Laboratorio Di Fondamenti Di Reti Di Telecomunicazioni
Politecnico di MilanoDipartimento di Elettronica e InformazioneLaboratorio di Fondamenti di Reti diTelecomunicazioniCorso Fratta – Pattavina – MaierLezione n : 4
Responsabili Laboratorio e ContattiSito Internet di riferimento del htmlContatti–Prof Fratta –Prof Maier –Jocelyne Elias (elias@elet.polimi.it)Diego Lucerna (lucerna@elet.polimi.it)Guido Maier (maier@elet.polimi.it)Diego Lucerna (lucerna@elet.polimi.it)Prof Pattavina Massimo Tornatore (tornatore@elet.polimi.it)Diego Lucerna (lucerna@elet.polimi.it)2
Sommario Presentazione CISCO Packet Tracer 4.11Switch / HubSpanning Tree ProtocolLearning & Forwarding3
Sommario Presentazione CISCO Packet Tracer 4.11Switch / HubSpanning Tree ProtocolLearning & Forwarding4
Cisco Packet Tracer 4.11Cisco Packet Tracer è un softwaredidattico distribuito agli studenti edistruttori del Programma CiscoNetworking Academy perl’emulazione di apparati di rete CISCO Permette di– Creare topologie di rete composte da apparati generici e/o proprietari diCisco– Emulare la Command Line Interface del sistema operativo Cisco IOS (soloun sottoinsieme delle funzioni)– Configurare tramite GUI o Command Line gli apparati di rete e verificarne illoro funzionamento creando scenari di traffico ed osservando ilcorrispondente comportamento della rete– Ispezionare dinamicamente in ogni momento lo stato di ciascun dispositivoe il formato di ciascun pacchetto inviato sulla topologia di rete5
Interfaccia GraficaMenu BarHelpMain Tool BarLogical/PhysicalWorkspace BarWorkspaceCommonTools BarComando INSPECTper vedere ilcontenuto delletabelle MAC e ARPRealtime/Simulation BarNetworkComponent BoxDevice-TypeSelection BoxDevice-SpecificSelection BoxUser CreatedPacket Window6
Aggiungere Dispositivi-Link Per aggiungere dispositivi– Selezionare un dispositivo nel “Device-Specific Selection Box”e trascinarlo nell'area di lavoro con il classico meccanismoDrag n' Drop.– In alternativa è possibile posizionarlo nell'area di lavoro con unsemplice click del mouse nel punto in cui lo si vuole inserire Per collegare due dispositivi– Selezionare un collegamento nel “Device-Specific SelectionBox” e selezionare nell'area di lavoro i due capi delcollegamento.– Quando si seleziona un capo del collegamento vengonomostrate le porte (interfacce) su cui è possibile attestare illink.7
Sommario Presentazione CISCO Packet Tracer 4.11Switch / HubSpanning Tree ProtocolLearning & Forwarding8
Un semplice esempio passo-passo Vogliamo vedere il diverso comportamento di queste 2 reti Selezionare 1 Hub-PT Selezionare 1Switch-PT-Empty(attenzione questo switch di default non ha porte fisiche) Cliccare sullo switch creato, spegnerlo, aggiungere 4 porte Fast Ethernet(PT-Switch-NM-1CFE) e riaccenderlo Selezionare 6 PC Collegare 3 PC all’hub con il cavo Copper Straight-through (attenzione in fasedi collegamento a selezionare le porte Fast Ethernet) e 3 PC allo switch con lostesso cavo9
Dispositivi utilizzati in questo corso Hub-PT: Permette di creare un dominio di collisionetra più apparati. Funziona esclusivamente comerepeater multiporta senza funzioni di livello 2Tasto ON/OFFPorte disponibiliPortedell’apparatoConfigurazione dibase tramiteinterfaccia grafica. E’possibile modificareesclusivamente ilnome dell’hubDescrizione PortaPer cambiare le porte all’hub è necessariospegnere il dispositivo, togliere la porta eaggiungere quella desiderata10
Un semplice esempio passo-passo Vogliamo vedere il diverso comportamento di queste 2 reti Selezionare 1 Hub-PT Selezionare 1Switch-PT-Empty(attenzione questo switch di default non ha porte fisiche) Cliccare sullo switch creato, spegnerlo, aggiungere 4 porte Fast Ethernet(PT-Switch-NM-1CFE) e riaccenderlo Selezionare 6 PC Collegare 3 PC all’hub con il cavo Copper Straight-through (attenzione in fasedi collegamento a selezionare le porte Fast Ethernet) e 3 PC allo switch con lostesso cavo11
