BÀI THÍ NGHIỆM MÔN HỌC MẠNG MÁY TÍNH (ET4070)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG - BÀI THÍ NGHIỆM MƠN HỌC MẠNG MÁY TÍNH (ET4070) Họ tên sinh viên :Vũ Quang Linh Lớp : Mã số SV : 20182640 Nhóm thí nghiệm : Ngày nộp báo cáo : Hà Nội, 2020 Bài thí nghiệm mơn học Mạng máy tính Viện Điện tử - Viễn thơng – Đại học BKHN GIỚI THIỆU CHUNG VỀ BÀI THÍ NGHIỆM Mục đích:  Tìm hiểu thiết lập mạng máy tính đơn giản, nắm giao thức mạng  Thực mô thiết lập cấu hình mạng phần mềm  So sánh kết mô với lý thuyết, để chứng minh đắn nắm rõ lý thuyết Nội dung:  Bài 1: Tìm hiểu kết nối mạng LAN bản, kỹ thuật bấm cáp chuẩn Ethernet  Bài 2: Tìm hiểu giao thức kết nối mạng (ARP, ICMP)  Bài 3: Tìm hiểu cấu hình Topo mạng, tính tốn địa  Bài 4: Phân tích gói tin giao thức, tính tốn băng thông tốc độ đường truyển Yêu cầu:  Sinh viên chuẩn bị kiến thức mạng máy tính : Các topology, thiết bị mạng, đường truyền mạng, giao thức mạng (TCP, UDP, IP, ICMP, ARP, HTTP, FTP ) Chú ý:  Sinh viên đọc nội quy phòng thí nghiệm phía cuối tập tài liệu  Sinh viên sau làm xong thí nghiệm, làm báo cáo thí nghiệm theo hướng dẫn phần cuối tài liệu Bài thí nghiệm mơn học Mạng máy tính Viện Điện tử - Viễn thơng – Đại học BKHN BÀI THÍ NGHIỆM LÀM QUEN VỚI CÁC THÀNH PHẦN MẠNG MÁY TÍNH I MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM Bài thí nghiệm giúp sinh viên làm quen với thành phần mạng máy tính cáp, đầu nối thực thao tác nhằm thiết lập quản trị mạng máy tính II THẢO LUẬN Ngày mạng máy tính trở thành chủ đề thông dụng người làm lĩnh vực ICT, phần lớn sinh viên nghành ĐTVT CNTT trường ĐH KT Việt Nam kỹ thực hành Đặc biệt kỹ liên quan đến thành phần vật lý mạng như: cáp mạng, đầu nối, thiết bị mạng, vv… thao tác kỹ thuật làm với chúng Cáp mạng: Hiện mạng máy tính sử dụng nhiều loại cáp mạng khác cáp đồng trục béo (thick cable), cáp đồng trục gầy (thin cable), cáp xoắn không bọc (UTP), cáp xoắn có bọc (STP), cáp quang đơn mốt, cáp quang đa mốt vvv… Mỗi loại cáp có đặc tính bang thông truyền dẫn khác nhau, việc lựa chọn loại cáp phù hợp cho ứng dụng mạng máy tính khác kiến thức kỹ mà SV nghành ĐTVT cần có sau học mơn MMT Đầu nối: Bài thí nghiệm mơn học Mạng máy tính Viện Điện tử - Viễn thơng – Đại học BKHN Giống cáp mạng có nhiều loại đầu nối khác sử dụng mạng máy tính đầu nối chữ T dùng với cáp đồng trục, đầu nối RJ-45 dùng với cáp xoắn UTP, đầu nối nối tiếp (serial) DB-9, DB-24 hay V.35 dùng cho kết nối mạng diện rộng chí khái niệm SFP (Small Form Factor) trở nên phổ biến mà cáp quang sử dụng rộng rãi mạng máy tính Việc nắm bắt đặc tính, cấu tạo ứng dụng loại đầu nối khác kỹ bắt buộc phải có SV nghành ĐTVT Thiết bị mạng: Các thiết bị mạng máy tính phong phú SV nghành ĐTVT khơng tìm hiểu thực nghiệm hiểu phân biệt cấu tạo, chức phương thức hoạt động ứng dụng thiết bị mạng khác lặp hay HUB, thiết bị cầu dẫn hay SWITCH, thiết bị tìm đường hay Router, thiết bị cổng hay GATEWAY (như firewall), vv… Bài thí nghiệm thiết kế nhằm phần trang bị kỹ hiểu biết cho SV nghành ĐTVT sau học xong mơn MMT thực hành thiết kế tiêu kỹ thuật tương ứng cho thành phần mạng máy tính vật lý III IV YÊU CẦU VỀ THIẾT BỊ MÔ TẢ THIẾT BỊ KÝ HIỆU Cáp xoắn không bọc UTP Cat.5 10 cable x 2m Đầu nối RJ-45 20 Kìm bấm cáp 01 HUB/SWITCH 01 TRÌNH TỰ THÍ NGHIÊM Trong thí nghiệm này, sinh viên chủ yếu thực