Лабораторная работа № 1. Протокол IPX/SPX

Содержание

1 2 3 4 5

Лабораторная работа № 1. Протокол IPX/SPX………………………… Лабораторная работа № 2. Протокол NETBIOS…………………………. Лабораторная работа № 3. Стек TCP/IP … ........…………………………. Лабораторная работа № 4. Установка компонент сети…………………... Лабораторная работа № 5. Работа с кабельной системой………………... Лабораторная работа № 6. Пересылка/ прием сообщений через сокеты.. Лабораторная работа № 7. Пересылка/ прием сложных данных через сокеты……………………………………………………………………....... Лабораторная работа № 8. Компьютерные игры. Крестики-нолики……. Лабораторная работа № 9. Компьютерные игры. Морской бой………… Лабораторная работа № 10. Реализация собственного протокола передачи данных прикладного уровня……………………………………. Лабораторная работа № 11. Аутентификация в компьютерных сетях…. Лабораторная работа № 12. Снифферы. Определение сетевых устройств……………………………………………………………………. Лабораторная работа № 13. Снифферы. Переключение сетевого адаптера в режим прослушивания ("promisc mode")……………………... Лабораторная работа № 14. Анализ работы вычислительной сети…….. Список использованных источников………………………………………

Лабораторная работа № 7. Пересылка/ прием сложных данных через сокеты

Цель работы: Изучение особенностей использования сокета, для передачи сложных данных по ЛВС.

Теоретическая справка.

Сокеты позволяют передавать информацию различного вида. Данные передаются в виде последовательности символов, в результате можно передавать как текстовые сообщения, так и целые файлы.

Методов организации работы с сокетами в Delphi существует большое количество. Для передачи сложных данных между компьютерами нужно воспользоваться специальными операторами. Рассмотрим некоторые из них:

1. SendBuf(var Buf; Count: Integer) – метод передачи буфера через сокет. Вторым параметром Count метода указывается размер буфера в байтах.

2. SendText(const S: string) – текстовой строки.

3. SendStream(AStream: TStream) –передача потока через сокет. Поток в Delphi – это обобщенная модель двоичных данных, размещенных на устройствах-накопителях, таких как диски, ленточные накопители, оперативная память и т. п. Любой поток обладает ключевыми свойствами – размером в байтах (свойство Size) и текущей позицией (Position) /2/.

Всем данным методам передачи данных существуют соответствующие методы приема данных.

Выполнение работы.

- рассмотреть различные методы передачи сложных видов данных через сокеты;

- реализовать прикладное приложение на основе сокетов, обеспечивающее передачу файлов по ЛВС;

- осуществить передачу файлов различных размеров по ЛВС и проверить результат выполнения передачи данных.

Оформление работы.

Отчет по лабораторной работе должен содержать:

- название и цель работы;

- руководство для пользователя программы;

- руководство для программиста;

- алгоритм программы;

- листинг программы;

- экранные формы работы программы;

- вывод по выполненной работе;

- список использованных источников.

Контрольные вопросы:

- перечислите методы и опишите их характерные особенности (в зависимости от выбранного языка программирования), которые используются сокетами для передачи данных между компьютерами?;

- в каком виде передаются данные через сокеты?.

Лабораторная работа № 10. Реализация собственного протокола передачи данных прикладного уровня

Лабораторная работа № 11. Аутентификация в компью-терных сетях

Список использованных источников

1 Олифер В. Г. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы / В.Г.Олифер, Н.А.Олифер. - СПб.: Питер, 2002.- 643 с.

2 Архангельский А.Я. Программирование в Delphi 6 / А.Я.Архангельский. – М.: ЗАО «Издательство БИНОМ», 2002.-1120 с.

3 Локальные вычислительные сети: справочник/ Под ред. С.В.Назарова. – М.: Финансы и статистика, 1994. – 430 с.

4 Заргер К.Компьютерные сети. Модернизация поиск неисправностей / К.Заргер. -Л.,: 2001г. -218 с.