Dispositivi utilizzati in questo corso Switch-PT-Empty: Switch generico a cui è necessarioaggiungere le porte necessarie al suo funzionamento.Una volta creato, cliccando sul dispositivo si haaccesso alla finestra di configurazione.Configurazione dibase tramiteinterfaccia graficaTasto ON/OFFPorte disponibiliPorte liberesull’apparatoDescrizione PortaConfigurazioneavanzata medianteriga di comando conaccesso al sistemaoperativo IOSPer aggiungere nuove porte allo switch bastatrascinarle negli appositi spazi vuotiricordandosi prima di spegnere il dispositivo.12
Un semplice esempio passo-passo Vogliamo vedere il diverso comportamento di queste 2 reti Selezionare 1 Hub-PT Selezionare 1Switch-PT-Empty(attenzione questo switch di default non ha porte fisiche) Cliccare sullo switch creato, spegnerlo, aggiungere 4 porte Fast Ethernet(PT-Switch-NM-1CFE) e riaccenderlo Selezionare 6 PC Collegare 3 PC all’hub con il cavo Copper Straight-through (attenzione in fasedi collegamento a selezionare le porte Fast Ethernet) e 3 PC allo switch con lostesso cavo13
Dispositivi utilizzati in questo corso PC-PT: Permette di creare un computer daaggiungere alla reteConfigurazione dibase tramiteinterfaccia graficaTasto ON/OFFSchede di retedisponibiliDescrizione SchedaPer cambiare le schede di rete è necessariospegnere il dispositivo, togliere la scheda eaggiungere quella desiderataConfigurazioneavanzata e accesso aiterminaliPer inviare comandi dal terminale14
Un semplice esempio passo-passo Vogliamo vedere il diverso comportamento di queste 2 reti Selezionare 1 Hub-PT Selezionare 1Switch-PT-Empty(attenzione questo switch di default non ha porte fisiche) Cliccare sullo switch creato, spegnerlo, aggiungere 4 porte Fast Ethernet(PT-Switch-NM-1CFE) e riaccenderlo Necessario perchè in Paket Tracer lo scambio di trame Selezionare 6 PC(controllabile) a livello 2 avviene solo lanciando un applicativoche genera uno scambio di pacchetti a livello 3 (IP) tra PC Configurare gli indirizzi IP e le subnet dei PC come in figura cliccare sul Pc e selezionare Desktop e IP Configuration la subnet 255.0.0.0 è di default15
Un semplice esempio passo-passo Vogliamo vedere il diverso comportamento di queste 2 reti Selezionare 1 Hub-PT Selezionare 1Switch-PT-Empty(attenzione questo switch di default non ha porte fisiche) Cliccare sullo switch creato, spegnerlo, aggiungere 4 porte Fast Ethernet(PT-Switch-NM-1CFE) e riaccenderlo Selezionare 6 PC Collegare 3 PC all’hub con il cavo Copper Straight-through (attenzione in fasedi collegamento a selezionare le porte Fast Ethernet) e 3 PC allo switch con lostesso cavo16
Link tra apparatiScelta automaticadella connessioneConnessionidisponibiliConsole: utilizzato per collegareun host alla porta console di unrouter ouno switch per effettuareoperazioni diconfigurazione/manutenzioneCopper Cross-over: cavo utilizzatoper connettere tra di lorointerfacce di tipo Ethernetstandard. Solitamente viene usatoper collegare tra di loro dispositiviappartenenti agli stessi livelli OSI(host con host, host con router,router con router, hub conswitch.)Copper Straight-through: cavoutilizzato per connettere tra di lorointerfacce di tipo Ethernet standard.Solitamente viene usato percollegare tra di loro dispositiviappartenenti a livelli OSI differenti(host con switch, switch con router,.)Fiber: cavo infibra otticaSerial DCE and DTE: cavoutilizzato per collegamentiseriali sia di tiposincrono che asincrono. Vieneusato tipicamente per linkWANPhone: usato daidispositivi dotati dimodem perconnessioni dial-upCoaxial: usato daidispositivi dotatidi cable modem17
Link status E' possibile visualizzare il nome di ogni interfaccia posizionando lostrumento Inspect su ognuna di esse oppure sul link; dopoqualche secondo comparirà il nome in forma abbreviata (adesempio FE 0/1 per la porta Fast Ethernet 0/1) Posizionando il puntatore sul link invece vengono mostrati i nomidelle due interfacce ai capi del link Ai capi di ogni link sono rappresentati dei “led” che indicano lostato dell'interfaccia relativa. Possono essere di tre colori:––––Verde: indica che l'interfaccia è UPVerde lampeggiante: indica che l'interfaccia è UP e c'è attività sul linkRosso: indica che l'interfaccia è DOWNAmbra: l'interfaccia è “BLOCCATA” in attesa che termini il processo di loopbreaking process; questo stato può manifestarsi solo sulle interfacce degliswitch18
