Διασύνδεση δικτύου υπολογιστών με λειτουργικά Linux, Windows και ClarkConnect

[[#_Toc157355955|Περίληψη]][[#_Toc157355955|.. ]][[#_Toc157355955|ii]]
[[#_Toc157355956|Λέξεις]] [[#_Toc157355956|Κλειδιά]][[#_Toc157355956|. ]][[#_Toc157355956|ii]]
[[#_Toc157355957|Abstract]][[#_Toc157355957|.. ]][[#_Toc157355957|iii]]
[[#_Toc157355958|Keywords]][[#_Toc157355958|. ]][[#_Toc157355958|iii]]
[[#_Toc157355959|Εισαγωγή]][[#_Toc157355959|.. ]][[#_Toc157355959|iv]]
[[#_Toc157355960|Σκοπός της Εργασίας]][[#_Toc157355960|. ]][[#_Toc157355960|iv]]
[[#_Toc157355961|Ανασκόπηση της σχετικής βιβλιογραφίας.]] [[#_Toc157355961|iv]]
[[#_Toc157355962|Περιγραφή της μεθοδολογίας αντιμετώπισης του προβλήματος]][[#_Toc157355962|. ]][[#_Toc157355962|iv]]
[[#_Toc157355963|Δομή του Θέματος]][[#_Toc157355963|. ]][[#_Toc157355963|iv]]

[[#_Toc157355964|Κεφάλαιο 1]][[#_Toc157355964|ο]][[#_Toc157355964|. ]][[#_Toc157355964|1]]

[[#_Toc157355965|Η εργασία μας]][[#_Toc157355965|. ]][[#_Toc157355965|1]]
[[#_Toc157355966|Σχεδιασμός Λύσης]][[#_Toc157355966|. ]][[#_Toc157355966|2]]
[[#_Toc157355967|Στοιχεία Θεωρίας Δικτύων Επικοινωνίας Η/Υ]][[#_Toc157355967|.. ]][[#_Toc157355967|2]]
[[#_Toc157355968|Στοιχεία ]][[#_Toc157355968|TCP]][[#_Toc157355968| / IP]][[#_Toc157355968|. ]][[#_Toc157355968|3]]
[[#_Toc157355969|DNS]][[#_Toc157355969|. ]][[#_Toc157355969|5]]
[[#_Toc157355970|CIFS]][[#_Toc157355970|. ]][[#_Toc157355970|6]]

[[#_Toc157355971|Κεφάλαιο 2]][[#_Toc157355971|ο]][[#_Toc157355971|. ]][[#_Toc157355971|7]]

[[#_Toc157355972|Διασύνδεση στο ]][[#_Toc157355972|Physical]] [[#_Toc157355972|layer]][[#_Toc157355972|. ]][[#_Toc157355972|7]]
[[#_Toc157355973|Κάρτες Δικτύου]][[#_Toc157355973|.. ]][[#_Toc157355973|7]]
[[#_Toc157355974|Καλώδια]][[#_Toc157355974|.. ]][[#_Toc157355974|7]]
[[#_Toc157355975|Switch]][[#_Toc157355975|.. ]][[#_Toc157355975|7]]
[[#_Toc157355976|Έλεγχος]][[#_Toc157355976|. ]][[#_Toc157355976|7]]

[[#_Toc157355977|Κεφάλαιο 3]][[#_Toc157355977|ο]][[#_Toc157355977|. ]][[#_Toc157355977|8]]

[[#_Toc157355978|Εγκατάσταση και ρυθμίσεις του ]][[#_Toc157355978|ClarkConnect]][[#_Toc157355978|.. ]][[#_Toc157355978|8]]

[[#_Toc157355979|Κεφάλαιο 4]][[#_Toc157355979|ο]][[#_Toc157355979|. ]][[#_Toc157355979|9]]

[[#_Toc157355980|ΒΗΜΑ 1]][[#_Toc157355980|. ]][[#_Toc157355980|9]]
[[#_Toc157355981|ΒΗΜΑ 2]][[#_Toc157355981|. ]][[#_Toc157355981|10]]
[[#_Toc157355982|ΒΗΜΑ 3]][[#_Toc157355982|. ]][[#_Toc157355982|10]]
[[#_Toc157355983|ΒΗΜΑ 4]][[#_Toc157355983|. ]][[#_Toc157355983|11]]
[[#_Toc157355984|ΒΗΜΑ 5]][[#_Toc157355984|. ]][[#_Toc157355984|12]]
[[#_Toc157355985|ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΕΚΤΥΠΩΤΗ]][[#_Toc157355985|.. ]][[#_Toc157355985|13]]
[[#_Toc157355986|ΒΗΜΑΤΑ:]] [[#_Toc157355986|13]]