5 Блэк Ю. Сети ЭВМ: протоколы, стандарты, интерфейсы/ Ю.Блэк. -М., 1990 г. -206 с.

6 Куин Л.Fast Ethernet / Л. Куин, Р. Рассел: - Киев, 1998. – 243 с.

7 Кулаков Ю. А. Компьютерные сети. Выбор, установка, исполь-зование, администрирование”/ Ю.А.Кулаков. - М., 1999. -194 с.

8 Нанс Б. Компьютерные сети / Б.Нанс. – М.: БИНОМ, 1996. – 262 с.

9 Таненбаум Э. Компьютерные сети/ Э.Таненбаум. - СПб.: BHV-СПб, 1998. – 345 с.

Содержание

1 2 3 4 5

Лабораторная работа № 1. Протокол IPX/SPX

Цель работы: Получить основные теоретические сведения о протоколу IPX/SPX

Теоретическая справка.

Протокол IPX NetWare является реализацией протокола обмена межсетевымипакетами фирмы Xerox. Целью IPX является предоставление возможности прикладным системам, работающим в рабочих станциях NetWare, использовать драйверы NetWare для установления прямой связи с другими рабочими станциями, серверами или другими устройствами в объединенной сети (интерсети). IPX является сервисом, который обеспечивает прикладным системам возможность передавать и принимать пакеты информации по интерсети. Структура пакетов определена сетевым стандартом Xerox (XNS). В сетевом оборудовании NetWare (сеть включает одну или более сетей, использующих NetWare) каждый узел (устройство, подключенноу к сети) имеет уникальный интерсетевой адрес. Используя IPX, рабочая станция NetWare может передать/принять пакет к/от любого узла интерсети. Маршрутизация пакетов, источник и приемник которых расположены в физически разных локальных сетях, является в значительной степени автоматической и прозрачной. Эта прозрачность достигается средствами IPX в совокупности с сервисом, предоставляемым мостами NetWare.

Сетевые драйверы реализуют физическую доставку пакетов, но не гарантируют их доставку. Реализация надежной доставки, протоколов передачи данных и других протоколов взаимодействия может быть построена на основе протоколов IPX, в соответствии с требованиями различных прикладных программ /1/.

Протокол IPX предназначен для использования как основа для построения сложных прикладных систем, таких как коммуникационные серверы, концентраторы. IPX полностью поддерживается на всех топологиях локальных сетей, которые поддерживаются NetWare V2.0.

Асинхронный планировщик событий (AES) является вспомогательным сервисом, который обеспечивает средства для измерения прошедшего времени и/или запуска события по окончании отмеряемых временных интервалов.

Событиями являются: завершение требования передачи IPX, прием пакета при завершении требования просмотра IPX, окончание временного интервала, определенного прикладной программой. Каждому событию может соответствовать сервисная программа события, которая может вызываться, когда событие произойдет. При необходимости, сервисная программа события может перепланировать себя для выполнения по истечении определенного интервала времени.

Структура пакетов IPX полностью соответствует структуре пакетов протокола XNS Xerox.

Основная структура пакетов IPX.

Пакет IPX содержит 30 байтов заголовка, за которыми следуют от 0 до 546 байтов данных. Таким образом, минимальная длина пакета будет 30 байтов и максимальная длина пакета будет равна 576 байтов.

Содержимое и структура части пакета, в которой содержаться данные, находится полностью в введении прикладных программ, использующих IPX, и может быть любой требуемой структуры /5/.

Таблица 1 - Структура заголовков пакетов IPX

Началь-ный байт	Поле	Размер	Тип данных
	Контрольная сумма	2 байта	Старшее-младшее целое
	Длина	2 байта	Старшее-младшее целое
	Транспортный контроль	1 байт	Целое без знака
	Тип пакета	1 байт	Целое без знака
	Сеть назначения	4 байта	Старшее-младшее целое без знака
	Узел назначения	6 байт	Старшее-младшее целое без знака
	Сокет назначения	2 байта	Старшее-младшее целое без знака
	Сокет источника	4 байта	Старшее-младшее целое без знака
	Узел источника	6 байт	Старшее-младшее целое без знака
	Сокет источника	2 байта	Старшее-младшее целое без знака

Численные поля, состоящие больше чем из одного байта, могут размещаться двумя способами: старшее-младшее и младшее-старшее. При размещении старшее-младшее самый старший значащий байт размещается в первом байте поля, самый младший – в последнем байте поля. При размещении младший-старший байты хранятся в противоположном порядке.