Un semplice esempio passo-passo Provare ora con la modalità Simulation per verificare il comportamentodei singoli pacchettiIn “Event List Fiters” con “Edit Filters” disabilitare tutti i protocolli tranne ICMP Aggiungere una Simple PDU (è il comando PING) tra il 1 e il 2 Pc(basta cliccare sui Pc coinvolti dallo scambio) sia nella rete con hub checon switch e lanciareChe differenze ci sono?“Delete” sotto “scenario 0” Eliminare le precedenti Simple PDU e questa volta aggiungere unaSimple PDU tra il 1 e il 2 Pc e il 3 e il 2 sia nella rete con hub che conswitch e lanciare auto/capture play. Che differenze ci sono in questocaso? Si può provare a collegare lo switch all’hub (cavo cross) e provare amandare la Simple PDU tra il 1 e il 2 Pc dell’hub. Cosa succede inquesto caso?19
Sommario Presentazione CISCO Packet Tracer 4.11Switch / HubSpanning Tree ProtocolLearning & Forwarding20
Spanning Tree Protocol Serve per eliminare i loop da una rete magliata contenente deicicli chiusi per ottenere una topologia ad albero. Avviene tramite 3 fasi– Elezione del Root Bridge (radice dell’albero)– Selezione della Root Port (porta per raggiungere il root bridge)– Selezione della Designated Port (stabilisce quale tra le porte dei variswitches collegati ad una LAN è designata a inoltrare e ricevere i pacchettidella LAN) Stato delle porte– Root Bridge: tutte le porte in stato forwarding (per inoltro pacchetti) edunque tutte sono contrassegnate come designated ports– Altri Switch: 1 root port e designated ports (si ha una designated port perogni LAN delle rete) in stato forwarding e le altre porte in stato di blocking(non inoltrano pacchetti)21
EsercizioData la rete in figura, costruirneil modello equivalente con ilPacket Tracer.Hub2Hub3FE 0/1Sw3FE 1/1FE 2/1Hub0FE 0/1Sw2FE 1/1Sw4FE 2/1Hub4FE 0/1FE 0/1FE 1/1FE 1/1Sw1FE 0/1Hub1Sw5FE 1/1Prestare attenzione al numerodelle porte in fase dicollegamento e al tipo di cavo dautilizzare (utilizzando ilcollegamento automatico non siha il controllo del numero diporta da collegare).Utilizzare lo Switch-Empty eaggiungere il numeroappropriato di porteconsiderando che il dominio dicollisione viene creato con unHub22
Esercizio – Soluzione con PTUna volta costruita la rete e definiti i parametri, il tool dopo una fase di transitorio (led lampeggianti)fornirà la soluzione dell’algoritmo STP come a lato (in RealTime Mode).In arancione le porte in stato Blocked, in verde le porte in stato Designated. Domanda: qual è il ROOTBRIDGE?23
EsercizioAssegnare i valori di priorità agliswitch come riportato in figura.Hub2Hub3FE 0/1Sw332768FE 1/1Convenzionalmente le prioritàassegnabili ai router CISCO sono{0, 4096, 8192, 16384, 32768, }FE 2/1Hub08192FE 0/1Sw2FE 1/1FE 0/1Sw4FE 2/1FE 1/1Hub43276816384Sw5FE 0/1Minore è il numero e maggiore èla priorità dello switch.FE 1/1FE 1/1Sw14096FE 0/1Hub1(Il collegamento Fast Ethernetnella versione CISCO ha costo 19)Switch(config)# spanning-tree vlan ID priority NUMBER : per modificare la priorità di unoswitch (ID di default è 1, NUMBER a scelta tra 0 4096 8192 12288 16384 20480 2457628672 32768 36864 40960 45056 49152 53248 57344 61440)24
Cisco IOS E' il sistema operativo installato su tutti i router Cisco esu molti Switch Cisco E' un sistema operativo proprietario E' ottimizzato per offrire funzionalità di routing e diswitching Offre accesso affidabile e sicuro agli apparati di rete L'accesso al sistema operativo avviene tramiteun'interfaccia a linea di comando (CLI, Command LineInterface): offre le funzionalità del terminale di linux conl’autocompletamento dei comandi mediante il TAB.25
