Лабораторна робота №4

Тема: Комутація в мережах Ethernet

Мета: Вивчити принципи комутації

Методичні вказівки:

MAC-адреса (Media Access Control — управління доступом до середовища) — це унікальний ідентифікатор, що зіставляється із різними типами устаткування для комп'ютерних мереж. Більшість мережевих протоколів канального рівня використовують один з трьох просторів MAC-адресів, керованих IEEE: MAC-48, EUI-48 і EUI-64. Адреси в кожному з просторів теоретично мають бути глобально унікальними

У широкомовних мережах (таких, як мережі на основі Ethernet) MAC-адрес дозволяє унікально ідентифікувати кожен вузол мережі і доставляти дані тільки цьому вузлу. Таким чином, MAC-адреса формують основу мереж на канальному рівні, яку використовують протоколи більш високого рівня. Для перетворення MAC-адресов в адреси мережевого рівня і назад застосовуються спеціальні протоколи (наприклад, ARP і RARP в мережах TCP/IP).

Стандарти IEEE визначають 48-розрядну (6 октетів) MAC-адрес, яка роздільна на чотири частини.

Перші 3 октети (в порядку їх передачі по мережі; старші 3 октети, якщо розглядати їх в традиційній бит-реверсной шістнадцяткового запису MAC-адресів) містять 24-бітовий унікальний ідентифікатор організації (OUI), або (Код MFG - Manufacturing, виробника), який виробник отримує в IEEE. При цьому використовуються тільки молодші 22 розряди (бита), 2 старші мають спеціальне призначення:

· перший біт вказує, для одиночного (0) або групового (1) адресата призначений кадр

· наступний біт вказує, чи є MAC-адрес глобально (0) або що локально (1) адмініструється.

Наступні три октети вибираються виробником для кожного примірника пристрою. За винятком мереж системної мережевої архітектури SNA.

Таким чином, MAC-адрес пристрою, що глобально адмініструється, глобально унікальна і зазвичай «захист» в апаратуру.

Адміністратор мережі має можливість, замість використання «зашитого», призначити пристрою MAC-адрес на свій розсуд. Така MAC-адрес, що локально адмініструється, вибирається довільно і може не містити інформації про OUI Ознакою адреси, що локально адмініструється, є відповідний біт першого октету адреси (див. вище).

Для того, щоб дізнатися про MAC-адрес мережевого пристрою використовуються наступні команди:

Windows — ipconfig/all — детальніше розписує — який мак до чого відноситься.

Windows — getmac

Linux — ifconfig -a grep HWaddr

FREEBSD — ifconfig grep ether

ARP протокол (Address Resolution Protocol — протокол розрахування адрес) — протокол мережевого рівня (Network Link layer), призначений для перетворення IP-адресів (адрес мережевого рівня) в MAC-адреса (адреси канального рівня) в мережах TCP/IP. Він визначений в RFC 826.

Кожен вузол мережі має дві адреси, фізична адреса і логічна адреса. У мережі Ethernet для ідентифікації джерела і одержувача інформації використовуються обидві адреси. Інформація, що пересилається від одного комп'ютера іншому по мережі, містить в собі фізичну адресу відправника, IP-адреса відправника, фізичну адресу одержувача і IP-адреса одержувача. ARP-протокол забезпечує зв'язок між цими двома адресами. Існує чотири типи ARP-повідомлення: ARP-запит (ARP request), ARP-відповідь (ARP reply), RARP-запит (RARP-request) і RARP-відповідь (RARP-reply). Локальний хост за допомогою ARP-запит запрошує фізичну адресу хоста-одержувача. Відповідь (фізична адреса хоста-одержувача) приходить у вигляді ARP-відповіді. Хост-одержувач, разом з відповіддю, шле також RARP-запит, адресований відправникові, для того, щоб перевірити його IP-адрес. Потім перевірки IP-адреси відправника починається передача пакетів даних.

Перед тим, як створити підключення до якого-небудь пристрою в мережі, IP-протокол перевіряє свій ARP-кеш, щоб з'ясувати, чи не зареєстрована в нім вже потрібна для підключення інформація про хости-одержувачі. Якщо такого запису в ARP-кеші немає, то виконується широкомовний ARP-запит. Цей запит для пристроїв в мережі має наступний сенс: «Хто-небудь знає фізичну адресу пристрою, що володіє наступною IP-адресою?» Коли одержувач прийме цей пакет, то повинен буде відповісти: «Так, це моя IP-адреса. Моя фізична адреса наступна:....» Після цього відправник відновить свій ARP-кеш, і буде здібний передати інформацію одержувачеві.

Після того, як IP-адреса пройшла процедуру дозволу адреси, він залишається в кеші протягом 2-х хвилин. Якщо протягом цих двох хвилин сталася повторна передача даних за цією адресою, то час зберігання запису в кеші продовжується ще на 2 хвилини. Ця процедура може повторюватися до тих пір, поки запис в кеші проіснує до 10 хвилин. Після цього запис буде видалений з кешу і буде відправлений повторний ARP-запит.