39
Промислові мережі та інтеграційні технології Основи Ethernet (для спеціаліста АСУТП) реєстрація [email protected] автор і лектор: Олександр Пупена ([email protected]) зворотній зв’язок по курсу: Інтернет-форум АСУ в Україні (www.asu.in.ua) 20.04.2015 NET - Ethernet Base [email protected] 1

4 1 1 ethernet base

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: 4 1 1 ethernet base

Промислові мережі та інтеграційні технології

Основи Ethernet (для спеціаліста АСУТП)

реєстрація [email protected]

автор і лектор: Олександр Пупена ([email protected]) зворотній зв’язок по курсу: Інтернет-форум АСУ в Україні (www.asu.in.ua)

20.04.2015 NET - Ethernet Base

[email protected] 1

Page 2: 4 1 1 ethernet base

Ethernet це …

20.04.2015 NET - Ethernet Base

[email protected] 2

Ethernet – сімейство стандартизованих технологій пакетної передачі даних для комп'ютерних мереж (започаткований в 70-х, перший стандарт у 1980)

Олифер В.Г. Олифер Н.А. Компьютерные сети. Принципы технологии протоколы СПб.: - Питер, 2010, 916 с. 4 изд.

Що таке Ethernet?

Протоколи Ethernet визначають: - фізичний рівень: середовище передачі, топологія, бітові швидкості,

способи підключення, довжини кабелів, способи кодування бітів… - канальний рівень: порядок доступу до середовища, правила

формування та розмежування кадрів, доставка даних за призначенням, перевірка цілісності кадрів…

Технологія Ethernet стандартизована в IEEE 802.2/ 802.3, однак є певні відмінності з Ethernet II

Page 3: 4 1 1 ethernet base

Стандарти IEEE 802.x

20.04.2015 NET - Ethernet Base

[email protected] 3

Що таке стандарти IEEE 802.x?

Page 4: 4 1 1 ethernet base

Мережі Ethernet

20.04.2015 NET - Ethernet Base

[email protected] 4

Які є типи мереж Ethernet?

Стандарт Тип стан-

дарту Тип кабелю

Топо-

логія

Довжина

зв’язку/

променя

Інтерфейс конекторів,

коментар

10Base5

Eth

ernet

10

Мб

іт/с

IEE

E 8

02

.3 товстий коаксіальний Ш 500м

AUI, підключення до

трансивера на кабелі

через "зуб вампіра"

10Base2 тонкий коаксіальний Ш 185м BNC

10BaseT UTP категорія 3 та вище

(2 пари проводів) З 100м RJ-45

10BaseF оптоволокно З 1 - 10 км AUI

100BaseTX

Fas

t E

ther

net

10

біт

/с I

EE

E

80

2.3

u

UTP кат. 5 та вище (2 пари

проводів) З 100 м RJ-45

100BaseT4 UTP кат. 3 та вище (4 пари

проводів) З 100м RJ-45

100BaseFX оптоволокно одномодове З 10 км ST, SC, MT-RJ…

100BaseSX оптоволокно.

багатомодлве З 300 м

сумісний з 10BaseF,

автоузгодженність

1000BaseCX

Gig

abit

Eth

ernet

80

2.3

z, 8

02

.3ab

STP (2 пари проводів) З 25 м RJ-45

1000BaseT UTP категорія 5 та вище (4

пари проводів) З 100 м RJ-45

1000BaseSX оптоволокно.

багатомодлве З 200-500 м ST, SC, MT-RJ…

1000BaseLX оптоволокно одномодове З 10 км ST, SC, MT-RJ…

10GBASE-… 10Gae

100GBASE-… 100Gba

40GBASE-… 40Gba

Page 5: 4 1 1 ethernet base

Відмінності в Ethernet'ах

20.04.2015 NET - Ethernet Base

[email protected] 5

Чим відрізняються мережі Ethernet?