hành thiết bị vật thể thực tế trả lời câu hỏi tương ứng  Làm quen với đầu nối RJ-45 Bài thí nghiệm mơn học Mạng máy tính  Viện Điện tử - Viễn thông – Đại học BKHN Quan sát mẫu vật trả lời câu hỏi đây: Làm quen với cáp mạng UTP  Quan sát đoạn cáp mạng cung cấp trả lời câu hỏi tương ứng Thực hành việc thiết lập cáp mạng hoàn chỉnh - Bước 1: dùng kìm bấm cáp để bấm đầu nối RJ-45 vào đoạn cáp UTP cung cấp (chia làm hai nhóm, nhóm làm cáp thẳng, nhóm làm cáp chéo) - Bước 2: nhóm cáp thẳng nối hai máy tính vào thiết bị HUB/SW sơ đồ Bài thí nghiệm mơn học Mạng máy tính Viện Điện tử - Viễn thơng – Đại học BKHN Nhóm cáp chéo sử dụng cáp nối trực tiếp hai máy tính với - Bước 3: quan sát ghi lại đèn báo NIC máy tính cổng tương ứng HUB/SW: kết phải đạt GREEN - Bước 4: hai nhóm tín hành bật hai máy tính SW tín hành thực lệnh PING hai máy tính với Để biết địa ip máy tính cần ping cần sử dụng câu lệnh ipconfig cửa sổ command (có thể gán địa IP cho hai máy tính) Kết cần đạt lệnh PING trả giá trị RTT (RTT) hình V KẾT LUẬN Qua thí nghiệm này, sinh viên làm quen với thành phần vật lý cấu thành mạng máy tính, học cách sử dụng số thao tác thiết lập mạng máy tính đơn giản Bài thí nghiệm mơn học Mạng máy tính VI Viện Điện tử - Viễn thông – Đại học BKHN CÂU HỎI KIỂM TRA Hãy trả lời câu hỏi sau: Câu hỏi? Trả lời Giải thích mầu dây 1:Trắng cam, Transmit Data+ (TX+) chân tín hiệu khác 2:Cam, Transmit Data- (TX-) cáp UTP? 3:Trắng xanh lá, Receive+ (RX+) 4:Xanh dương, N/C 5:Trắng xanh dương, N/C 6:Xanh lá, Receive- (RX-) 7:Trắng nâu, N/C 8:Nâu, N/C Giải thích khái niệm cáp thẳng (Straight-throught)? - Dùng để kết nối máy tính với trung tâm mạng, hai đầu cáp bấm chuẩn( T568A T568B) Giải thích khái niệm cáp chéo (cross-over)? Cáp dùng kết nối thiết bị nào? -Dùng để kết nối hai máy tính với nhau, đầu bấm theo chuẩn T568A đầu lại theo chuẩn T568B Bài thí nghiệm mơn học Mạng máy tính Viện Điện tử - Viễn thông – Đại học BKHN Thiết bị Repeater/HUB hoạt động lớp nào? Nêu chức nhiệm vụ mạng? Repeater/HUB hoạt động lớp (Physical Layer), có chức khuếch đại tín hiệu để chuyền xa, chia cổng tín hiệu, tín hiệu vào từ cổng đưa cổng cịn lại, cấu hình mạng hình hub đóng vai trị trung tâm mạng Thiết bị Brigde/SW hoạt động lớp nào? Nêu chức nhiệm vụ ? -Bridge thiết bị mạng thuộc lớp mơ hình OSI (Data Link Layer) Bridge sử dụng để ghép nối mạng để tạo thành mạng lớn Bridge quan sát gói tin (packet) mạng Khi thấy gói tin từ máy tính thuộc mạng chuyển tới máy tính mạng khác, Bridge chép gửi gói tin tới mạng đích -Trong Bridge có cổng để liên kết segment mạng với nhau, Switch lại có khả kết nối nhiều segment lại với tuỳ thuộc vào số cổng (port) Switch, Switch thường có chức chuyển khung liệu từ nguồn đến đích, xây dựng bảng Switch Thiết bị Router hoạt động lớp nào? Nêu chức nhiệm vụ? Router thiết bị mạng lớp mơ hình OSI (Network Layer) Router kết nối hai hay nhiều mạng IP với Router kết nối với loại mạng khác lại với nhau, từ Ethernet cục tốc độ cao đường dây điện thoại đường dài có tốc độ chậm Thiết bị Gateway hoạt động lớp nào? Nêu chức nhiệm vụ? Gateway hoạt động lớp 4, cho phép nối ghép hai loại giao thức với Ví dụ: mạng bạn sử dụng giao thức IP mạng sử dụng giao thức IPX, Novell, DECnet, SNA giao thức Gateway chuyển đổi từ loại giao thức sang loại khác Nêu cấu trúc đặc điểm để kết nối mạng (Topology)? ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… Bài thí nghiệm mơn học Mạng máy tính Viện Điện tử - Viễn thông – Đại học BKHN ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… …………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… …………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………… Vẽ sơ đồ mạng lõi dùng cho Doanh nghiệp có kết nối mạng internet triển khai dịch vụ mạng website, email, data Bài thí nghiệm mơn học Mạng máy tính Viện Điện tử - Viễn thông – Đại học BKHN BÀI THÍ NGHIỆM Bài thí nghiệm mơn học Mạng máy tính Viện Điện tử - Viễn thơng – Đại học BKHN ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… Điền giá trị Ip thiết bị mà Sinh viên tạo topo hình vẽ (trang 29)? Thiết bị Địa Ip Default getway Địa Chỉ mạng Server0 Server1 Server2 PC0 PC3 Hình (trang 30) chia thành mạng ? Giả sử công ty sử dụng địa 203.162.127.0 để phân chia mạng với số mạng Hãy tính? - Số máy chủ mạng ? - 32 Bài thí nghiệm mơn học Mạng máy tính Viện Điện tử - Viễn thông – Đại học BKHN - Địa Subnet Mask ? - - Điền thông tin địa tính tốn theo bảng Subnet Direct Broadcast Dải địa Host Nếu PC0 thực lệnh ping tới địa PC2, điền thơng tin cịn thiếu gói tin gửi từ PC0 Trường ? ? 0x0800 0x0100 IHL  ? ? ? …… cheksum - Ô 1-2 Header khung Ethernet - Ô 6-7 Header gói Ip - Ơ thứ tin ICMP BÀI THÍ NGHIỆM 33 Bài thí nghiệm mơn học Mạng máy tính Viện Điện tử - Viễn thông – Đại học BKHN Sử dụng Wireshark để phân tích gói liệu hệ thống mạng I MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM Bài thí nghiệm giúp sinh viên làm quen với phần mềm wireshark Qua giúp sinh viên biết bắt phân tích gói liệu, xác định số thông số đường truyền (băng thông, trễ…) hệ thống mạng II THẢO LUẬN Giới thiệu Wireshark phần mềm thu thập gói tin truyền mạng, sau thực để hiển thị khn dạng liệu gói tin dạng tường minh Wireshark sử dụng thiết bị giám sát truyền đường mạng Cấu trúc tin TCP sau thực phân tíchCấu trúc gói tin TCP Bit 0-3 + Bit 4-9 Bit 10-15 Source Port Destination Port 32 Sequence Number 64 Acknowledgement Number 96 Data Offset Reserved Flags Checksum 128 Window Urgent Pointer 160 Option (optional) 160/192+ Data - Bit 16-31 Một gói tin TCP gồm phần:  Header 34 Bài thí nghiệm mơn học Mạng máy tính Viện Điện tử - Viễn thông – Đại học BKHN  Data - Phần header có 11 trường 10 trường bắt buộc Trường thứ 11 tùy chọn (options)  Source port: Số hiệu cổng máy tính gửi  Destination port: Số hiệu cổng máy tính nhận  Sequence number: Trường có nhiệm vụ Nếu cờ SYN bật số thứ tự gói ban đầu byte gửi có số thứ tự cộng thêm Nếu khơng có cờ SYN số thứ tự byte  Acknowledgement number: Nếu cờ ACK bật giá trị trường số thứ tự gói tin mà bên nhận cần  Data offset: Trường có độ dài bít quy định độ dài phần header (tính theo đơn vị từ 32 bít) Phần header có độ dài tối thiểu từ (160 bit) tối đa 15 từ (480 bít)  Reserved: Dành cho tương lại có giá trị  Flags: bao gồm cờ  URG cờ cho trường urgent pointer  ACK cờ cho trường acknowledgement  PSH hàm push  RST thiết lập lại đường truyền  SYN đồng lại số thứ tự  FIN không gửi thêm số liệu  Window: Số byte nhận giá trị trường báo nhận ACK  Checksum: Dành 16 bit kiểm tra cho phần header data 16 bít trường kiểm tra bổ sung tổng tất từ 16 bít gói tin Trong trường hợp số octet (khối bít) header liệu lẻ octet