Основу современных сетей телекоммуникаций составляет стек протоколов TCP/IP, который является основным протоколом работы как локальных, так и глобальных сетей. Поэтому надежная и грамотная эксплуатация сетей на основе этого протокола требует знания и умения пользоваться базовым программным обеспечением этого стека протоколов.
Утилита Ping являются базовой утилитой, предназначенной для обслуживания протокола TCP/IP. Стек протоколов TCP/IP поддерживают все существующие операционные системы Unix, Linux, BSD, FreeBSD, Knopix, Mac OS, Windows и т.д. Эта утилита присутствуют во всех этих операционных системах.
Утилита Ping (Packet InterNet Grouper) базируется на IP и ICMP (межсетевой протокол управляющих сообщений , входящий в стек протоколов TCP/IP) протоколах и предназначена для мониторинга сети, проверки неполадок в соединении, проверки возможности доступа к узлам сети.
Принцип ее работы заключается в посылке узлу эхо-запроса (сообщения) и ожидании от него эхо-ответа. Каждый узел сети на протоколе TCP/IP должен уметь принимать эхо-запросы и возвращать эхо-ответы, при условии, что он подсоединен к сети и работает.
Команда Ping является системной утилитой OS Windows, выполняемый файл которой находится в системной библиотеке операционной системы. В нашем случае – это каталог C:\windows\system32. Использование этой команды возможно через вызов командной строки.
На практике бывает Ping к некоторому серверу не проходит, какая бы задержка ни была выбрана, но все сервисы (например, почта или web) работают нормально. Это связано с тем, что администратор сервера или сети защитил его межсетевым экраном, блокирующим либо эхо-запросы, либо эхо-отклики, либо и те, и другие вместе.
Необходимость блокировки эхо-запросов и эхо-откликов объясняются тем, что эхо-посылки имеют более высокий приоритет по сравнению с обычными пакетами и злоумышленники могут перегрузить сервер, направив на него “штурм” эхо-запросов. Это может быть причиной снижения производительности сервера.
Утилита Ping позволяет оценить время возврата пакета от хоста, что дает представление о том, "насколько далеко" находится хост, число маршрутизаторов на пути передачи пакетов в сети к точке назначения. Ping имеет опции записи маршрута и временной марки.
Цели.
В данной работе рассматривается применение системной утилиты Ping для мониторинга сети, устранения неполадок в соединении, проверки возможности доступа и даются рекомендации по применению ее для этих целей.
В процессе выполнения работы Вам предстоит решать следующие задачи тестирования сети.
Проверка работоспособности канала связи.
Проверка работоспособности узла.
Проверка маршрутов при работе с протоколами динамической маршрутизации выяснить, по какому из каналов вы в данный момент работаете.
Проверка и оценка вероятности потери пакетов в заданных сегментах сети или каналах.
Проверка функционирования DNS сервера или службы.
Определение IP адреса по доменному имени (имени хоста).
Оборудование и материалы.
ПК с операционной системой Windows, подключенный к локальной сети колледжа.
Основные определения
Host (хост)(от англ. host – хозяин, принимающий гостей) – любое устройство, предоставляющее сервисы формата «клиент-сервер» в режиме сервера по каким-либо интерфейсам и уникально определённое на этих интерфейсах. В более частном случае под хостом могут понимать любой компьютер, сервер, маршрутизатор, подключенный к локальной или глобальной сети. Каждый host имеет уникальный IP адрес. Слово «хост» не несёт никакой информации об устройстве или особенностях его функционировании. Употребление слова «хост» имеет смысл только на пару с пояснением, хостом какого сервиса является называемое устройство. Тем не менее, зачастую название сервиса опускают, предполагая, что оно очевидно из контекста [4].
IP адрес – (сокращение от англ. Internet Protocol Address) – уникальный идентификатор (адрес) устройства (обычно компьютера, хоста), подключённого к локальной сети или интернету. Для протокола TCP/IP v.4 IP-адресом хоста является 32 битная запись в виде четырёх десятичных чисел (от 0 до 255),
разделённых точками. Например, 192.168.0.1. или 128.10.2.30. Это традиционная форма представления адреса, в десятичной системе счисления.
Особые адреса:
0.0.0.0 – внутренний сетевой адрес хоста называется маршрутом по умолчанию. Используется для определения маршрутов через сеть IP.
