ICMP protokolo veikimas LAN bei Internet tinkluose

Darbo tikslas: išsiaiškinti ICMP protokolo veikimą LAN bei Internet tinkluose. Darbo užduotis: • išsiaiškinti laboratorinio darbo metu naudojamą tinklo struktūrą; • išsiaiškinti į tinklą sujungtų įrenginių IP adresus; • naudojantis ICMP protokolu atlikti tinklo įrenginių testavimą. Teorinė dalis. ICMP - Internet Control Message Protocol - Internet valdymo žinučių protokolas, aprašytas RFC 792. ICMP dažnai aprašomas kaip Internet lygio protokolo dalis. Šio protokolo žinutės veikia naudodamos ir Transportavimo ir Internet lygius. OSI TCP/IP 7. Taikymo 4. Taikymo 6. Prezentacijos 5. Sesijos 4. Transportavimo 3. Transportavimo 3. Tinklo 2. Internet (IP) 2. Ryšio linijos 1. Tinklo sąsajos 1. Fizinis 1 pav. TCP/IP protokolų šeimos veikimas OSI lygmenyse ICMP žinutės yra siunčiamos enkapsuliuotos į IP paketą (protokolo numeris IP antraštėje- 1): 2 pav. ICMP žinutės yra enkapsuliuotos į IP paketą ICMP žinutės formatas: Žinutės tipas 8 bitai Žinutės kodas 8 bitai Apsaugos seka 16 bitų Duomenys 3 pav. ICMP žinutės formatas ICMP žinutės (pranešimai) skirstomos į 2 grupes - užklausos ir klaidos. Kai yra siunčiama klaidos ICMP, tai duomenų srityje yra įdedama informacija iš IP paketo, dėl kurio yra siunčiama žinutė. Konkrečiai įdedama: IP paketo antraštė ir pirmieji 8 baitai iš IP paketo duomenų (dažnai tai būna TCP ar UDP paketo adresai - siuntėjo ir gavėjo portų numeriai, todėl galima sakyti, kad klaidos ICMP neša ir pilną adresinę informaciją). Klaidos pranešimas skiriasi nuo užklausos tuo, kad niekados negeneruojamas kaip atsakas į: 1. ICMP klaidos žinutę. 2. Datagramą (paketą) skirtą transliavimo srities (broadcast) arba grupinės transliavimo srities (multicast - D klasė) IP adresams. 3. Datagramas, kurios yra siunčiamos kaip tinklo sąsajos transliacijos srities adresais (MAC adresais kaip ff:ff:ff:ff:ff:ff). 4. Ne pirmą datagramos fragmentą. 5. Paketą, kurio siuntėjo adresas nėra vieno įrenginio (kaip jau minėti 3 punkte adresai, taip pat nulinis, loopback adresas). Šios taisyklės leidžia apsisaugoti nuo transliacijos srities audrų (broadcast storms), kai būdavo galima generuoti didelius kiekius ICMP žinučių taip bereikalingai ar piktais tikslais užkraunant ryšio kanalus. Užklausos žinutės paprastai turi identifikavimo bei sekos atrinkimo mechanizmus (kaip žemiau aprašyta ping naudojami echo pranešimai). 1 lentelė. Ping echo pranešimai Tipas Kodas Aprašymas Užklausa Klaida 0 0 echo atsakymas - (naudojamas ping) * 3 Gavėjas nepasiekiamas * 0 Tinklas nepasiekiamas * 1 Įrenginys nepasiekiamas * 2 Protokolas nepasiekiamas * 3 Portas nepasiekiamas * 4 Reikalinga negalima fragmentacija * 5 Siuntėjo maršrutas nepasisekė * 4 0 Siuntėjo pristabdymas * 5 Redirect - nukreipimas * 0 Nukreipimas tinklui * 1 Nukreipimas įrenginiui * 8 0 echo užklausa (naudojamas ping) * 9 0 Maršrutizatoriaus skelbimas * 10 0 Maršrutizatoriaus užklausimas * 11 Laikas išseko * 0 liko-gyventi-laukas = 0 persiunčiant (traceroute pagrindas) * 1 liko-gyventi-laukas = 0 surenkant paketą * 12 Parametrų problemos * 0 Bloga IP antraštė * 1 Trūksta reikalingo lauko * 13 0 Laiko