cuối bổ sung với bít Các bít khơng truyền Khi tính tổng, giá trị trường kiểm tra thay  Urgent pointer: Nếu cờ URG bật giá trị số từ 16 bit mà số thứ tự gói tin (sequence number) cần dịch trái  Options: trường tùy chọn  Phần data: Trường cuối không thuộc header Giá trị trường thông tin dành cho tầng (trong mơ hình lớp OSI) Thông tin giao thức tầng không rõ phần header mà phụ thuộc vào cổng chọn 35 Bài thí nghiệm mơn học Mạng máy tính Viện Điện tử - Viễn thơng – Đại học BKHN Cấu trúc tin UDP + Bits 0-15 Bits 16-31 Source Port Destination 32 Length Checksum 64 Data Phần header UDP chứa trường liệu, có trường tùy - chọn: Source Port Checksum  Source Port: Trường xác định cổng người gửi thơng tin có ý nghĩa muốn nhận thông tin phản hồi từ người nhận Nếu khơng dùng đến đặt  Destination Port: Trường xác định cổng nhận thông tin, trường cần thiết  Length: Trường có độ dài 16 bit xác định chiều dài toàn datagram: phần header liệu Chiều dài tối thiểu byte gói tin khơng có liệu, có header  Checksum: Trường checksum 16 bit dùng cho việc kiểm tra lỗi phần header và liệu Cấu trúc tin ICMP bits type bits code 16 bits checksum Rest of the header Data - ICMP sử dụng tầng Network để trao đổi thông tin, 32 bit (4 byte đầu) gói tin ICMP giống cho loại thơng điệp, nội dung byte cịn lại lệ thuộc vào trường type trường code. Các gói tin ICMP chia làm hai loại “query message” “error message”.  Cấu trúc tin ARP Octest Offset Hardware Type Protocol Type 36 Bài thí nghiệm mơn học Mạng máy tính Viện Điện tử - Viễn thông – Đại học BKHN Hardware address length Protocol address length (HLEN) (PLEN) Operation Sender hardware address (SHA) first bytes 10 (next bytes) 12 ( Last bytes) 14 Sender protocol address (SPA) (first bytes) 16 (last bytes) 18 Target hardware address (THA) (first bytes) 20 (next bytes) 22 (last bytes) 24 Target protocol address (TPA) (first bytes) 26 (last bytes) - Hardware type: Trường xác định loại network protocol Ví dụ: Ethernet - Protocol type: Trường xác định internetwork protocol máy đích (đối với IPv4, có giá trị 0x0800) - Hardware length: Chiều dài (trong octet) địa vật lý Địa Ethernet kích thước octet - Protocol length: Chiều dài (tính theo octet) địa sử dụng giao thức lớp (Các giao thức lớp quy định PTYPE.) Kích thước địa IPv4 octet - Operation: Xác định hoạt động mà người gửi thực hiện: cho request, cho reply - Sender hardware address: Địa vật lý máy gửi - Sender protocol address: Địa mạng máy gửi - Target hardware address: Địa vật lý máy nhận tin ARP - Target protocol address: địa mạng máy nhận tin ARP III YÊU CẦU VỀ PHẦN MỀM Phần mềm: Wireshark IV TRÌNH TỰ THÍ NGHIÊM Capturing Packets  Các bạn khởi động chương trình chọn thành phần trong Interface List để bắt đầu hoạt động Nếu muốn giám sát lưu lượng mạng qua mạng Wireless chọn card mạng Wifi Interface List tương ứng, sau click vào Start: 37 Bài thí nghiệm mơn học Mạng máy tính Viện Điện tử - Viễn thơng – Đại học BKHN Hình 1: Giao diện khởi động Wireshark 38 Bài thí nghiệm mơn học Mạng máy tính Viện Điện tử - Viễn thông – Đại học BKHN  Ngay sau đó, thấy gói liệu bắt đầu xuất hiện, Wireshark “bắt” gói – package vào hệ thống mạng: Hình Cửa sổ  Nếu muốn tạm ngừng bắt gói tin bạn click vào Stop  Chúng ta thấy có nhiều màu sắc khác nhau, bao gồm: xanh cây, xanh da trời đen Wireshark dựa