Описание полей заголовка.

Контрольная сумма. Это поле содержит контрольную сумму 16-ти битовых слов заголовка пакета. Это поле будет содержать -0 (FFFFh), если контрольная сумма не требуется. Если контрольная сумма равна -0, тогда это поле должно содержать +0 (0000h).

Это поле содержит контрольную сумму только 30-ти байтового заголовка, если прикладной программе необходимо иметь контрольную сумму тогда она должна обеспечить контрольную сумму своих данных и разместить их в области данных.

В данной реализации оболочки NetWare контрольная сумма может как проверяться так и нет. Если проверка контрольной суммы необходима, она должна обеспечиваться прикладной программой, которой приходит пакет /1/.

Длина. Это поле содержит полную длину сетевого пакета, которую составляет длина заголовка плюс длина поля данных. Таким образом, минимальное значение этого поля равно 30, максимальное значение равно 576.

Транспортный контроль. Это поле используется межсетевыми мостами NetWare и должно быть установлено в 0 перед передачей пакета.

Тип пакета. Это поле определяет тип услуг, которые предлагаются или требуются пакету. Xerox определяет следующие типы пакетов:

0 - неопределенный тип пакета;

1 - пакет информации маршрутизации;

2 - эхо пакет;

3 - пакет ошибок;

4 - пакет обмена;

5 - пакет последовательного протокола;

16-31 - экспериментальные протоколы.

Все пакеты пользователей должны быть либо типа 0, либо типа 4.

Сеть назначения. Это поле содержит номер сети, в которой может быть расположен узел, которому предназначается данный пакет.

В NetWare сетям, объединяемым в интерсеть администратором сети назначаются 4-х байтовые адреса. Каждая сеть в интерсети имеет уникальный адрес.

Если это поле устанавливается в 0, предполагается, что узел-приемник расположен в той же физической сети, что и узел источник; пакет в этом случае будет передаваться без обращения к межсетевому мосту NetWare.

Узел назначения. Это поле содержит 6-ти байтовый номер, который идентифицирует физический адрес (в сети назначения) узла, которому предназначается пакет.

Не все сети используют одинаковое адресное пространство. Так в сети EtherNet используются все 6 байтов под адрес, в то время как в сети OmniNet используется для адресации только один байт.

Если в данной физической сети для адресации требуется менее 6 байтов, то необходимая часть адреса должна занимать последние байты поля, первые байты поля должны быть установлены в 0.

Установка всех 6 байтов этого поля в FFh показывает что данный пакет является широковещательным для сети назначения.

Поддерживается или нет широковещательный пакет зависит от физических характеристик той сети, в которую пакет доставляется.

Сокет назначения. Это поле содержит адрес сокета системной программы, которой предназначается пакет.

Номера сокетов используются для маршрутизации пакетов к различным программам в данном узле /1/.

Xerox резервирует следующие сокеты для специальных целей:

1 - пакет информации маршрутизации;

2 - пакет эхо-протокола;

3 - пакет обработки ошибок;

32-63 - экспериментальные.

Сокеты с номерами меньшими 3.000 (десятичное значение) считаются статически назначаемыми сокетами, сокеты с номерами большими 3.000 считаются динамически назначаемыми сокетами.

Сеть источник. Это поле содержит номер сети, в которой находится узел -источник пакета. В этом поле может быть установлено значение 0. Если пакет передается через межсетевой мост NetWare, нулевое значение в этом поле будет заменено на реальный номер сети-источника. Только пакеты, передаваемые в рамках одной физической сети могут содержать нулевое значение в этом поле.