žymės užklausa * 14 0 Laiko žymės atsakymas. Pastarieji du pranešimai naudojami nustatyti laiką, kurį naudoja kitas kompiuteris bei perduoti savo laiko duomenis * 17 0 Adreso kaukės užklausa * 18 0 Adreso kaukės atsakymas. Kaip ir 17.0 naudojami bediskinėms sistemoms išsiaiškinti jų adresų kaukes * Žinutės su kodais 0/0 ir 8/0 naudojamos ping programos. Įrenginys, gavęs 0/0 (echo užklausa), turi atsakyti 8/0 (echo atsakymas). Plačiau apie šias žinutes skaitykite PING programos aprašyme. Kodas 4/0 generuojamas, kai norima pristabdyti siuntėjo siuntimo spartą dėl: 1. Maršrutizatoriaus buferių persipildymo; 2. Dėl galinio įrenginio nesugebėjimo apdoroti greitai gautus duomenis. 5/0 kodą maršrutizatorius (tarkim Al) generuoja pagal savo maršrutizavimo lenteles pastebėjęs, kad paketas, gautas iš konkretaus tinklo T turi būti persiųstas tame pačiame tinkle T esančiam maršrutizatoriui A2. Šis pranešimas siunčiamas paketo siuntėjui ir jame duomenų dalyje nurodomas A2 adresas. ICMP pranešimai kodu 11 (laikas išseko) siunčiami maršrutizatorių, jei persiunčiant paketą maršrutizatorius randa TTL (liko gyventi) lauką lygų 0 (generuoja 11/0 pranešimą). Jeigu galinis tinklo įrenginys negali įvykdyti fragmentų surinkimo (dėl trūkstamų paketų), tai išsiunčia žinutę 11/1. Kodas 12 generuojamas tada, kai paketas yra atmetamas dėl blogos struktūros. Šiame pranešime įdedama ir klaidos nuoroda. PING Ping (Packet InterNet Groper - Internet paketų griebėjas) - tai programa, testuojanti, ar užduotas tinklo įrenginys pasiekiamas. Programa siunčia ICMP echo užklausą ir laukia echo atsakymo pranešimo iš analizuojamo įrenginio. Paprastai jei ping veikla nukreipta į tam tikrą tinklo įrenginį, tai tą įrenginį galima tinkle pasiekti ir kitokiomis priemonėmis (ftp, telnet - jei tai UNIX sistema). Tačiau jei ping neveikia, tai maža tikimybė, kad veiks kitos programos, komunikuojančios su nagrinėjamu įrenginiu (tačiau nebūtinai - su specialia programine įranga galima uždrausti atsakinėti kompiuteriui į ICMP echo užklausas, tai dažnai susiję su tinklų apsaugos priemonėmis (firewall)). Ping programa paprastai naudojama pradinėje tinklo problemų analizės stadijoje. ICMP žinutėje siuntėjas turi nustatyti identifikatoriaus lauko reikšmę (paprastai UNIX sistemos nustato siunčiančio proceso identifikatorių). Taip pat pradedant nuo 0 turi keisti sekos numerį kiekvienam naujam ICMP pranešimui. Todėl grįžus atsakymui į žinutę galima stebėti, kokia tvarka - ar nesusimaišę, nepamesti - grįžo paketai. ICMP echo užklausos ir atsakymo žinutės formatas: Žinutės tipas 8 bitai Žinutės kodas 8 bitai Apsaugos seka 16 bitų Identifikatorius 16 bitų Sekos numeris 16 bitų Nebūtini papildomi duomenys 4 pav. ICMP echo užklausos ir atsakymo žinutės formatas 5 pav. Atsakymų į ICMP echo užklausas tinkle schema Atsakinėdamas į ICMP echo užklausą tinklo įrenginys turi atsakyti ICMP echo atsakymo žinute: 1. Sukeisti siuntėjo ir gavėjo IP adresus IP paketo antraštėje. 2. Pakartoti Identifikatoriaus ir Sekos numerio reikšmes pakete. 