Варіанти технологій (XBaseY):

- середовище передачі та способи підключення (Y):

- товстий коаксіальний кабель, підключення "зуб вампіра" (застарів)

- тонкий коаксіальний кабель , підключення BNC (застарів)

- екранована/неекранована вита пара (декілька пар), підключення RJ45

- оптоволокно

- радіосигнал (група 802.11)

- швидкістю(X):

- 10 Мбіт/с

- 100 Мбіт/с (FAST)

- 1 Гбіт/с (Gigabit)

- 10 Гбіт/с (10G)

- 40 Гбіт/с (40G)

- 100 Гбіт/с (100G)

- режимами роботи за напрямком:

- дуплекс

- напівдуплекс

Page 6: 4 1 1 ethernet base

Для підключення використовуються:

- кабель «вита пара» UTP (Unshielded twisted pair)

- на пристроях - RJ-45 розетка, на кабелі - RJ-45 вилка

- з'єднання «точка-точка», два пристрої можуть з'єднатися між собою безпосередньо: (рис.б)

- топологія "зірка" ("дерево"): пристрої зєднуються в мережі через концентратори (Hub) або комутатори (Switch): (рис. а) ;

Підключення Ethernet на базі витої пари

20.04.2015 NET - Ethernet Base

[email protected] 6

Як об'єднуються пристрої в мережі Ethernet на базі витої пари?

Switch/Hub

Switch/Hub Switch/Hub

Switch/Hub

Switch/Hub

Page 7: 4 1 1 ethernet base

10BaseT: фізичний рівень

20.04.2015 NET - Ethernet Base

[email protected] 7

Як працює Ethernet на фізичному рівні?

- 10 Мбіт/с - до 100 м без репітерів - не більше 4-х концентраторів (HUB) між

вузлами - UTP категорія 3 та вище (2 пари проводів) - дуплекс, напівдуплекс - манчестерський код - до 1024 вузлів в мережі - контроль цілісності каналу (LIT, при вільному

каналі відправка NLP)

Switch/Hub

Розгляд Ethernet почнемо з класичного 10BaseT на базі концентраторів.

NLP (Normal Link Pulses)

Page 8: 4 1 1 ethernet base

10BaseT: пряме з'єднання

20.04.2015 NET - Ethernet Base

[email protected] 8

Як з'єднувати прямим кабелем?

- Пристрої-вузли мережі з'єднуються через порт MDI (Medium Dependent Interface ),

- комутатори (switch) або концентратори (hub) через порт MDIX (Medium Dependent Interface with Crossover);

- Використовуються по два контакти: • для передачі: TX+ и TX- • для прийому: RX+ RX-

- У порті MDIX контакти трансмітера і ресивера поміняні місцями відносно MDI, тому MDI и MDIX з'єднуються між собою «прямим» кабелем.

прямой кабель

RX и TX поменяны местами

прямий кабель

Page 9: 4 1 1 ethernet base

10BaseT: перехресне з'єднання

20.04.2015 NET - Ethernet Base

[email protected] 9

Зєднання MDI з MDI або MDIX х MDIX проводиться перехресным кабелем.

перехресний кабель

TX+

TX-

RX

+

RX-

RX и TX на тих же контактах

Як з'єднувати перехресним кабелем?

Page 10: 4 1 1 ethernet base

Монтаж, перевірка

20.04.2015 NET - Ethernet Base

[email protected] 10

Чим з'єднувати, як перевірити ?

Page 11: 4 1 1 ethernet base

Ethernet 10BaseT на базі концентраторів (Hub)

20.04.2015 NET - Ethernet Base

[email protected] 11

Як працює Ethernet на базі концентраторів (HUB)?

- в центрі зірки використовується концентратор (Hub)

- концентратор (Hub) – це багатопортовий репітер - "логічна шина": напівдуплексний режим, в один

момент часу тільки один вузол може передавати - метод доступу CSMA/CD:

• постійне прослуховування лінії • якщо шина вільна – будь який вузол передає кадр • якщо кадри вузлів накладаються (колізія) – передача

закінчується, включається генератор випадкового часу очікування, після нього знову повторна проба

Hub

Page 12: 4 1 1 ethernet base

Ethernet: адресація вузлів

20.04.2015 NET - Ethernet Base

[email protected] 12

Як в мережі Ethernet кадр доходить до необхідного вузла?