Узел источник. Это поле содержит физический адрес узла, из которого па-кеты передаются. Количество байт этого поля, используемых для адресации данного узла зависит от физической сети, в которую этот узел входит. Это поле формируется аналогично полю узел назначения, описанному выше.

Сокет источника. Это поле содержит адрес сокета, используемый прикладной программой, которая выдает пакет. Хотя это не требуется протоколами IPX, обычно для всех станций, взаимодействующих по отдельной задаче на равных правах, для передачи и приема используются одинаковые номера сокетов. В ситуации клиент/сервер, узел, работающий как сервер (возможно как коммуникационный шлюз), должен просматривать определенный сокет для обслуживания требований на прием. В этом случае номер сокета источника не обязательно будет таким же.

События и блоки управления событиями.

Блоки управления событиями (ECB) - это структура данных, которая содержит информацию, требуемую для координации планирования и/или активизации определенных операций. Почти все функции IPX или AES работают, используя ECB и/или информацию, которую они содержат. Существует два различных типа событий, которые могут произойти: события, относящиеся к операциям приема или передачи IPX и специальные события, определяемые прикладными процессами.

Например, когда прикладной процесс хочет передать пакет IPX, он должен подготовить ECB, в котором указывает, где содержаться данные для пакета. Завершенный процесс передачи пакета составляет "событие передачи IPX".

Аналогично, когда прикладному процессу требуется принимать пакеты, он должен создать один или более ECB, в которых будет указано, куда размещать принимаемые данные. Прием пакета вызовет "событие приема IPX".

Кроме того, прикладной процесс может определить и спланировать "специальное" событие для своих целей. Блок управления событием должен обеспечиваться планировщиком события в течении определенного интервала времени. AES будет уменьшать время в данном интервале, когда таймер достигнет нуля, произойдет планируемое событие.

Существует два способа, которыми прикладная система может определить и задействовать события: опрашивая флаг "в использовании" ("in use") или обеспечивая сервисную программу события (ESR), которая может быть вызвана в режиме прерывания /1/.

Каждый ECB имеет флаг статуса "in use", который устанавливается в ненулевое состояние как только ECB передается функциям IPX или AES для обеспечения требования события (блок находится "в использовании"). Прикладная программа не должна изменять содержимое блока управления событием, пока флаг его статуса имеет ненулевое значение.

Когда IPX или AES заканчивают выполнение требуемой функции, включающей в себя данный ECB, флаг "in use" этого ЕСВ будет автоматически устанавливаться в 0. После этого прикладная программа может изменять содержимое ECB и любую, связанную с ним информацию.

Второй способ заключается в том, что каждый блок управления событием определяет адрес сервисной программы события, которая будет вызываться в режиме прерывания, когда событие произойдет.

Структура блока управления событием для функций IPX несколько отличается от структуры блока управления событием для AES, однако, одинаковый формат первых нескольких полей обоих типов ECB позволяет использовать оба типа ECB асинхронным планировщиком событий. Таким образом, сервисная программа события, вызываемая событием IPX может использовать связанные с этим событием данные для перепланирования самой себя с помощью планировщика событий /1/.

ECB для событий IPX.

Блок управления событием для событий IPX ("ECB-IPX") имеет структуру, показанную в таблице 2.

Таблица 2 – Структура блока управлением событием

Начальный байт	Поле	Размер	Тип данных
	Линия	4 байта	Длинный адрес 8086 (смещение, сегмент)
	Адрес ESR	4 байта	Длинный адрес 8086 (смещение, сегмент)
	"in use"	1 байт	Целое без знака
	Код завершения	1 байт	Целое без знака
	Номер сокета	2 байта	Старшее-младшее целое без знака
	Рабочая область	4 байта	Не определено IPX
	Рабочая область	12 байт	Не определено драйверов
	Непосредственный	6 байт	Старшее-младшее целое без знака
	Количество фрагментов	2 байта	Старшее-младшее целое без знака

Как видно из приведенной структуры, блок управления событием состоит из двух частей. Первая, фиксированная (36 байт длиной), содержит

поля статуса/информации, а также рабочую область для использования IPX и сетевыми драйверами. Вторая часть, переменной длины, является списком одного или более описателей фрагментов. Каждый описатель включает адрес и размер области памяти (фрагмента), из которой будет браться пакет для передачи или куда будет записываться пакет после приема /5/.