3. Jei buvo papildomi duomenys ICMP pakete, tai juos atkartoti. Programos veikimo pavyzdys: C:\users>ping 193.219.36.123 Pinging 193.219.36.123 with 32 bytes of data: Reply from 193.219.36.123: bytes=32 time=20ms TTL=253 Reply from 193.219.36.123: bytes=32 time ping www.yahoo.com PING www.yahoo.com (204.71.200.75): 56 data bytes 64 bytes from 204.71.200.75: icmp_seq=0 ttl=237 time=199.1 ms 64 bytes from 204.71.200.75: icmp_seq=l ttl=237 time=201.2 ms 64 bytes from 204.71.200.75: icmp_seq=2 ttl=237 time=211.9 ms 64 bytes from 204.71.200.75: icmp_seq=3 ttl=237 time=195.2 ms 64 bytes from 204.71.200.75: icmp_seq=4 ttl=237 time=195.0 ms 64 bytes from 204.71.200.75: icmp_seq=5 ttl=237 time=237.4 ms 64 bytes from 204.71.200.75: icmp_seq=6 ttl=237 time=505.0 ms --- www.yahoo.com ping statistics --- 8 packets transmitted, 7 packets received, 12% packet loss round-trip min/avg/max = 195.0/249.2/505.0 ms Iš pateiktos informacijos matome, kad 8 paketai išsiųsti, 7 grįžo, vidutinis pasiekiamumas: 249ms. Windows NT 4.0 sistemos ping komandos naudojimas: Sintaksė: ping [-t] [-a] [-n count] [-1 length] [-f] [-i ttl] [-v tos] [-r count] [-s count] [[-j computer-list] \ [-k computer-list]] [-w timeout] destination-list Parametrai: -t programa siųs neribotą kiekį echo užklausų. -a rodyti pilną kompiuterio vardą. -n count kiek užklausų siųsti (pagal nutylėjimą 4). -l length žinutės ilgis. Pagal nutylėjimą - 32 arba 64 baitai. Maksimaliai - 8192. -f nustatyti nefragmentavimo vėliavėlę - maršrutizatoriai negalės fragmentuoti. -i ttl nustato liko-gyventi lauko reikšmę. -v tos nustato IP antraštėje Type Of Service lauko reikšmę. -r count registruoja maršrutizuojamos žinutės kelią. Plačiau apie šią galimybe skaitykite. -s count apibrėžia laiko žymę šuoliukams count. -j computer-list maršrutizuoja paketus per nurodytus maršrutizatorius. -w timeout laukimo nutraukimo laikas milisekundėmis. TRACEROUTE Traceroute - tai programa, sukurta Vano Jacobsono, leidžianti stebėti IP paketų maršrutizavimo kelius bei matuoti užlaikymą juose. Atliekama operacija, analogiška programos ping -R veiksmui - registruojami kelyje sutikti maršrutizatoriai. Traceroute buvo sukurtas, nes ping -R darbo režimas turi šiuos trūkumus: 1. Negali registruoti daugiau nei 9 maršrutizatorius. 2. Jeigu įrenginys neatsako (yra išjungtas), tai pranešimas negrįš, t.y., neparneš jokios informacijos. 3. Ne visi maršrutizatoriai palaiko maršrutizavimo registravimą. Skiriasi traceroute ir ping maršrutizavimo registravimo veikimo mechanizmas. Traceroute naudoja klaidos pranešimus - TTL exceeded (laikas gyventi išseko: 11/0). Siuntėjas naudoja IP paketus su įvairiomis TTL lauko reikšmėmis. Paketo duomenų lauke būna enkapsuliuotas UDP paketas su porto numeriu didesniu nei 30000 - labai mažai tikėtina, kad gavėjo kompiuteris panaudos tokį porto numerį. Pirmiausia siunčiamas aprašytas paketas su TTL reikšme 1. Šis paketas, paimtas pirmo maršrutizatoriaus, bus numestas, nes maršrutizatorius sumažins TTL reikšmę vienetu ir pamatęs, kad ji lygi 0, siųs siuntėjui atgal ICMP žinutę, kad liko gyventi laukas lygus 0 (11/0) su savo adresu siuntėjo adreso lauke. Taip galima nustatyti pirmąjį kelio maršrutizatorių. Tą patį galima padaryti su antru (TTL nustatomas 2) ir