- для адресації вузлів в мережі використовується 6-байтові МАС-адреси;

- адреса як правило записується в 16-ковому форматі: напр. EC-F4-BB-83-B0-4E або

EC:F4:BB:83:B0:4E

- кожний мережний адаптер повинен мати прошиту в неї унікальну МАС-адресу;

- доступна адресація окремого вузла (індивідуальна), усіх вузлів (широкомовна), декількох вузлів (групова)

- широкомовна: FF-FF-FF-FF-FF-FF

- мережні карти можуть працювати в режимі нерозбірливого захвату (promiscuous mode), тобто не відфільтровувати кадри по адресі МАС

Page 13: 4 1 1 ethernet base

Унікальна адресація Ethernet-адаптерів

20.04.2015 NET - Ethernet Base

[email protected] 13

Як назначається унікальна адреса MAC кожному адаптеру Ethernet?

- унікальність адреси МАС досягається комбінацією: "адреса" виробника карти + номер карти - перші 3 байти виділені виробнику обладнання,

видаються кординуючим комітетом IEEE (наприклад

00:80:F4 - Telemecanique, EC:F4:BB – Dell Inc.); можна визначити виробника в Інтернет

- наступні 3 байти – виробник виділяє на кожну свою карту

- унікальна (прошита) адреса називається також глобальною

- адміністратор може назначити адресу локально

http://standards.ieee.org/develop/regauth/oui/public.html

00 80 F4 xx xx xx

Manufacturer Device number

Page 14: 4 1 1 ethernet base

Утиліта getmac,

20.04.2015 NET - Ethernet Base

[email protected] 14

Як дізнатися глобальну унікальну адресу MAC адаптеру Ethernet свого ПК?

getmac/?

getmac/?

Page 15: 4 1 1 ethernet base

Утиліта ipconfig/all, netsh lan (Windows)

20.04.2015 NET - Ethernet Base

[email protected] 15

Як дізнатися глобальну унікальну адресу MAC адаптеру Ethernet свого ПК?

ipconfig/all

netsh lan

тільки при запущеній службі Wired Autoconfig

netsh lan show interfaces

Page 16: 4 1 1 ethernet base

Зміна адреси МАС

20.04.2015 NET - Ethernet Base

[email protected] 16

Як назначити локальну адресу MAC адаптеру Ethernet свого ПК?

- змінити адресу МАС у Windows можна через налаштування карти: - графічні вікна Windows - інші утиліти

Page 17: 4 1 1 ethernet base

Типи кадрів Ethernet

20.04.2015 NET - Ethernet Base

[email protected] 17

Які типи кадрів є в Ethernet?

кадр Ethernet II (DIX)

кадр IEEE802.3

- є декілька стандартів форматів кадру, найбільш популярні Ethernet II (DIX) та IEEE 802.3, відрізняються: - полем Type/Length; - в кадрі IEEE 802.3 в полі даних входить

заголовок пакету LLC

- кадри сумісні оскільки значення довжини <1518, а значення типу>1600

Page 18: 4 1 1 ethernet base

Проблеми Ethernet з концентраторами

20.04.2015 NET - Ethernet Base

[email protected] 18

Чому зараз практично не використовують концентратори в Ethernet?

- дерево з концентраторів та вузлів формують єдине розділювальне середовище передачі ("логічну шину") – єдиний домен колізій, тобто всі кадри вузлів будуть конкурувати

- працездатна при загальному завантаженні мережі <30% - для ефективної роботи мережі краще використовувати комутатори

Hub

Hub Hub

Hub

Page 19: 4 1 1 ethernet base

Структура Ethernet з комутаторами

20.04.2015 NET - Ethernet Base

[email protected] 19

Що принципово відрізняється в структурі мережі Ethernet з концентраторами та комутаторами?

Hub

Hub Hub

Hub

Switch

Switch Switch

Switch

- замість концентраторів (hub) ставляться комутатори (switch) – багатопортові мости

- комутатори розділяють домен колізій на декілька сегментів

- порти Ethernet станцій і комутаторів можуть працювати в дуплексному режимі

Page 20: 4 1 1 ethernet base

Призначення моста Ethernet

20.04.2015 NET - Ethernet Base

[email protected] 20

Навіщо потрібен міст?

- міст об'єднує два фізичних сегменти (міст це 2х-портовий комутатор), тобто два домени колізій

- на відміну від повторювача (репітера) міст відфільтровує кадри, які проходять між сегментами (алгоритм писаний в IEEE 802.1D)

- міст (bridge) відправляє кадри в інший сегмент тільки в тому випадку, якщо там знаходиться вузол призначення

- фільтрація проводиться по вмісту кадру, тобто міст працює на канальному рівні - "прозорий міст" – вузли в мережі "не знають" про існування моста, це просто ще

один трасивер на лінії зв'язку - має адресну таблицю (таблиця фільтрації) просування кадрів на свої порти - пасивно спостерігає за трафіком і заповнює адресну таблицю

Page 21: 4 1 1 ethernet base

Принцип роботи моста Ethernet

20.04.2015 NET - Ethernet Base

[email protected] 21

Як працює міст?