Описание полей IPX-ECB.

Линия. Это поле используется IPX, когда ЕСВ имеет статус "in use". Если ЕСВ не находится в режиме "in use", прикладная система может использовать это поле для своих целей. В наиболее общем случае, это поле может использоваться как связное для хранения ЕСВ в списках и очередях.

Адрес ESR. Это поле содержит адрес определенной прикладной системой сервисной программы, которая будет вызываться IPX, когда ожидаемое событие (передача пакета или прием пакета) завершиться.

Поскольку IPX использует поля "in use" и "код завершения", прикладная программа может определять статус своих требований опросом в определенные моменты времени состояния этих полей и не использовать сервисную программу события. В этом случае поле "адрес ESR" должно быть установлено в ноль (четыре байта нулей).

"In use". Это поле имеет ненулевое значение в том случае, когда ЕСВ используется IPX или AES. В этом случае это поле может иметь следующие значения:

FFh - ЕСВ используется для передачи пакета;

FEh - ЕСВ используется для просмотра определенного сокета при ожидании пакета;

FDh - ЕСВ используется с AES и ожидает окончания временного интервала;

FBh - событие передачи или приема уже произошло, но ЕСВ временно хранится в очереди, ожидая обработки.

IPX будет устанавливать это поле в ноль, когда обработка будет закончена.

Код завершения. Это поле устанавливается программами IPX и отражает результат обработки требования IPX. Это поле не может считаться действительным до тех пор пока IPX не установит флаг статуса "in use" в ноль.

Номер сокета. Это поле содержит номер сокета, с которым связан ЕСВ. Если ЕСВ используется для передачи, это поле содержит номер сокета, из которого передается пакет. Если ЕСВ используется для приема, это поле содержит номер сокета, в который будет помещаться принятый пакет.

Рабочая область IPX. Это поле резервируется для использования стандартными программами IPX. Это поле может не устанавливаться в начальное состояние, но оно не должно изменяться пока блок управления событием используется программами IPX. Когда ЕСВ не используется IPX, эта поле может использоваться для каких-либо других целей.

Рабочая область драйвера. Это 12-ти байтовое поле резервируется для использования сетевыми драйверами. Оно может не устанавливаться в какое-то начальное значение, но оно не должно изменяться пока блок управления используется программами IPX. Когда ЕСВ не используется IPX, это поле может использоваться для других целей.

Непосредственный адрес. Это поле содержит адрес узла, которому был только что передан пакет или от которого только что прибыл пакет (это будет адрес межсетевого моста, если пакет передавался или был принят от узла, расположенного вне локальной сети).

Количество фрагментов. Это поле содержит количество буферных фрагментов, из которых пакет будет формироваться для передачи или количество буферов, в которых принятый пакет должен быть размещен.

Значение этого поля должно быть больше 0. Значение 1 показывает, что пакет передается/принимается из/в смежную область памяти, то есть один фрагмент содержит целый пакет.

Список описателей фрагмента. Описатель фрагмента точно определяет, где размещена часть пакета, который должен быть передан или где расположена часть принятого пакета. Описатель фрагмента имеет два поля:

адрес - адрес буфера, из которого данные должны быть взяты при формировании пакета для передачи или в который данные должны быть помещены при приеме пакета;

размер - размер буферного фрагмента, указанного предшествующим адресом.

Любой блок управления событием может иметь произвольное число описателей фрагмента но не менее одного. Эти описатели составляют список описателей фрагмента. Необходимо, чтобы буферный фрагмент, определенный первым в списке описателей фрагментов должен быть по крайней мере 30 байт длиной и должен включать полный заголовок пакета IPX. Полный размер пакета (сумма размеров отдельных фрагментов) не должен превышать 576 байт /1/. Формат передаваемых по сети пакетов представлен на рисунке 1.