sekančiais maršrutizatoriais. Maršruto pabaiga nusakoma tada, kai gavėjas sugeneruoja ICMP žinutę Portas nepasiekiamas (3/3). Gavėjas, gavęs paketą su TTL lauku lygiu l, paketo nenumeta, o priima. Kaip tik todėl ir reikalingas papildomas klaidos generavimo mechanizmas - nenaudojamo UDP porto nurodymas priverčia gavėją sugeneruoti klaidos pranešimą, kurį gauna Traceroute programa. Programa bando siųsti paketus su ta pačia TTL reikšme tris kartus. Atitinkamai išvedami užlaikymo laikai kiekvienam bandymui. Windows NT 4.0 sistemos Traceroute programos naudojimas: Sintaksė: tracert [-d] [-h maximum_hops] [-j computer-list] [-w timeout] target_name -d nurodo išvesti IP adresus tik skaitine forma nebandant versti į simbolinius vardus (per DNS ar hosts). -h maximum_hops nustato maksimalią TTL reikšmę -j computer-list maršrutizuoja paketus per nurodytus maršrutizatorius -w timeout laukia ne ilgiau kaip timeout milisekundžių atsakymo kiekvienam paketui. target_name gavėjo adresas IP paketo struktūra: Versija 4 bitai Antraštės ilgis 4 bitai Serviso tipas 8 bitai IP paketo ilgis 16 bitų Identifikacija 16 bitų Vėlia-vėlės 3 bitai Fragmento poslinkis 13 bitų Liko gyventi 8 bitai Protokolas 8 bitai Apsaugos seka 16 bitų Siuntėjo IP adresas 32 bitai Gavėjo IP adresas 32 bitai Alternatyvos (jei yra) Duomenys 6 pav. IP paketo struktūra Laukai IP pakete: • Versija - versijos numeris. Dabar naudojama 4 versija. • Antraštės ilgis - skaičiuojama 4 baitų gabalais. • Serviso tipas - leidžia nusakyti serviso kokybinius rodiklius - svarbu greitis, patikimumas ar užlaikymas. • Paketo ilgis - bendras IP paketo ilgis baitais. • Identifikacija - įrenginio išsiųstą paketą identifikuojantis skaičius. • Vėliavėlės: • rezervuotas pirmas bitas, • DF - nefragmentuoti paketai, • MF - nepaskutinis paketo fragmentas. • Fragmento poslinkis - fragmento poslinkis atžvilgiu pilno IP paketo. • Liko gyventi - skaičius, nurodantis kiek dar maršrutizatorių paketas gali praeiti, kol bus numestas. Kiekvienas maršrutizatorius, persiųsdamas paketą, sumažina vienetu. • Protokolas - nurodo, kokio protokolo datagrama yra duomenų srityje (6-TCP, 17-UDP). • Apsaugos seka - CRC algoritmu paskaičiuota antraštės seka. • Siuntėjo IP adresas - 32bitų (4 baitų) unikalus siuntėjo adresas, pvz.: 193.219.36.123. • Gavėjo IP adresas - 32bitų (4 baitų) unikalus gavėjo adresas, pvz.: 193.219.36.123. • Alternatyvos - įvairi papildoma informacija, kaip laiko žymės, maršrutizatorių adresai. Praktinė dalis. 7 paveikslėlyje pateikta laboratorijos tinklo schema. 7 pav. Laboratorijos tinklo schema Darbo eiga: 1 žingsnis. Aktyvuojama komandinė eilutė Windows NT / 2000: Naudodami Start meniu paleidžiama komandinė eilutė (Command Prompt langas). Start > Programs > Accessories > Command Prompt arba Start > Programs > Command Prompt 2 žingsnis. Darbas su PING programa 2.1 Išsiaiškinti dirbančių kompiuterių IP adresus, tam įvedama komanda ipconfig. Kompiuterio prie kurio dirbate IP adresas __192.168.1.3 _____________ Kaimyninio kompiuterio IP adresas _________192.168.1.2______ Komutatoriaus arba maršrutizatoriaus IP adresas (paklausti dėstytojo): ___192.168.1.100____________ 