127.0.0.0 – адрес интерфейса локальной передачи данных этого хоста. Любой пакет, переданный этому интерфейсу будет возвращен обратно.
127.0.0.1 – сетевой адрес соответствует сетевому интерфейсу обратной связи. Обычно используется для тестирования собственного сетевого интерфейса хоста или для выполнения операций на собственном сетевом интерфейсе.
DNS (англ. Domain Name System – система доменных имён) – распределённая система преобразования имени хоста (компьютера или другого сетевого устройства) в IP адрес и наоборот. DNS работает в сетях с протоколом TCP/IP.
Сервер (англ. server от англ. to serve - служить) – в информационных технологиях – программный компонент вычислительной системы, выполняющий сервисные функции по запросу клиента, предоставляя ему доступ к определённым ресурсам.
Дейтаграмма (Datagram) – пакет, передаваемый через сеть без предварительной организации пути его следования и независимо от других пакетов. Дейтаграмма на сетевом уровне называетсяIP-дейтаграммой.Её можно определить также как основную единицу информации, передаваемую по Интернет. IP-дейтаграмма содержит данные, а также служебные поля:
- адреса источника и получателя;
- длину дейтаграммы;
- контрольную сумма;
- флаги, указывающие на фрагментированость дейтаграммы.
Маршрутизатор – сетевое устройство, предназначенное для обеспечения связи между различными сегментами сети. Работает на сетевом уровне (третий уровень OSI модели) и предназначено для принятия решений по направлению передачи пакетов по информации о топологии сети.
Примерное время выполнения работы.
80 мин.
Задачи
Описание действий
1. Вывод результатов работы консольной утилиты в текстовый файл.
a. Открыть сеанс работы в сети под логином User.
b. Загрузить командную строку Пуск > Все программы > Стандартные > Командная строка. После вызова командная строка отобразится на мониторе в виде окна, имеющего следующий вид.
c. Выведите справку для утилиты путём ввода команды: Ping /?
d. Для вывода результатов работы команды (утилиты) Ping в текстовый файл с именем Фамилия.txt,где Фамилия – Ваша фамилия.Выполните следующую команду: Ping /? > Фамилия.txt. Файл по умолчанию записывается в тот каталог, что Вы видите в командной строке. Иначе нужно указать точное местонахождение каталога, например C:/Practica/Петров/ Фамилия.TXT.
e. Найдите файл и попытайтесь открыть его. Файл откроется в Блокноте.
f. Содержание файла вряд ли Вас обрадует. Файл записан в формате MS-DOS и кириллические символы не распознаются в Блокноте. Выполните следующую команду: edit Фамилия.txt. Edit – простой текстовой редактор. Разберитесь с ним. Вам он еще может пригодиться. Закройте редактор Файл > Выход.
g. Загрузите MS Word. Откройте файл со свойствами, как указано на рисунке. Выберите кодировку MS-DOS.
h. Файл открылся и вполне читабелен. Сохраните его в формате Word. Этот файл будет Вашим отчетом о проделанной работе.
i. Внимательно ознакомьтесь с синтаксисом и ключами утилиты Ping.
2. Tестирование собственного сетевого интерфейса хоста.
a. В командной строке вызвать утилиту Ping так, как показано на рисунке.
Вы получили отклик, следовательно, на Вашем локальном компьютере TCP/IP установлен и правильно сконфигурирован .
b. Кликните правой кнопкой мышки по заголовку окна Командная строка.
c. Выберите Изменить > Пометить.
d. Нажав и удерживая правую кнопку мыши, выделите блок текста в окне, относящийся к данной задаче.
e. Кликните правой кнопкой мышки по заголовку окна Командная строка.
f. Выберите Изменить > Копировать.
g. Вы сохранили выделенный фрагмент в буфере обмена. Откройте Wordи скопируйте фрагмент в конец файла отчета.
3. Проверка функциониро-вания шлюза.
a. Шлюз – это сетевое устройство, переправляющее пакеты из одной сети в другую. Для локальной сети обычно это компьютер или маршрутизатор, подключенный к Интернету. В локальной сети колледжа шлюзом является маршрутизатор с IP: 192.168.1.1 . В командной строке вызвать утилиту Ping так, как показано на рисунке.
b. Вы убедились, что шлюз доступен. Результат работы утилиты Ping на хост (маршрутизатор), который используется в качестве шлюза в сеть Internet, показывает, что у встроенной в ОС Windows XP команда Ping имеет начальное значение TTL =128. Временное разрешение таймера в операционной системе составляет < 1 мс. Число посылок 4 длиной 32 байта.
c. Откройте Wordи скопируйте фрагмент в конец файла отчета.