vào chế để giúp người dùng phân biệt loại traffic khác Các bạn theo dõi kỹ mặc định màu sắc gói tin cách: Trên cơng cụ chọn Edit Coloring Rules 39 Bài thí nghiệm mơn học Mạng máy tính Viện Điện tử - Viễn thơng – Đại học BKHN Filtering Packets  Nhập thông tin vào ô Filter, sau nhấn Apply nhấn Enter Ví dụ, gõ arp nhìn thấy gói liệu ARP   Hình Lọc packets 40 Bài thí nghiệm mơn học Mạng máy tính Viện Điện tử - Viễn thông – Đại học BKHN Inspecting Packets  Click vào package để kiểm tra phần thơng tin cụ thể 41 Bài thí nghiệm mơn học Mạng máy tính Viện Điện tử - Viễn thơng – Đại học BKHN Hình 5: Thơng tin cụ thể packets Export Packets Dissections  Mục đích: Xuất thơng tin file Excel, phục vụ cho việc tính tốn Băng thông  Vào file  Export Packets Disections  as CSV file 42 Bài thí nghiệm mơn học Mạng máy tính Viện Điện tử - Viễn thơng – Đại học BKHN  Xuất sổ chọn lưu file  Kết xuất file Excel - Sẽ có tất trường tương ứng wireshark - Tính delay gói tin ( : = tR – tT tT: thời điểm gói tin gửi tR thời điểm nhận gói tin phúc đáp - Dựa vào tính băng thơng B: Băng thơng (bit/s) L: Length chiều dài gói tin : Khoảng thời gian từ t2  t1 V KẾT LUẬN Qua thí nghiệm này, sinh viên làm quen với phần mềm Wireshark, biết cách bắt gói tin, đọc thơng tin gói tin, lưu thơng tin gói tin dạng Excel để tiện cho việc tính tốn Băng thơng 43 Bài thí nghiệm mơn học Mạng máy tính VI Viện Điện tử - Viễn thơng – Đại học BKHN CÂU HỎI KIỂM TRA Trong gói tin ARP request ARP reply xác định ip nguồn ip đích ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… …… Tại gói icmp khơng có số port nguồn đích.  ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… …… Tính delay gói tin ARP  ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… …… Tính băng thông đường truyền khoảng thời gian phút ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… …… 44 Bài thí nghiệm mơn học Mạng máy tính Viện Điện tử - Viễn thông – Đại học BKHN HƯỚNG DẪN LÀM VÀ NỘP BÁO CÁO THÍ NGHIỆM Điền đầy đủ thông tin sinh viên vào trang đầu tập thí nghiệm Làm đồng thời điền phần trả lời hay nhận xét kết tập vào phần câu hỏi sau thí nghiệm Nộp báo cáo lịch hẹn (thơng thường vào buổi thí nghiệm cuối cùng) Những sinh viên khơng đạt thí nghiệm nếu:  Khơng thí nghiệm thời gian đăng ký  Khơng nộp báo cáo nộp báo cáo không lịch  Bài báo cáo thí nghiệm khơng đạt do: o Báo cáo không ghi đầy đủ thông tin yêu cầu o Trả lời sai 40% số câu hỏi o Không trả lời câu hỏi giáo viên kiểm tra lúc nộp báo cáo(nếu có) (Danh sách SV khơng đạt thí nghiệm SV xem C9-201 sau kết thúc đợt TN) Những SV không đạt thí nghiệm đăng ký làm lại thí nghiệm văn phịng Viện Điện tử - Viễn thơng C9-405 Nếu thời gian làm thí nghiệm làm bù ln với nhóm làm Nếu hết đợt thí nghiệm cịn buổi làm bù cuối trước kỳ thi (kế hoạch xem phịng thí nghiệm) 45 Bài thí nghiệm mơn học Mạng máy tính Viện Điện tử - Viễn thơng – Đại học BKHN NỘI QUY PHỊNG THÍ NGHIỆM Tuyệt đối không vẽ bậy cậy cạnh bề mặt bàn Khơng tự ý khỏi phịng thí nghiệm Khơng chỉnh sửa, xóa tập tin phục vụ cho thí nghiệm mơn học Khơng lại, ăn uống, gây trật tự phòng thí nghiệm Khơng muộn q 15 phút Trang phục chuẩn Tắt máy xếp ghế gọn gàng trước Những sinh viên vi phạm nội quy tùy mức bị nhắc nhở, bị hủy buổi thí nghiệm hơm bị xử lý theo quy định Viện Điện tử viễn thông PTN MẠNG MÁY TÍNH 46