1. на початку адресна таблиця пуста 2. перший вхідний кадр буферизується і відправляється на всі порти (якщо

середовище не зайнято) окрім вхідного (для кадру) 3. МАС-адреса відправника (MAC Source) записується в адресну таблицю з

вказівкою порту звідки прийшов 4. МАС наступного вхідного кадру перевіряється в таблиці, якщо запис

знайдено, то: • якщо порт співпадає з вхідним, тобто вузли знаходяться в одному сегменті, - кадр

ігнорується (фільтрація кадру, filtering) • якщо різні сегменти, кадр буферизується і відправляється на порт призначення

(просування кадру, forwarding)

5. якщо запис не знайдено, виконуються алгоритми пп.2 та 3

Page 22: 4 1 1 ethernet base

Принцип роботи моста Ethernet (продовження)

20.04.2015 NET - Ethernet Base

[email protected] 22

• записи адресної таблиці можуть створюватися динамічно (в процесі навчання) або статично (адміністратором) • динамічні записи мають термін життя, якщо запис

не використовувався певний час – він видаляється, таким чином "перекочування" вузла в інший сегмент автоматично розпізнається

• статичні записи вносяться вручну і не мають терміну життя, додаткова можливість фільтрації

• широкомовні кадри (MAC=FF:FF:FF:FF:FF:FF) відправляються на всі порти (усі сегменти) окрім вхідного для кадру – затоплення (flooding)

Page 23: 4 1 1 ethernet base

Топологічні обмеження мостів

20.04.2015 NET - Ethernet Base

[email protected] 23

Не дозволяються петлі в конфігурації, приклад: 1. широкомовний кадр від нового вузла

попадає на обидва мости, в кожному свій запис в адресній таблиці (адреса 10, порт 1)

2. широкомовність кадру приведе його в порт 2 моста 1, оскільки кадр новіший – старий затреться і з'явиться запис адреса 10, порт 2; кадр відправиться на порт 1 моста 1

3. аналогічно п.2

Наслідки: • розмноження кадрів • нескінченна циркуляція кадрів в петлях • постійна перебудова адресних таблиць

Звичайні мости (і комутатори) не можна об'єднувати в петлеві конфігурації, тільки деревовидні.

Які обмеження в структурі?

Для побудови петлевих каналів з резервуванням використовуються спецільні комутатори (наприклад з функціями STP/RSTP).

Page 24: 4 1 1 ethernet base

Комутатори (switch)

20.04.2015 NET - Ethernet Base

[email protected] 24

• Ethernet мости (2-х портові) витіснені багатопортовими комутаторами

• комутатор (switch) – багатопортовий мультипроцесорний міст

• одночасне просунення кадрів між декількома портами

• процесор на кожний порт + загальний координуючий процесор (адресна таблиця, конфігурування, управління комутатором)

Що таке комутатор?

Page 25: 4 1 1 ethernet base

Комутація каналів vs комутація пакетів

20.04.2015 NET - Ethernet Base

[email protected] 25

• Комутація каналів • перед обміном між вузлами встановлюється

фізичне з'єднання (канал), коли в обміні немає необхідності - з'єднання розривається

• по сформованому каналу передаються дані • з'єднання використовується тільки двома вузлами • задача комутаторів каналів - формувати

з'єднання на сеанс

Що таке комутація?

