Автоматизация процесса назначения IP-адресов узлам сети

IP-адреса могут назначаться администратором сети вручную. Это представляет для администратора достаточно сложную и длительную процедуру, если количество компьютеров в локальной сети достаточно велико. Если происходят изменения в сети, например, появляются новые компьютеры, процедуру необходимо выполнить и для них, а в некоторых случаях и выполнить коррекцию предыдущих настроек на уже работающих компьютерах. Протокол DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) был разработан для того, чтобы освободить администратора от этих проблем. Основным назначением DHCP является динамическое назначение IP-адресов. В локальной сети, содержащей DHCP-сервер, каждый компьютер при включении посылает запрос этому серверу на получение IP-адреса. Способы выдачи адресов могут быть различными.

При автоматическом статическом способе выделения адреса DHCP-сервер присваивает IP-адрес (и, возможно, другие параметры конфигурации клиента) из пула (набора) наличных IP-адресов. Границы пула назначаемых адресов задает администратор при конфигурировании DHCP-сервера. Между идентификатором клиента и его IP-адресом в этом случае, как и при ручном назначении, существует постоянное соответствие.

При динамическом распределении адресов DHCP-сервер выдает адрес клиенту на ограниченное время (время подключения к сети), что дает возможность впоследствии повторно использовать этот же IP-адрес другими компьютерами (пользователями).

Адресация компьютеров на канальном уровне

Каждый компьютер, подключенный к сети, имеет сетевой адаптер (сетевую карту) с присвоенным ему адресом. Этот адрес носит название MAC-адреса, он задается при изготовлении сетевого адаптера и впоследствии не изменяется. Длина и другие особенности MAC-адреса зависят от используемой в локальной сети технологии. В сетях Ethernet MAC-адрес имеет длину 6 байт, записанных в шестнадцатеричном формате и разделенных дефисами (например 00-AA-00-4F-2A-9C). Для определения локального адреса по IP-адресу используется протокол разрешения адреса ARP (Address Resolution Protocol). Существует также протокол, решающий обратную задачу - нахождение IP-адреса по известному локальному адресу. Он называется RARP - реверсивный ARP, и используется при старте бездисковых станций, не знающих в начальный момент своего IP-адреса, но знающих адрес своего сетевого адаптера.

Необходимость в обращении к протоколу ARP возникает каждый раз, когда модуль IP передает пакет на уровень сетевых интерфейсов, например драйверу Ethernet. IP-адрес узла назначения известен модулю IP. Требуется на его основе найти МАС-адрес узла назначения. Работа протокола ARP начинается с просмотра так называемой АКР-таблицы (рис.). Каждая строка таблицы устанавливает соответствие между IP-адресом и МАС-адресом. Поле «Тип записи» может содержать одно из двух значений - «динамический» или «статический». Статические записи создаются вручную с помощью утилиты агр и не имеют срока устаревания, точнее, они существуют до тех пор, пока компьютер или маршрутизатор не будут выключены. Динамические же записи создаются модулем протокола ARP, использующим широковещательные возможности локальных сетевых технологий. Динамические записи должны периодически обновляться. Если запись не обновлялась в течение определенного времени (порядка нескольких минут), то она исключается из таблицы. Таким образом, в ARP-таблице содержатся записи не обо всех узлах сети, а только о тех, которые активно участвуют в сетевых операциях. Поскольку такой способ хранения информации называют кэшированием, ARP-таблицы иногда называют ARP-кэш. после того как модуль IP обратился к модулю ARP с запросом на разрешение адреса, происходит поиск в ARP-таблице указанного в запросе IP-адреса. Если таковой адрес в ARP-таблице отсутствует, то исходящий IP-пакет, для которого нужно было определить локальный адрес, ставится в очередь. Далее протокол ARP формирует свой запрос (ARP-запрос), вкладывает его в кадр протокола канального уровня и рассылает запрос широковещательно. Все узлы локальной сети получают ARP-запрос и сравнивают указанный там IP-адрес с собственным. В случае их совпадения узел формирует ARP-ответ, в котором указывает свой IP-адрес и свой локальный адрес, а затем отправляет его уже по адресу компьютера, сформировавшего запрос, так как в адрес отправителя указан в самом запросе.

Сетевые утилиты

В операционной системе Windows существует большое число утилит (специальных программ), предназначенных для управления и анализа сетевых соединений, рассмотрим три из них: IPCONFIG, ARP, NETSTAT.