2.2 Nusiųsti 1000 baitų ping užklausą į kaimyninį kompiuterį bei komutatorių arba maršrutizatorių ir užsirašyti paketų siuntimo trukmes: • minimali trukmė __0/3__ • maksimali trukmė _1/3____ • vidutinė trukmė ___0/3__ 2.3 Nusiųsti 5000 baitų ping užklausą į kaimyninį kompiuterį bei komutatorių arba maršrutizatorių ir užsirašyti paketų siuntimo trukmes: • minimali trukmė ____1/12_ • maksimali trukmė ___1/12__ • vidutinė trukmė ____1/12_ 2.4 Nusiųsti 8000 baitų ping užklausą į kaimyninį kompiuterį bei komutatorių arba maršrutizatorių ir užsirašyti paketų siuntimo trukmes: • minimali trukmė ___2/18__ • maksimali trukmė __2/18___ • vidutinė trukmė ____2/18_ 2.5 Nustatyti kokias mažiausią ir didžiausią ping užklausos reikšmes galima išsiųsti: • į kaimyninį kompiuterį _________0/65500______________________________ • į kaimyninį komutatorių ____________0/65500___________________________ • į kaimyninį maršrutizatorių _____________0/65500__________________________ 2.6 Nutraukti ryšį tarp tinklo įrenginių ir nusiųsti ping užklausą: • iš kompiuterio prie kurio dirbate ištraukti tinklo kabelį (UTP) ir nusiųsti ping užklausą, gautas pranešimas _____Destination host unreachable.________________ • iš kaimyninio kompiuterio ištraukti tinklo kabelį (UTP) ir nusiųsti ping užklausą, gautas pranešimas ________Request timed out._____________ • iš komutatoriaus arba maršrutizatoriaus ištraukti tinklo kabelį (UTP) ir nusiųsti ping užklausą, gautas pranešimas _________reguest time out____________ 2.7 Įšsiųsti neribotą skaičių ping užklausų į kaimyninį kompiuterį. Komandos sintaksė _________ping –t 192.168.1.2__________________ Ką įvesite, norėdami nutraukti ping užklausų siuntimą? _____ctrl-c_______________ 2.8 Nusiųsti ping užklausą į nutolusį serverį (pvz.: www.yahoo.com): • esantį Lietuvoje, užsirašyti paketų siuntimo trukmes: • minimali trukmė __1___ • maksimali trukmė __1___ • vidutinė trukmė __1___ • esantį užsienyje, užsirašyti paketų siuntimo trukmes: • minimali trukmė _116____ • maksimali trukmė ___116__ • vidutinė trukmė ___116__ Kokią komandą reikia įvesti norint uždaryti Command prompt langą? _______exit______ 2.9 Naudojantis „Vsual Ping“ programiniu paketu (8 pav.), pakartoti 2.2 – 2.6 ir 2.8 punktus, pateikiant gautų rezultatų „Print Screen“. 8 pav. „Visual Ping“ programinio paketo pagrindinis langas 3 žingsnis. Darbas su TRACEROUTE programa 3.1 Nusiųsti traceroute užklausą į kaimyninį kompiuterį bei komutatorių arba maršrutizatorių, užsirašyti gautą pranešimą ______ 1) C:\Documents and Settings\stud>tracert 192.168.1.2 2) 3) Tracing route to 192.168.1.2 over a maximum of 30 hops 4) 5) 1 tracert 192.168.1.2 9) 10) Tracing route to 192.168.1.2 over a maximum of 30 hop 11) 12) 1 tracert 192.168.1.100 16) 17) Tracing route to 192.168.1.100 over a maximum of 30 hops 18) 19) 1 2 ms 1 ms 1 ms 192.168.1.100 20) 21) Trace complete._____. 3.2 Nusiųsti traceroute užklausą į KTU DNS serverį, nukopijuoti gautą pranešimą. 