• Комутація пакетів • дані діляться на порції – пакети, які

передаються незалежно і збираються у вузлі призначення

• задача комутаторів пакетів – перенаправляти пакети по вірному маршруту в залежності від заголовку пакету і маршрутних таблиць комутатору

Page 26: 4 1 1 ethernet base

Комутатори на базі комутаційної матриці

20.04.2015 NET - Ethernet Base

[email protected] 26

Приклад структури комутатора з комутаційною матрицею:

• кожен порт Ethernet обслуговується своїм процесором (EPP – Ethernet Packet Processor) має свій буфер і свою локальну адресну таблицю

• системний модуль координує роботу, вміщує загальну адресну таблицю комутатора

• в центрі комутаційна матриця (як при комутації каналів) • алгоритм:

• перші байти кадру попадають у вхідний буфер EPP, аналізується адреса призначення, якщо в локальній немає, питає в системного модуля

• якщо треба форварднути кадр, і порт призначення вільний (не з'єднаний з іншим портом) – матриця встановлює зв'язок і в буфер процесору EPP вихідного порта направляється кадр

• якщо порт призначення зайнятий – кадр приймається повністю і буферизується, до звільнення

• як тільки шина вихідного порта вільна, він відправляє кадр

Як працює комутатор?

Робота без повної буферизації кадру називається "на льоту" ("on the fly", "cut-through")

Page 27: 4 1 1 ethernet base

Комутатори в дуплексному режимі

20.04.2015 NET - Ethernet Base

[email protected] 27

Яка відмінність при використанні в комутаторах дуплексного режиму?

• якщо до комутатора підключаються вузли а не сегменти, необхідність в напівдуплексному режимі відпадає, так як комутатор може працювати з окремим вузлом і на передачу і на прийом одночасно

• тому колізії відсутні, а отже і не потрібен CSMA/CD

• однак затримки в передачі можуть виникати в самих комутаторах

Page 28: 4 1 1 ethernet base

Продуктивність комутаторів

20.04.2015 NET - Ethernet Base

[email protected] 28

Чи встигає комутатор переправляти усі вхідні кадри ?

• затримки в передачі можуть виникати в самих комутаторах • якщо сумарний вхідний трафік буде значно перевищувати вихідний –

порти будуть переповнюватися, кадри будуть втрачатися • неблокуючий комутатор – коли комутатор встигає передавати на

вихід кадри зі швидкістю їх приходу • неблокуючий режим досягається:

• висока продуктивність портів та процесорів • продуктивність ЦПУ та всіх складових • архітектура комутатора • вбудовані засоби боротьби з перевантаженням • підтримка режиму механізму зворотного зв'язку (IEEE 802.3x, Flow Control)

– відправка спец кадру "ПАУЗА"

• характеристики продуктивності: • швидкість фільтрації (filtering Rates) : практично у всіх комутаторах ця

процедура не блокує роботу комутатора • швидкість просунення (forwarding Rates) кадр/с: • затримка передачі кадру, мс: час від появи першого байту на вхідному

порту до появи на виході • продуктивність комутатору (throughput) Мібт/с, враховуються тільки поля

даних

http://www.cisco.com/c/en/us/products/collateral/switches/nexus-5020-switch/white_paper_c11-465436.html

Page 29: 4 1 1 ethernet base

Fast Ethernet (IEEE 802.3u): 100BaseTX

20.04.2015 NET - Ethernet Base

[email protected] 29

Що змінилося в Fast Ethernet, зокрема в 100BaseTX?

• поява - початок 90-х • збільшена швидкість до 100 Мбіт/с • повна сумісність з 10BaseT і ті самі кадри • дуплекс і напівдуплекс • ознака простою середовища – передача

спеціального символу простою • 100BaseT4 (практично не використ):

• кодування 8B/6T на NRZI; • UTP категорія 3 та вище (4 пари проводів)

• 100BaseTX: • кодування 4B/5B на NRZI; • STP (тип.1) або UTP кат.5 та вище (2 пари проводів)

• підрівень автопереговорів (Auto-Negotiation) для автоналаштування режиму роботи між пристроями

• відстань до комутатора/концентратора 100 м

Кон-такт

10BaseT 100BaseTX

100BaseT4

1000BaseT

1 Tx+ Tx_D1+ BI_D1+

2 Tx- Tx_D1- BI_D1- 3 Rx+ Rx_D2+ BI_D2+

4 не викор. BI_D3+ BI_D3+

5 не викор. BI_D3- BI_D3- 6 Rx- Rx_D2- BI_D2- 7 не викор. BI_D4+ BI_D4+

8 не викор. BI_D4- BI_D4-

Page 30: 4 1 1 ethernet base

Auto-Negotiation (Автопереговори)

20.04.2015 NET - Ethernet Base

[email protected] 30

Що таке автопереговори? • опційний • дозволяє двом з'єднаним пристроям домовитися про найбільш

