатор, которому приходится обрабатывать пакет, уменьшает величину TTL на единицу. Если значение на пути к цели достигает нуля, очередной маршрутизатор «выбрасывает» пакет и передает отправителю сообщение ICMP об ошибке.

Когда Вы запускаете программу Traceroute, указав имя или IP-адрес целевого компьютера, первую серию сообщений Echo Request она отправляет со значением TTL равным 1. Сообщения передается первому маршрутизатору на пути к целевой системе. Он уменьшает значения в их полях TTL до нуля, отказывается от дальнейшей передачи пакетов и сообщает отправителю об ошибке. В сообщении об ошибке содержится адрес маршрутизатора, который программа Traceroute отображает на экране в виде первого транзита на пути к месту назначения. Во второй рассылке сообщений Echo Request в поле TTL подставляется 2, и путь пакетов обрывается на втором маршрутизаторе. В третьем наборе сообщений Echo Request значение поля TTL равно 3 и т. д. Каждый набор пакетов проходит по сети на один транзит дальше, чем предыдущий, заставляя посылать сообщения об ошибке все более далекие маршрутизаторы. Список этих маршрутизаторов программа Traceroute отображает на экране в виде пути пакета к целевой системе:

Трассировка маршрута к www.abccorp.co.uk [173.146.1.1] с максимальным числом переходов 30:

1 <10 мс 1 мс <10 мс 192.168.2.99

2 105 мс 92 мс 98 мс qrvl-67terminal01.epoch.net [199.24.67.3]

3 101 мс 110 мс 98 мс qrvl.epoch.net [199.24.67.1]

4 123 мс 109 мс 118 мс svcr03-7b.epoch.net [199.24.103.125]

5 123 мс 112 мс 114 мс clsm02-2.epoch.net [199.24.88.26]

6 136 мс 130 мс 133 мс sl-gw19-pen-6-1-0-T3.sprintlink.net [144.228.116.5]

7 143 мс 126 мс 138 мс sl-bb10-pen-4-3.sprintlink.net [144.232.5.117]

8 146 мс 129 мс 133 мс sl-bb20-pen-12-0.sprintlink.net [144.232.5.1]

9 131 мс 128 мс 139 мс sl-bb20-nyc-13-0.sprintlink.net [144.232.18.38]

10 130 мс 134 мс 134 мс sl-gw9-nyc-8-0.sprintlink.net [144.232.7.94]

11 147 мс 149 мс 152 мс sl-demon-1-0.sprintlink.net [144.232.173.10]

12 154 мс 146 мс 145 мс ny2-backbone-1-geO21. router.deinon.net [195.173.173.121]

13 230 мс 225 мс 226 мс tele-backbone-1-ge023.router.demon.net [195.173.173.12]

14 233 мс 220 мс 226 мс tele-core-3-fxp1.router.demon.net [194.159.252.56]

15 223 мс 224 мс 224 мс tele-access-1-14.router.demon.net [194.159.254.245]

16 236 мс 221 мс 226 мс tele-service-2-165.router.demon.net [194.159.36.149]

17 220 мс 224 мс 210 мс www.abccorp.co.uk [173.146.1.1] Трассировка завершена.

В этом примере Traceroute отображает путь от компьютера в Пенсильвании к компьютеру в Великобритании. Для каждого перехода приводятся интервалы, прошедшие между передачей и приемом трех наборов сообщений Echo Request и Echo Reply. Очень хорошо заметна точка, начиная с которой пакетам приходится пересекать Атлантический океан: на 13 транзите интервал между передачей и приемом возрастает примерно со 150 до 230 миллисекунд (мс) и сохраняет столь же высокое значение в последующих переходах. Задержка порядка 80 мс как раз и представляет собой время, необходимое пакетам для преодоления многих тысяч миль водного пространства.

Утилита Traceroute — удобное средство для локализации проблем с коммуникациями в сети. Ping просто сообщает о наличии неисправности, но не говорит, где именно она произошла. Невозможность установки контакта с удаленным компьютером может означать проблему на Вашей рабочей станции, на удаленном компьютере или на любом маршрутизаторе между ними. Traceroute сообщит Вам, как далеко удалось уйти пакетам, прежде чем они столкнулись с какими-то трудностями.