Лабораторная работа № 1. Протокол IPX/SPX - student2.ru

Рисунок 1 - Формат передаваемых по сети пакетов

Пакет можно разделить на две части - заголовок и передаваемые данные. Все поля, кроме последнего (Data), представляют собой заголовок пакета.

Поле Checksum предназначено для хранения контрольной суммы передаваемых пакетов. При формировании собственных пакетов вам не придется заботиться о содержимом этого поля, так как проверка данных по контрольной сумме выполняется драйвером сетевого адаптера.

Поле Length определяет общий размер пакета вместе с заголовком. Длина заголовка фиксирована и составляет 30 байт. Размер передаваемых в поле Data данных может составлять от 0 до 546 байт, следовательно, в поле Length в зависимости от размера поля Data могут находиться значения от 30 до 576 байт. Если длина поля Data равна нулю, пакет состоит из одного заголовка. Как это ни странно, такие пакеты тоже нужны. При формировании собственных пакетов не надо проставлять длину пакета в поле Length, протокол IPX сделает это сам (вернее, программный модуль, отвечающий за реализацию протокола IPX, вычислит длину пакета на основании длины поля Data).

Поле TransportControl служит как бы счетчиком мостов, которые проходит пакет на своем пути от передающей станции к принимающей. Каждый раз, когда пакет проходит через мост, значение этого счетчика увеличивается на единицу. Перед передачей пакета IPX сбрасывает содержимое этого поля в нуль.

Поле PacketType определяет тип передаваемого пакета. Программа, которая передает пакеты средствами IPX, должна установить в поле PacketType значение 4. Протокол SPX, реализованный на базе IPX, использует в этом поле значение 5.

Поле DestNetwork определяет номер сети, в которую передается пакет. При формировании собственного пакета вам необходимо заполнить это четырехбайтовое поле.

Поле DestNode определяет адрес рабочей станции, которой предназначен пакет. Вам необходимо определить все шесть байт этого поля.

Поле DestSocket предназначено для адресации программы, запущенной на рабочей станции, которая должна принять пакет. При формировании пакета вам необходимо заполнить это поле.

Поля SourceNetwork, SourceNode и SourceSocket содержат соответственно номер сети, из которой посылается пакет, адрес передающей станции и сокет программы, передающей пакет.

Поле Data в пакете IPX содержит передаваемые данные. Как мы уже говорили, длина этого поля может быть от 0 до 546 байт. Если длина поля Data равна нулю, пакет состоит из одного заголовка. Такой пакет может использоваться программой, например, для подтверждения приема пакета с данными.

Для приема или передачи пакета прикладная программа должна подготовить пакет данных, сформировав его заголовок, и построить так называемый блок управления событием ECB (Event Control Block). В блоке ECB задается адресная информация для передачи пакета, адрес самого передаваемого пакета в оперативной памяти и некоторая другая информация.

Подготовив блок ECB, прикладная программа передает его адрес соответствующей функции IPX для выполнения операции приема или передачи пакета.

Если программе требуется измерять временные интервалы, она может воспользоваться асинхронным планировщиком событий AES, реализованным в рамках драйвера IPX.

Для функций AES можно использовать тот же формат ECB, что и для функций IPX. Однако поля используются немного по-другому.

Для некоторых приложений (например, для программ, передающих файлы между рабочими станциями) удобнее использовать сетевой протокол более высокого уровня, обеспечивающий гарантированную доставку пакетов в правильной последовательности /1/.

Протокол SPX - протокол последовательного обмена пакетами (Sequenced Packet Exchange Protocol), разработанный Novell.

Пакет, передаваемый при помощи протокола SPX, имеет более длинный заголовок. Дополнительно к 30 байтам стандартного заголовка пакета IPX добавляется еще 12 байт /4/.

Лабораторная работа № 1. Протокол IPX/SPX - student2.ru