вдалу швидкість та режим передачі (дуплекс/напівдуплекс) • режим вибирається по пріоритету з можливих (10BaseT

напівдуплекс – найменш пріоритетний) • при увімкненні пристрою він ініціює режим автопереговорів:

• відсилає спеціальний блок імпульсів (FLP, Fast Link Pulse, схоже на LIT-NLP), в якому пропонує найбільш пріоритетний підтримуваний ним режим

• якщо партнер підтримує такий режим він відповідає блоком FLP, якщо ні – пропонує свій

• якщо партнер не підтримує автопереговори, він буде слати сигнали NLP, по яким визначиться швидкість

• концентратори працюють з найменшою з підключених пристроїв швидкістю

• в деяких старих реалізаціях (зокрема в CISCO) є невідповідність а також є проблеми дуплекс/напідуплекс, тому треба налаштовувати вручну

• визначені також механізми діагностики помилок (додаткові коди PLM)

NLP (Normal Link Pulses)

FLP (Fast Link Pulses)

Page 31: 4 1 1 ethernet base

Gigabit Ethernet (IEEE 802.3ab): 1000BaseT

20.04.2015 NET - Ethernet Base

[email protected] 31

Що змінилося в Gigabit Ethernet, зокрема в 1000BaseT?

Кон-такт

10BaseT 100BaseTX

100BaseT4

1000BaseT

1 Tx+ Tx_D1+ BI_D1+

2 Tx- Tx_D1- BI_D1- 3 Rx+ Rx_D2+ BI_D2+

4 не викор. BI_D3+ BI_D3+

5 не викор. BI_D3- BI_D3- 6 Rx- Rx_D2- BI_D2- 7 не викор. BI_D4+ BI_D4+

8 не викор. BI_D4- BI_D4-

• поява - кінець 90-х • збільшена швидкість до 1 Гбіт/с • ті самі кадри що в попередніх версіях Ethernet • дуплекс і напівдуплекс • STP (тип.1) або UTP кат.5 та вище (4 пари проводів) • для роботи в напівдуплексі:

• збільшена мінімальна довжина кадрів з 64 до 512 байт, для цього після контрольної суми відсилається розширення з одних лог."0"

• режим пульсації: декілька кадрів підряд • діаметр мережі в напівдуплексі до 200 м

• кодування PAM5 (на 125 МГц) • передача та прийом в дуплексі одночасно по тій

самій парі, завдяки гібридній схемі розв'язки • адаптери можуть працювати також на 10BaseT,

100BaseT/TX • відстань до комутатора/концентратора 100 м • Automatic MDI/MDI-X Configuration (опційно )

Page 32: 4 1 1 ethernet base

Комутатори

20.04.2015 NET - Ethernet Base

[email protected] 32

Які є типи комутаторів Ethernet?

• стосовно налаштувань • некерований (unmanaged) – працює самостійно, не потребує

налаштувань, але виконує тільки стандартні функції • керований (managed) – має додаткові функції, які

налаштовуються спеціальними утилітами або протоколами

• стосовно конструкції вузла обміну: • з комунікаційною матрицею • з загальною шиною • з багатовходовою пам'яттю загального користування • комбіновані

• конструкція: • моноблочні (з фіксованою кількістю портів) • модульні

Page 33: 4 1 1 ethernet base

Утиліти Windows для роботи з мережними налаштуваннями (загальний перелік)

20.04.2015 NET - Ethernet Base

[email protected] 33

Wireshark - мережний аналізатор трафіку ping - перевіряє з’єднання на рівні протоколу IP з іншим пристроєм, який підтримує TCP/IP arp - виводить та змінює записи кешу ARP: таблиць відповідності IP-адрес і фізичних адрес Ethernet getmac – отримання апаратних адрес мережних адаптерів (MAC-адрес) як на локальному так і на віддаленому ПК. ipconfig – виводить всі плинні параметри карт та оновлює параметри DHCP та DNS tracert – виводить маршрут (IP-адреси вузлів) до місця призначення pathping – виводить статистику роботи маршрутизаторів на шляху маршруту до місця призначення netstat – виводить статистику по мережі та підключенням на транспортному рівні route – виводить маршрутні таблиці netsh – дає можливість відображати та змінювати настройки мережної карти net – робота з мережними службами Windows nslookup – діагностична утиліта для роботи з DNS

https://drive.google.com/file/d/0B2FfwwwweBSVMzU2d1FEZTlNcUk/view

Page 34: 4 1 1 ethernet base

Сніффери (Sniffer): принципи

20.04.2015 NET - Ethernet Base

[email protected] 34

Sniffer (від англ. to sniff – нюхати) – мережний аналізатор трафіку, програма або програмно-апаратний пристрій, призначений для перехвату та наступного аналізу, або тільки аналізу мережного трафіку, призначеного для інших вузлів.