Синтаксис: tracert ip-адрес или доменное имя

Например: tracert ya.ru

Параметры:

-h максимальное_число_переходов Задает максимальное количество переходов на пути при поиске конечного объекта. Значение по умолчанию равно 30. Пример: tracert –h2 corp7.microsoft.com (количество прыжков равно 2)

-j список_узов Указывает для сообщений с эхо-запросом использование параметра свободной маршрутизации в заголовке IP с набором промежуточных мест назначения, указанных в списке узлов. При свободной маршрутизации успешные промежуточные места назначения могут быть разделены одним или несколькими маршрутизаторами. Максимальное число адресов или имен в списке — 9. Список адресов представляет набор IP-адресов (в точечно-десятичной нотации), разделенных пробелами. Пример: tracert -j 10.12.0.1 10.29.3.1 10.1.44.1 corp7.microsoft.com (выполняется трассировка пути к узлу corp7.microsoft.com и используются узлы 10.12.0.1-10.29.3.1-10.1.44.1)

ARP

С помощью протокола ARP (Address Resolution Protocol) TCP/IP-компьютер преобразует IP-адреса в аппаратные, необходимые протоколам сетевого уровня для отправки кадров. IP использует ARP для определения аппаратного адреса, по которому нужно передавать дейтаграммы. Чтобы сократить объем сетевого трафика, генерируемого ARP, компьютер сохраняет разрешенные аппаратные адреса в кэше (на срок от 2 до 10 минут) на тот случай, если компьютеру понадобится отправить по этому же адресу дополнительные пакеты.

В комплект Windows входит утилита командной строки Агр.ехе, с помощью которой можно управлять содержимым кэша ARP, например, добавлять в него аппаратные адреса компьютеров, к которым Вы часто обращаетесь, чтобы сэкономить немного времени и сократить сетевой трафик. Адреса, добавленные в кэш вручную, являются статическими, то есть не удаляются из него даже по истечении положенного срока. Кэш хранится в оперативной памяти, поэтому его содержимое стирается при перезагрузке компьютера. Чтобы адреса помещались в кэш при загрузке, запишите нужные команды в пакетный файл и поместите его в папку Автозагрузка (Windows Startup).

Синтаксис программы Агр.ехе таков:

ARP [-a {ipaddress}] [-n ipaddress] [-s ipaddress hwaddress {interface}] [-d ipaddress {interface}]

• -a {ipaddress} — отобразить содержимое кэша ARP. В переменной ipaddress можно указать конкретный адрес, информацию для которого Вы хотите увидеть.

• -n ipaddress — отобразить содержимое кэша ARP для сетевого интерфейса, адрес которого указан в переменной ipaddress.

• -s ipaddress hwaddress {interface} — добавить запись о компьютере с IP-адресом ipaddress и аппаратным адресом hwaddress в кэш ARP для сетевого интерфейса interface.

• -d ipaddress {interface} — удалить из кэша ARP информацию о компьютере, IP-адрес которого указан в переменной ipaddress. Необязательная переменная interface задает сетевой интерфейс, из кэша которого нужно удалить запись.

На компьютере с Windows 98 результат работы программы Аrр выглядит так:

Interface: 192.168.2.6 on Interface 0x1000003 Internet Address Physical Address Type

192.168.2.10 00-50-8b-e8-39-7a dynamic

192.168.2.99 08-00-4e-a5-70-0f dynamic

Netstat

Netstat — утилита командной строки, отображающая информацию о текущих сетевых подключениях ТСР/IР-компьютера и о трафике, генерируемом различными протоколами TCP/IP. На компьютерах с

UNIX эта программа называется netstat, на компьютерах с Windows — Netstat.exe. Переключатели в различных реализациях используются несколько разные, но отображаемая информация везде одна и та же. В Windows синтаксис Netstat.exe таков:

NETSTAT [interval] [-а] [-р protocol] [-n] [-е] [-г] [-s]

• interval — обновлять информацию каждые interval секунд, пока пользователь не прервет выполнение команды.

• -а — отобразить информацию о текущих сетевых подключениях и о портах, в настоящий момент ожидающих входящих сетевых подключений.

• -р protocol — отобразить активные сетевые подключения для протокола protocol.

• -n — выводить IP-адреса компьютеров, а не их имена (используется в сочетании с другими параметрами).

• -е — отобразить статистику входящего и исходящего трафика для сетевого интерфейса, с разделением на байты, одноадресные пакеты, многоадресные пакеты, отброшенные пакеты, ошибки и неизвестные протоколы.

• -г — отобразить таблицу маршрутизации и активные подключения.

• -s — отобразить подробную статистику сетевого трафика для протоколов IP, ICMP, TCP и UDP.

На компьютере с Windows 98 список сетевых подключений, выведенный программой Netstat, выглядит так:

Активные подключения

Имя Локальный адрес Внешний адрес Состояние

TCP CZ6:epmap CZ6.zacker1.com:0 LISTENING

TCP CZ6:microsoft-ds CZ6.zacker1,com:0 LISTENING

TCP CZ6:1051 CZ6.zacker1.com:0 LISTENING

TCP CZ6:1070 CZ6.zacker1.com:0 LISTENING

TCP CZ6:2883 CZ6.zackeri.com:0 LISTENING

TCP CZ6:3348 CZ6. zackeri. conr.O LISTENING