4. Проверка доступности сайта поисковой системы Yandex.
d. Поисковая система Yandex имеет как минимум два адреса: www.ya.ru и www.yandex.ru. Для начала вызовите утилиту Ping так, как показано на рисунке. Введенные команды храняться в памяти Командной строки. Ранее введенные команды Вы можете перебирать, используя клавиши « ↓», « ↑».
e. Для второй точки в командной строке следует вызвать утилиту Ping так, как показано на следуюжем рисунке .
f. Сравните параметры откликов между собой. Они примерно одинаковы. Можно говорить, что эти два хоста находятся рядом друг с другом.
g. Откройте Wordи скопируйте фрагмент в конец файла отчета.
5. Использова-ние WEB реализации утилиты Ping.
a. Откройте браузер.
b. Вы можете пропинговать любой сайт, не используя системную утилиту OS Windows, Воспользуйтесь сервисом по адресу http://ip.dmob.ru/?page=ping .
c. Введите www адрес: WWW.Yandex.ru , как показано на рисунке.
d.
Изучите отклик хоста. Скопируйте отклик в конец файла отчета.
e.
Сделайте выводы на основании пингования портала Yandex. При анализе откликов поисковой системы Yandex можно утверждать, что:
Сайт портала Yandex имеет два IP адреса 213.180.204.11 и 77.88.21.11 , т.е. имеется несколько серверов обслуживающих базу данных поисковой системы.
При доступе к www.yandex.ru через 213.180.204.11 наблюдается большая задержка прохождения сигнала – это говорит о том, что сервер загружен и доступ производился в часы пик.
Утилита Ping позволяет по доменному имени определить IP – адрес хоста.
f. Запишите выводы в отчет.
6. Анализ параметра TTL.
a.
Вам необходимо пропинговать сайт портала www.mail.ru. Для этого в командной строке наберите Ping mail.ru.
b. Скопируйте отклик хоста в отчет.
c. Воспользуйтесь сервисом по адресу http://ip.dmob.ru/?page=ping и пропингуйте mail.ru.
d.
Скопируйте отклик хоста в отчет.
В Интернете пакет, посланный с одного хоста на другой, может перемещаться по разным маршрутам, следуя от узла сети к узлу. Как время прохождения пакета (time), так и количество пройденных узлов может различаться. Для подсчета пройденных пунктов используется параметр TTL. (TimeToLive) - это время жизни пакета. При отправке оно устанавливается в некоторое стандартное значение (в Вашем случае - 128), а затем, при прохождении каждого промежуточного пункта уменьшается на 1. Если оно достигает нуля, пакет отбрасывается, как слишком старый. Пакеты, дошедшие до нас, содержат TTL, равный начальному минус расстояние до исследоваемого хоста в hop-ах (промежуточных хостах).
Частичная карта интернета, основанная на данных от 15 января 2005 г. на opte.org. Каждая линия нарисована между двумя узлами, соединяя два IP адреса. Длина линии показывает временную задержку (пинг) меджу двумя узлами.
e. Сравните значения TTL в полученных откликах. Объясните, почему эти значения разные. Занесите свои выводы в отчет.
7. Блокированные эхо-отклики.
a. Пропингуйте сайт WWW.MICROSOFT.COM как локальными средствами, так и сервисом по адресу http://ip.dmob.ru/?page=ping.
b. Сформулированные выводы вместе с пингом занесите в отчет.
8. Эхо-запрос с применением ключа.
c. Пропингуйте сервер College-2 с ключом t. У Вас должно получиться примерно изображенное на рисунке. Ключ -t заставляет утилитуping посылать запросы в бесконечном цикле до ее прерывания нажатием комбинации клавиш Ctrl+C.
d.
Для чего может потребоваться этот режим. Сформулируйте и вместе с изображением поместите в файл отчета.
Контрольные вопросы.
1. Для чего предназначена утилита Ping?
2. На каком протоколе базируется утилита Ping и какой протокол использует эта утилита ?
3. На каком уровне OSI модели функционирует утилита Ping?
4. В чём заключается принцип её работы?
5. Что такое консольная версия утилиты?
6. В каком режиме работает консольная версия?
7. Какие ещё существуют реализации утилита Ping?