22) 23) C:\Documents and Settings\stud>tracert 193.219.61.11 24) 25) Tracing route to cache.dns.lt [193.219.61.11] 26) over a maximum of 30 hops: 27) 28) 1 tacert www.yahoo.com 35) 'tacert' is not recognized as an internal or external command, 36) operable program or batch file. 37) 38) C:\Documents and Settings\stud>tracert www.yahoo.com 39) 40) Tracing route to www-real.wa1.b.yahoo.com [69.147.76.15] 41) over a maximum of 30 hops: 42) 43) 1 tracert www.gmail.com 72) 73) Tracing route to googlemail.l.google.com [74.125.39.17] 74) over a maximum of 30 hops: 75) 76) 1 tracert 192.168.1.3 • • Tracing route to 192.168.1.3 over a maximum of 30 hops • • 1 Destination host unreachable. • • Trace complete.____________ • iš kaimyninio kompiuterio ištraukti tinklo kabelį (UTP) ir nusiųsti traceroute užklausą, gautas pranešimas _________ • C:\Documents and Settings\stud>tracert 192.168.1.2 • • Tracing route to 192.168.1.2 over a maximum of 30 hops • • 1 Destination host unreachable. • • Trace complete.____________ • iš komutatoriaus arba maršrutizatoriaus ištraukti tinklo kabelį (UTP) ir nusiųsti traceroute užklausą, gautas pranešimas _________ • C:\Documents and Settings\stud>tracert 192.168.1.100 • • Tracing route to 192.168.1.100 over a maximum of 30 hops • • 1 Destination host unreachable. • • Trace complete. • • C:\Documents and Settings\stud>tracert 192.168.1.100 • • Tracing route to 192.168.1.100 over a maximum of 30 hops • • 1 * * * Request timed out. • 2 * * * Request timed out.____________ Kokią komandą reikia įvesti norint uždaryti Command prompt langą? ___exit__________ 3.4 Naudojantis „Vsual Trace Route“ programiniu paketu (9 pav.), pakartoti 3.1 – 3.3 punktus, pateikiant gautų rezultatų „Print Screen“. 9 pav. „Visual Trace Route“ programinio paketo pagrindinis langas Dėstytojas informuojamas apie užbaigtą darbą. Ataskaitoje pateikti. 1. Darbo eigos išklotines, nukopijuotas iš Command prompt lango, bei programų langų „Print Screen“ su detaliais komentarais. 2. Atsakymus į klausimus pateiktus laboratorinio darbo eigoje (į kontrolinius klausimus atsakinėti nereikia). 3. Išvadas. Kontroliniai klausimai. 1. Kas yra PING ? Kam jis naudojamas? 2. Kas yra TRACEROUTE? Kam jis naudojamas? 3. Pateikti ir paaiškint ICMP echo užklausos ir atsakymo žinutės formatą. 4. Kas yra ICMP protokolas? Kam jis naudojamas? Paaiškinti jo veikimą. 5. Paaiškinti IP paketo struktūrą. 6. Kaip skirstomos ICMP žinutės? 7. Kaip yra siunčiamos ICMP žinutės? 8. Kuo skiriasi ir kuo panašūs „Visual Ping“ ir „Visual Trace Route“ programiniai paketai? 9. Kas yra TTL? Kam jis naudojamas? 10. Kokiuose OSI lygmenyse veikia ICMP žinutės? 11. Koks yra TRACEROUTE pranašumas prieš PING? Papildoma literatūra. 1. http://www.faqs.org/rfcs/rfc792.html 2. http://www.freesoft.org/CIE/Topics/81.htm 3. http://www.networksorcery.com/enp/protocol/icmp.htm

Daugiau informacijos...

★ Klientai rekomenduoja

Šį rašto darbą rekomenduoja mūsų klientai. Ką tai reiškia?

Mūsų svetainėje pateikiama dešimtys tūkstančių skirtingų rašto darbų, kuriuos įkėlė daugybė moksleivių ir studentų su skirtingais gabumais. Būtent šis rašto darbas yra patikrintas specialistų ir rekomenduojamas kitų klientų, kurie po atsisiuntimo įvertino šį mokslo darbą teigiamai. Todėl galite būti tikri, kad šis pasirinkimas geriausias!