[[#_Toc157355987|Κεφάλαιο 5]][[#_Toc157355987|ο]][[#_Toc157355987|. ]][[#_Toc157355987|17]]

[[#_Toc157355988|Γενικά]][[#_Toc157355988|.. ]][[#_Toc157355988|17]]
[[#_Toc157355989|Γενική προετοιμασία Η/Υ]][[#_Toc157355989|.. ]][[#_Toc157355989|18]]
[[#_Toc157355990|Απενεργοποίηση ]][[#_Toc157355990|Firewall]][[#_Toc157355990|. ]][[#_Toc157355990|19]]
[[#_Toc157355991|Ενεργοποίηση της κάρτας δικτύου ]][[#_Toc157355991|Ethernet]][[#_Toc157355991| (NIC)]] [[#_Toc157355991|20]]
[[#_Toc157355992|Ρύθμιση του ]][[#_Toc157355992|web]] [[#_Toc157355992|browser]][[#_Toc157355992|. ]][[#_Toc157355992|25]]
[[#_Toc157355993|Ρύθμιση του ]][[#_Toc157355993|Samba]][[#_Toc157355993|.. ]][[#_Toc157355993|27]]
[[#_Toc157355994|Προσθήκη του κοινόχρηστου εκτυπωτή]][[#_Toc157355994|.. ]][[#_Toc157355994|30]]
[[#_Toc157355995|Αποτέλεσμα]][[#_Toc157355995|.. ]][[#_Toc157355995|33]]
[[#_Toc157355996|Τελευταίο Κεφάλαιο]][[#_Toc157355996|.. ]][[#_Toc157355996|34]]
[[#_Toc157355997|Αποτελέσματα]][[#_Toc157355997|.. ]][[#_Toc157355997|34]]
[[#_Toc157355998|Εφαρμογές]][[#_Toc157355998|. ]][[#_Toc157355998|34]]
[[#_Toc157355999|Μελλοντικές Προοπτικές]][[#_Toc157355999|. ]][[#_Toc157355999|34]]
[[#_Toc157356000|Δυσκολίες που αντιμετωπίσαμε]][[#_Toc157356000|. ]][[#_Toc157356000|34]]

[[#_Toc157356002|Βιβλιογραφία]][[#_Toc157356002|.. ]][[#_Toc157356002|36]]




Για να επικοινωνήσουν και να μοιραστούνε κάποιους πόρους ένα σύνολο υπολογιστών πρέπει να γίνει μια σειρά ρυθμίσεων για να εξασφαλιστεί η συμβατότητα των πρωτοκόλλων που θα χρησιμοποιηθούν. Το λειτουργικό σύστημα ClarkConnect είναι μια έκδοση το Linux που περιέχει όλα τα αναγκαία προγράμματα για να λειτουργήσει σαν server ή σαν Gateway με καλές αποδόσεις. Για να επικοινωνήσουν δύο υπολογιστές με Windows και Linux αντίστοιχα έχει αναπτυχθεί ένα πρωτόκολλο στο Application layer που ονομάζεται CIFS. Αυτό υλοποιείται από το Windows Explorer (Υποχρεωτικά, αφού μόνο το CIFS υποστηρίζεται ενδογενώς από τον Windows Explorer) στο Windows και από τη σουίτα εφαρμογών Samba στο Linux. Και τα δύο λειτουργικά συστήματα υποστηρίζουν το de facto πρωτόκολλο του Internet, to TCP/IP πολύ καλά. Στο Physical layer το Ethernet ενδείκνυται για μικρά LAN. Η εργασία αυτή δείχνει τις αναγκαίες ρυθμίσεις για να λειτουργήσει ένα μικρό LAN που αποτελείται από τρία διαφορετικά λειτουργικά συστήματα και να μοιραστούν οι υπολογιστές μεταξύ τους κάποιους ανομοιογενείς πόρους.

Κλειδιά


Windows
Linux
ClarkConnect
CIFS
TCP/IP
OSI Reference Model
Gateway
Samba



In order to share resources computers that use different Operations systems (OS) over a network, they must be configured in a very particular way, so as to assure compatibility on all of the seven layers of the OSI Reference Model. ClarkConnect is a Linux flavor that is fine tuned and has all the necessary software to operate as a server in a network, or as a gateway, with good performance. To interconnect the two most popular OSs (Windows and Linux) a protocol at the application layer, called CIFS has been developed. CIFS is implemented in windows by the Windows Explorer (since it is the only way Windows can natively share resources on a network). On Linux it is implemented by the suite called Samba. Both OSs support TCP/IP natively and very well for the lower levels. At the physical layer, Ethernet is a very good solution for small LANs. This project demonstrates how the three OSs have to be configured so they can share inhomogeneous resources over a LAN.



Windows
Linux
ClarkConnect
CIFS
TCP/IP
OSI Reference Model
Gateway
Samba




Ο σκοπός αυτής της εργασίας είναι η περιγραφή της διαδικασίας που πρέπει να ακολουθήσει κάποιος για να δημιουργήσει ένα τοπικό δίκτυο που να αποτελείται από τρεις υπολογιστές με διαφορετικά λειτουργικά συστήματα, το ClarkConnect, SuSE Linux και Windows. Στο δίκτυο ο ClarkConnect θα λειτουργεί σαν Gateway για το Internet, το Linux σαν fileserver και το Windows σαν Print server.


Γενικά χρησιμοποιήθηκαν τα αρχεία βοήθειας και τα εγχειρίδια που υπήρχαν μαζί με κάθε λειτουργικό σύστημα ( help files και manual pages).Επίσης χρησιμοποιήθηκαν κάποιες ιστοσελίδες για λύση κάποιων προβλημάτων (troubleshooting).


1. Εγκατάσταση Λειτουργικών Συστημάτων στους Η/Υ
2. Διασύνδεση Η/Υ στο Physical layer
Εγκατάσταση καρτών δικτύου Ethernet
Σύνδεση Η/Υ σε switch
Σύνδεση subnet με εξωτερικό δίκτυο
3. Ρύθμιση υπολογιστών για να επικοινωνούν στα χαμηλά layers(Data link, Network, Transport)
4. Ρύθμιση υπολογιστών για να επικοινωνούν στο Application layer (CIFS, HTTP)
5. Ρύθμιση κατανομής πόρων.


Στο πρώτο κεφάλαιο αναφέρουμε κάποια στοιχεία της θεωρίας που χρειάζεται για την κατανόηση των προκλήσεων στη διασύνδεση υπολογιστών σε ένα δίκτυο.
Στο δεύτερο κεφάλαιο εξετάζουμε τη διασύνδεση στο Physical layer
Στο τρίτο κεφάλαιο αναφέρουμε τη διαδικασία εγκατάστασης του ClarkConnect. Θεωρούμε δεδομένο ότι υπάρχουν δύο υπολογιστές διαθέσιμοι με SuSE Linux και Windows εγκατεστημένα.
Στο τέταρτο κεφάλαιο αναφέρουμε τις ρυθμίσεις που πρέπει να γίνουν στα Windows.
Στο πέμπτο κεφάλαιο αναφέρουμε τις ρυθμίσεις που πρέπει να γίνουν στα SuSE Linux.
Στο τελευταίο κεφάλαιο αναφέρουμε κάποια συμπεράσματα.




Μας ανατέθηκε η διασύνδεση τριών υπολογιστών με τρία λειτουργικά συστήματα. Οι τρεις υπολογιστές θα πρέπει να μοιράζονται κάποιους πόρους:
1. Μια σύνδεση με το Internet
2. Αποθηκευτικό χώρο στον υπολογιστή με Linux
3. Ένα εκτυπωτή που είναι εγκατεστημένος στα Windows XP




ergasia1.JPG
Η εικόνα 1 δείχνει το λογικό διάγραμμα του συστήματος που καλούμαστε να στήσουμε




Δεδομένο ότι η μόνη πρόσβαση που είχαμε στο Internet ήταν μέσα από το εργαστήριο της ΣΜΑΕΚ το δίκτυο των υπολογιστών το οποίο θα συνδέαμε είναι:
ergasia2.JPG

Για να μπορούν να επικοινωνήσουν δύο υπολογιστές πρέπει να ενωθούν και στα 7 επίπεδα του OSI μοντέλου.
ergasia3.JPG

Αρχίζοντας από κάτω, τα πρώτα layers είναι τα physical and data link layers. Η σύνδεση σε αυτά τα layers σημαίνει ότι χρειάζονται δύο NICs που να επικοινωνούν με το ίδιο πρωτόκολλο. Ένα τέτοιο πρωτόκολλο είναι και το Ethernet με UTP unshielded cat5 10Base-T καλώδια. Στη συνέχεια στo Network layer διαλέξαμε το IP protocol και για το Transport layer διαλέξαμε το TCP διότι και τα δύο υποστηρίζονται πολύ καλά και από τα 3 λειτουργικά συστήματα που θα χρησιμοποιήσουμε. Επίσης αυτά τα πρωτόκολλα χρησιμοποιεί και το δίκτυο της Σχολής (το hafa.gr).
Στα ανώτερα layers υπάρχουν πολλές επιλογές, κάθε μία για την εφαρμογή της. Εμείς χρησιμοποιήσαμε το γνωστό ΗΤΤΡ για την παράδοση των πακέτων του Internet, καθώς και το SMB – CIFS για το sharing of resources in a Windows Network environment.
ergasia4.JPG