8. Что такое «хост»?
9. Что такое IP-адрес?
10. Как выглядит IP-адрес хоста для протокола TCP/IP v.4?
11. Какие два типа IP-адресации применяются в сетях на протоколе TCP/IP?
12. Что такое DNS?
13. Что обозначает термин «сервер» в информационных технологиях?
14. Что такое дейтаграмма?
15. Какие служебные поля содержит IP- дейтаграмма?
16. Как вызвать командную строку в ОС Windows?
17. Что надо сделать, чтобы записать результаты работы утилиты Ping в текстовый файл?
18. Как получить справку по применению утилиты Ping?
19. Перечислите основные задачи, решаемые с помощью утилиты Ping.
20. Каков размер стандартного пакета дейтаграммы, посылаемой утилитой Ping?
21. Можно ли изменить размер стандартного пакета дейтаграммы?
22. Как изменить размер стандартного пакета дейтаграмм?
23. Какие проблемы могут возникнуть при работе с утилитой Ping?
24. Чем вызваны проблемы при работе с утилитой Ping ?
25. Какие комбинации клавиш можно использовать для аварийного завершения работы утилиты Ping?
26. За что отвечает параметр TTL и его величина?
27. Как определить число переходов через маршрутизаторы по отклику на подачу команды Ping к заданному хосту?
28. Каково максимальное значение времени жизни пакетов в протоколе TCP/IP?
29. Можно ли организовать с помощью утилиты Ping непрерывную подачу эхо запросов на заданный хост?
30. Можно ли поверить настройку интерфейса сетевого адаптера без физического подключения к локальной сети
31. Что означает время жизни IP-пакета в протоколе TCP/IP ?
32. Каково максимальное значение времени жизни IP-пакета и чем оно определяется?
33. Зачем ограничивается время жизни IP-пакета в сетях TCP/IP?
c. Выведите справку для утилиты путём ввода команды: Ping /?
d. Для вывода результатов работы команды (утилиты) Ping в текстовый файл с именем Фамилия.txt,где Фамилия – Ваша фамилия.Выполните следующую команду: Ping /? > Фамилия.txt. Файл по умолчанию записывается в тот каталог, что Вы видите в командной строке. Иначе нужно указать точное местонахождение каталога, например C:/Practica/Петров/ Фамилия.TXT.
e. 
Найдите файл и попытайтесь открыть его. Файл откроется в Блокноте.
Содержание файла вряд ли Вас обрадует. Файл записан в формате MS-DOS и кириллические символы не распознаются в Блокноте. Выполните следующую команду: edit Фамилия.txt. Edit – простой текстовой редактор. Разберитесь с ним. Вам он еще может пригодиться. Закройте редактор Файл > Выход.
g. 
Загрузите MS Word. Откройте файл со свойствами, как указано на рисунке. Выберите кодировку MS-DOS.
h. Файл открылся и вполне читабелен. Сохраните его в формате Word. Этот файл будет Вашим отчетом о проделанной работе.
i. Внимательно ознакомьтесь с синтаксисом и ключами утилиты Ping.
Вы получили отклик, следовательно, на Вашем локальном компьютере TCP/IP установлен и правильно сконфигурирован .
b. Кликните правой кнопкой мышки по заголовку окна Командная строка.
c. Выберите Изменить > Пометить.
d. 
Нажав и удерживая правую кнопку мыши, выделите блок текста в окне, относящийся к данной задаче.
g. Вы сохранили выделенный фрагмент в буфере обмена. Откройте Wordи скопируйте фрагмент в конец файла отчета.
b. Вы убедились, что шлюз доступен. Результат работы утилиты Ping на хост (маршрутизатор), который используется в качестве шлюза в сеть Internet, показывает, что у встроенной в ОС Windows XP команда Ping имеет начальное значение TTL =128. Временное разрешение таймера в операционной системе составляет < 1 мс. Число посылок 4 длиной 32 байта.
c. Откройте Wordи скопируйте фрагмент в конец файла отчета.
Для второй точки в командной строке следует вызвать утилиту Ping так, как показано на следуюжем рисунке 
.
f. Сравните параметры откликов между собой. Они примерно одинаковы. Можно говорить, что эти два хоста находятся рядом друг с другом.
g. Откройте Wordи скопируйте фрагмент в конец файла отчета.
Сравните значения TTL в полученных откликах. Объясните, почему эти значения разные. Занесите свои выводы в отчет.