Перехват трафіку може відбуватися: • звичайним "прослуховуванням" мережного інтерфейсу;

метод ефективний при використанні в сегменті концентраторів (hub) замість комутаторів (switch), в іншому випадку метод малоефективний, оскільки на сніфер попадають лише окремі кадри, які призначені приймаючому вузлу;

• підключенням сніферу в розрив каналу; • відгалуженням (програмним чи апаратним) трафіку і

направленням його копії на сніффер; • через аналіз побічних електромагнітних випромінювань та

відновленням таким чином трафіку, що прослуховується; • через атаку на канальному рівні (2-му) або мережному рівні

(3-му), яка приводить до перенаправлення трафіку жертви або всього трафіку сегменту на сніффер з наступним поверненням трафіку в потрібну адресу

Page 35: 4 1 1 ethernet base

Сніффери (Sniffer): функції

20.04.2015 NET - Ethernet Base

[email protected] 35

Аналіз трафіку, що проходить через сніфер, дозволяє: • відслідковувати мережну активність додатків; • відлагоджувати протоколи мережних додатків; • локалізувати несправність або помилку конфігурації; • знаходити паразитний, вірусний та закільцьований

трафік, наявність котрого збільшує навантаження мережного обладнання та каналів зв’язку;

• виявити в мережі шкідливе ПО, наприклад, мережні сканери, флудери, троянські програми, клієнти пірингових мереж та інші;

• перехватити любий незашифрований (а інколи і зашифрований) трафік користувача з ціллю дізнавання паролів та іншої інформації

• вивчати динаміку і взаємодії в мережах для розуміння функціонування

Page 36: 4 1 1 ethernet base

Сніффери (Sniffer): приклади

20.04.2015 NET - Ethernet Base

[email protected] 36

На сьогоднішній момент існує достатня кількість хороших реалізацій сніфферів. Деякі з них:

• Tcpdump (http://www.tcpdump.org/) – консольний варіант сніфферу. Працює на найбільш поширених на сьогоднішній день ОС;

• Wireshark (http://www.wireshark.org/) до недавнього часу був відомий під іменем Ethereal;

• WinDump http://www.winpcap.org/windump;

Page 37: 4 1 1 ethernet base

Wireshark: загальні відомості

20.04.2015 NET - Ethernet Base

[email protected] 37

Принцип захвату мережного трафіку.

• безкоштовна • основні компоненти:

• драйвер для захвату пакетів (libpcap драйвер WinPcap)

• інтерфейсна бібліотека (libpcap WinPcap) • інтерфейс користувача (Wireshark)

• Бібліотека libpcap (реалізація під ОС Windows WinPcap ): • працює безпосередньо з NDIS драйверами

мережних пристроїв • на базі даної бібліотеки реалізована велика

кількість мережних програм • сніфери використовують бібліотеку в режимі

"захвату" пакетів, тобто може отримувати копію всіх даних що проходить через драйвер мережного інтерфейсу.

• зміни в самі дані не вносяться

Page 38: 4 1 1 ethernet base

Wireshark: загальні відомості (прод)

20.04.2015 NET - Ethernet Base

[email protected] 38

Принцип захвату мережного трафіку.

• якщо локальний трафік не проходить через драйвер мережного пристрою то він не буде видимий сніффером.

• Wireshark дозволяє в режимі реального часу: • захватувати пакети з мережі • аналізувати структуру пакетів • аналізувати структуру пакетів з файлу, який

вміщує трафік, отриманий, наприклад програмою «tcpdump» (unix/linux)

Page 39: 4 1 1 ethernet base

Wireshark: загальний вигляд

20.04.2015 NET - Ethernet Base

[email protected] 39

https://drive.google.com/file/d/0B2FfwwwweBSVMzU2d1FEZTlNcUk/view