TCP / IP


To TCP / IP μπορεί να θεωρηθεί σαν μια δέσμη (σουίτα) πρωτοκόλλων, που λειτουργεί μεταξύ των Application και Physical layers. Ουσιαστικά αυτό το πρωτόκολλο δημιουργεί ένα δίκτυο για το Application layer. Σε αυτό το δίκτυο όλοι οι υπολογιστές έχουν μια μοναδική IP address και κάθε υπηρεσία χρησιμοποιεί μια θύρα.
ergasia5.JPG
Εικόνα 5 - Everybody in a network has unique IP Addresses

Κάθε IP address αποτελείτε από 4 αριθμούς χωρισμένους με τελείες. Κάθε αριθμός μπορεί να πάρει τιμές από 0 έως 255. αυτή η αρίθμηση μας επιτρέπει να έχουμε μέχρι external image C:%5CDOCUME%7E1%5Cuser1%5CLOCALS%7E1%5CTemp%5Cmsohtml1%5C01%5Cclip_image002.gif IP addresses. Για διάφορους λόγους (δεν φτάνουν τα IP addresses , ασφάλεια, και άλλους λειτουργικούς λόγους) το TCP / IP αναγκάστηκε να υποστηρίξει τη δημιουργία των SubNets - Sub-Networks. Αυτά τα subnets είναι ουσιαστικά μικρά δίκτυα τα οποία εσωτερικά έχουν διευθύνσεις που έχουν και άλλοι υπολογιστές σε άλλα subnets. Στις ρυθμίσεις του TCP / IP καθορίζονται τα όρια των subnets καθώς και ο τρόπος με τον οποίο μπορούν να αναβρεθούν υπολογιστές εκτός του subnet.
ergasia6.JPG

Όπως βλέπουμε στην εικόνα 6 το κάθε subnet εσωτερικά μπορεί να έχει τις ίδιες διευθύνσεις με υπολογιστές σε άλλα subnets. Το χαρακτηριστικό των subnets είναι ότι εσωτερικά η κάθε IP address κάθε υπολογιστή έχει μερικά αρχικά ψηφία τα ίδια. Αυτά τα ψηφία ονομάζονται το subnet range. Στο παραπάνω παράδειγμα το κάθε subnet έχει τον αριθμό 192.168.0. στην αρχή. Δηλαδή η κάθε IP address μέσα στο subnet αρχίζει με αυτά τα ψηφία. Δηλαδή κάθε subnet μπορεί να υποστηρίξει μέχρι 255 IP addresses. Και τι συμβαίνει όταν ένας υπολογιστής ζητήσει ένα service από έναν υπολογιστή εκτός του subnet? Σε κάθε καλά ρυθμισμένο υπολογιστή πρέπει να υπάρχει ο Default Gateway, ένας υπολογιστής που έχει σύνδεση με υπολογιστές έξω από το subnet, και μπορεί να ζητήσει το συγκεκριμένη υπηρεσία εκ μέρους του εσωτερικού υπολογιστή.

ergasia7.JPG
Πχ. Ο 192.168.0.1 ψάχνει την ιστοσελίδα που υπάρχει στον 45.76.23.122 στις ΗΠΑ. Βλέπει ότι το 45.76.23 δεν ανήκει στο subnet στο οποίο ανήκει ο ίδιος. Τότε ζητάει από τον gateway (εδώ 192.168.0.2) να του «φέρει» την ιστοσελίδα. Συνήθως o gateway είναι ενωμένος με το Internet.
Πολλές φορές ο gateway είναι ένας υπολογιστής πολύ εξειδικευμένος για αυτή τη διεργασία και ονομάζεται router.

ergasia8.JPG

Θα προσέξατε ότι για να μπορεί ο router – gateway να ενώνει δύο δίκτυα σημαίνει ότι ανήκει και στα δύο δίκτυα.

Ένα μικρό μέρος του TCP / IP έχει να κάνει και με το Name Resolution. Όταν ο χρήστης (εκεί ψηλά, στο Application layer) ζητήσει μια υπηρεσία θα ήταν απάνθρωπο να του ζητήσουμε να απομνημονεύσει το 45.76.23.122 αλλά θα μπορούσε να θυμάται το πολύ πιο απλό www.google.com ή το www.in.gr . Φυσικά το TCP / IP θα δυσκολευτεί να δρομολογήσει αυτή την γραμματοσειρά αφού γνωρίζει μόνο τα IP addresses. Η υπηρεσία που «μεταφράζει» αυτή τη γραμματοσειρά σε IP addresses ονομάζεται DNS, και ο server που ασχολείται με τη μετάφραση ονομάζεται nameserver ή DNS Server. Δηλαδή όταν ο χρήστης ζητήσει μια υπηρεσία από το www.google.com θα ρωτήσει πρώτα τον nameserver εάν αυτός ξέρει το IP address του www.Google.com, και αυτός θα επιστρέψει στον υπολογιστή του χρήστη την IP address 45.76.23.122 . Στη συνέχεια ο client θα ζητήσει από τον router – gateway την IP address 45.76.23.122 στην θύρα που απαιτείται από την εκάστοτε εφαρμογή. Το DNS χρησιμοποιεί ένα πρωτόκολλο της TCP/IP σουίτας που ονομάζεται UTP.


Αν και το Common Internet File System αποτελεί ένα μεγάλο μέρος των ρυθμίσεων που περιγράφονται στην εργασία, είναι το πρωτόκολλο με τη λιγότερη βιβλιογραφία που να περιγράφει το πρωτόκολλο θεωρητικά. Μας αρκεί να γνωρίζουμε ότι το CIFS είναι στο Application layer.





Physical layer


Για να διασυνδέσουμε τους υπολογιστές πρέπει αρχικά να υπάρχει ένα κοινό μέσω μεταφοράς των δεδομένων, ένα κανάλι επικοινωνίας. Για αυτό το κανάλι διαλέξαμε το Ethernet cat5e καλώδιο. Δεν διαλέξαμε το ασύρματο για να αποφύγουμε επιπλέον ρυθμίσεις.


Η διασύνδεση του κάθε υπολογιστή με το κανάλι επικοινωνίας γίνεται μέσω της διεπαφής δικτύου NIC. (Network Card Interface). Τα laptops είχαν ενσωματωμένες NIC ενώ για το ClarkConnect χρειαστήκαμε δύο NIC. Η εγκατάσταση τους γίνεται όπως και κάθε άλλη κάρτα πάνω στη μητρική του υπολογιστή.


Τα καλώδια Ethernet cat5e τελειώνουν με ακροδέκτες RJ-45. Από κάθε υπολογιστή με αυτά τα καλώδια οι NIC ενώνονται με το switch του υποδικτύου μας. Από το ClarkConnect η δεύτερη NIC ενώνεται με το switch του υποδικτύου της hafa.gr.


Για να επικοινωνούν οι υπολογιστές μεταξύ τους χρειάζεται ο switch που θα στέλνει τα πακέτα που έρχονται σε ένα καλώδιο που είναι ενωμένο πάνω του στο σωστό καλώδιο ή σε όλα τα υπόλοιπα. Πάνω στο switch ενώνουμε τους υπολογιστές του υποδικτύου μας, και τον τροφοδοτούμε με τάση. Το switch μας (όπως και τα περισσότερα) δεν είχε επιπλέων ρυθμίσεις και δεν χρειάζονταν.

Ο έλεγχος που μπορεί να γίνει ως προς τη διασύνδεση των υπολογιστών στο physical layer είναι οπτικός πάνω στις NIC καθώς και στο switch. Όταν όλα δουλεύουν όπως θα έπρεπε πάνω στο switch καθώς και στις κάρτες NIC πρέπει να υπάρχει μια φωτεινή ένδειξη, συνήθως με ένα πράσινο LED. Όταν κυκλοφορούν πακέτα αυτά τα LED πρέπει να αναβοσβήνουν.






ClarkConnect


Η εγκατάσταση του ClarkConnect δεν προσφέρει καμιά δυσκολία, αφού το σύστημα εγκατάστασης είναι πολύ απλό. Συνιστούμε να εγκατασταθούν όλα τα διαθέσιμα πακέτα κατά τη διάρκεια της εγκατάστασης και οι ρυθμίσεις να γίνουν μετά την εγκατάσταση.
Οι ρυθμίσεις που κάναμε εμείς ήταν οι ακόλουθες:

Για την NIC που ήταν ενωμένη με το δικό μας υποδίκτυο:
IP Address: 192.168.0.1
SubnetMask: 255.255.255.0
Default Gateway: 127.0.0.1

Για την NIC που ήταν ενωμένη με το υποδίκτυο της hafa.gr:
IP Address: DHCP
Nameserver: 192.168.10.10
Default Gateway: 192.168.10.11