Утилита IPCONFIG

Позволяет просмотреть текущую конфигурацию адресов TCP/IP для всех установленных на данном компьютере сетевых адаптеров и коммутируемых соединений, с ее помощью можно определить IP-адрес данного компьютера. Запущенная без параметров, командаipconfig выдает в качестве результата текущую конфигурацию адресов TCP/IP для всех установленных на данном компьютере сетевых адаптеров и коммутируемых соединений (рис. 1).

Рис. 1.

Команду ipconfig следует первой использовать для диагностирования возможных проблем с соединением TCP/IP. С ее помощью можно определить, был ли вообще назначен IP-адрес сетевому адаптеру, а также узнать адрес шлюза. Запустив команду ipconfig с параметром /all, получаем большую часть информации, о параметрах настройки сетевого соединения и сетевом окружении (рис. 2).

Рис. 2

Утилита NETSTAT

Команда позволяет получить подробную информацию о соединениях, активных в настоящее время. Дополнительные ключи позволяют также получить информацию о сетевых портах, об IР-адресах компьютеров, участвующих в подключении, а также о других сетевых параметрах.

Параметры:

-a Вывод всех активных подключений TCP и прослушиваемых компьютером портов TCP и UDP (рис.).

-e Вывод статистики Ethernet, например количества отправленных и принятых байтов и пакетов. Этот параметр может комбинироваться с ключом -s.

-n Вывод активных подключений TCP с отображением адресов и номеров портов в числовом формате без попыток определения имен.

Рис. 3. Вывод активных подключений с помощью команды netstat.

-o вывод активных подключений TCP и включение кода процесса (PID) для каждого подключения. Код процесса позволяет найти приложение на вкладке Процессы диспетчера задач Windows. Этот параметр может комбинироваться с ключами -a, -n и -p.

-p протокол Вывод подключений для протокола, указанного параметром протокол. В этом случае параметр протокол может принимать значения tcp, udp, tcpv6 или udpv6. Если данный параметр используется с ключом -s для вывода статистики по протоколу, параметр протокол может иметь значение tcp, udp, icmp, ip, tcpv6, udpv6, icmpv6 или ipv6.

-s Вывод статистики по протоколу. По умолчанию выводится статистика для протоколов TCP, UDP, ICMP и IP. Если установлен протокол IPv6 для Windows XP, отображается статистика для протоколов TCP через IPv6, UDP через IPv6, ICMPv6 и IPv6. Параметр -p может использоваться для указания набора протоколов.

-r Вывод содержимого таблицы маршрутизации IP (рис.). Эта команда эквивалентна команде route print.

Рис. 4. Вывод таблицы маршрутизации с помощью команды netstat.

Обновление выбранных данных с интервалом, определенным параметром интервал (в секундах). Нажатие клавиш CTRL+C останавливает обновление. Если этот параметр пропущен, netstat выводит выбранные данные только один раз.

/? Отображение справки в командной строке.

Утилита ARP

Служит для вывода и изменения записей кэша протокола ARP, который содержит одну или несколько таблиц, использующихся для хранения IP-адресов и соответствующих им физических адресов Ethernet или Token Ring. Для каждого сетевого адаптера Ethernet или Token Ring, установленного в компьютере, используется отдельная таблица. Запущенная без параметров, команда arp выводит справку.

Параметры

-a Вывод таблиц текущего протокола ARP для всех интерфейсов (рис. 5).

Рис. 5. Результат выполнения команды arp –a.

Чтобы вывести записи ARP для определенного IP-адреса, следует указать его после ключа через пробел:

Arp -a IP-адрес

Чтобы вывести таблицы кэша ARP для определенного интерфейса, следует указать параметр -N

Arp -a -N иф_адрес

иф_адрес, где иф_адрес  это IP-адрес, назначенный интерфейсу. Параметр -N вводится с учетом регистра.

-g Выполняет те же функции, что и -a.

-d IP-адрес [иф_адрес]

Выполняет удаление записи с определенным IP-адресом. Чтобы удалить запись таблицы для определенного интерфейса, следует указать этот интерфейс после IP-адреса. Чтобы удалить все записи, нужно ввести звездочку (*) вместо параметра IP-адрес.

-s IP-адрес Ethernet_адрес [иф_адрес]

Добавление статической записи, которая сопоставляет IP-адрес с физическим адресом в кэш ARP. Чтобы добавить статическую запись кэша ARP в таблицу для определенного интерфейса, следует указать параметр иф_адрес, где иф_адрес - это IP-адрес, назначенный интерфейсу.

/? Отображение справки в командной строке.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: