Διασύνδεση δικτύου υπολογιστών με λειτουργικά Linux, Windows και ClarkConnect

Εισαγωγή


Κεφάλαιο 1


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

clip_image002.jpg
Εικόνα 1

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




Δεδομένου ότι η μόνη πρόσβαση που είχαμε στο Internet ήταν μέσα από το εργαστήριο της ΣΜΑΕΚ το δίκτυο των υπολογιστών το οποίο θα συνδέαμε είναι:
clip_image004.jpg


Εικόνα 2

Για να μπορούν να επικοινωνήσουν δύο υπολογιστές πρέπει να ενωθούν και στα 7 επίπεδα του OSI μοντέλου.
clip_image006.jpg
Εικόνα 3
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.

clip_image008.jpg
Εικόνα 4

Στοιχεία 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.
clip_image010.jpg
Εικόνα 5 - Κάθε κόμβος έχει την δική του, μοναδική δνση IP

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 clip_image012.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.

clip_image014.jpg
Εικόνα 6

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.

clip_image016.jpg
Εικόνα 7

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.
clip_image017.jpg
Εικόνα 8

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.


Κεφάλαιο 2ο

Διασύνδεση στο Φυσικό επίπεδο


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.

Συνέχεια: Κεφάλαιο 3 & 4
Κεφάλαιο 5 & 6
Πίσω στην Εισαγωγή