Modalità Operative degli Switches User EXEC Mode [prompt Switch ]– Configurare le proprietà del terminal– Effettuare test di base– Mostrare informazioni di sistema Priviliged EXEC Mode (or Enable Mode) [prompt Switch#]– Informazioni di sistema più dettagliate– Attivare/disattivare la modalità di debug– Salvare/ripristinare la configurazione di sistema Global Configuration Mode [prompt Switch(config)#]– Configurare parametri che riguardano l’intero sistema Interface Configuration Mode [prompt Switch(config-if)# ]– Configurare i parametri delle singole interfacce singole o insiemi di esse Config-VLAN Mode [prompt Switch(config-vlan)# ]– Configurare i parametri delle VLAN VLAN Configuration Mode [prompt Switch(vlan)#]– Configurare i parametri del VLAN database Line Configuration Mode [prompt Switch(config-line)#]– Configurare i parametri del terminal line26
Modalità operative degli Switches: comandilogoutUser EXECvlan databaseenabledisableexitPriviliged EXECend oCTRL-ZconfigureVLAN Configurationexit oCTRL-Zend oCTRL-ZGlobal ConfigurationexitlineLine Configurationexitinterface IDexitvlan IDend oCTRL-ZInterface ConfigurationConfig VLANPer la lista dei comandi disponibili (che sono un sottoinsieme di quelli veri) vedere l’help del programma tramite F1 nelmenù Switch IOS27
Esercizio - SoluzioneHub2Hub3DFE 0/132768 Sw3FE 1/1BR FE 2/1Hub0DFE 0/18192FE 1/1Sw2BFE 2/1Hub44096RFE 0/1BSw4 32768FE 1/1 RDFE 0/1 DSw516384FE 1/1 RFE 1/1Sw1DFE 0/1Hub128
Esercizio – Soluzione con PTUna volta costruita la rete e definiti i parametri, il tool dopo unafase di transitorio (led lampeggianti) fornirà la soluzionedell’algoritmo STP come a lato (in RealTime Mode).Per mostrare il singolo processo STP negli switch utilizzare ilcomandoSwitch# show spanning-treeLe priorità sono aumentate di 1 che è il numero della VLAN didefault. (Protocollo Per VLAN STP, crea un processo STP perogni VLAN della rete)I MAC address non sono riferiti ad una particolare interfacciama sono riferiti alla macchina. Questo MAC è presente nelsistema operativo dello switch ed è visualizzabile con ilcomando Switch show versionSTP TimerStato singole interfacce29
Learning & ForwardingTrama ScartataSISITrama ricevutasu porta nErrore nellatrama?NOSIIndirizzo DAconosciuto?NODA associato aporta n ?Inoltro trama suporta kNOInoltro trama inflooding eccettosu porta nForwardingInserimento SAin tabella diinoltroNOElaborazionetramacompletataReset campo età perindirizzo SASISA associato aporta n ?SIIndirizzo SAconosciuto ?NOLearningAggiornamento portaassociata a SA30
EsercizioAlla rete costruita nell’esercizio precedente aggiungiamo i 6 Pc come in figura configurandoli con gli indirizzi MAC e gliindirizzi IP specificati mediante interfaccia grafica vista precedentemente. Risolvere prima manualmente e poi verificarelo stato delle tabelle MAC degli switch dopo aver instradato le seguenti trame: PC2 – PC6 , PC6 – PC2 , PC4 – PC3 , PC3 –PC4 , PC5 – PC1 , PC1 – PC531
Un semplice esempio passo-passo Configurare gli indirizzi IP e le subnet dei PC come in figura(cliccare sul Pc e selezionare Desktop e IP Configuration) Configurare gli indirizzi MAC dello switch come in figura (da CLIandare in modalità Interface Configuration e usare il comandoSwitch(config-if)# mac-address NEW MAC)Modifica MACVerifico la modifica32
Esercizio – Soluzione con PT Per verificare le tabelle MAC degli switches in seguito alle trameinviate è necessario seguire i seguenti passi:– Utilizzare la rete costruita precedentemente tenendo la rete inmodalità Realtime finché lo stato dell’algoritmo STP non è aregime.– Passare in modalità Simulation– Creare le trame di traffico. Per fare questo utilizziamo ilprotocollo ICMP che mette a disposizione il comando PINGcomposto da:I primi 2 messaggi corrispondono allePC2ARP RequestARP ReplyEcho RequestEcho ReplyPC6trame richieste nell’esercizio inparticolare in questo caso ai messaggiscambiati tra PC2 – PC6 e PC6- PC2Questi 2 messaggi aggiuntivi nonmodificano lo stato delle MACtable33
Esercizio – Soluzione con PT– Per creare un PING tra due PC sono necessari i seguenti passi Selezionare Add Complex PDU Cliccare sulla macchina che origina il comando PING e completare icampi (un solo comando PING simula le 2 trame nelle 2 direzioni)Selezionare il protocollo PINGIP destinatarioSequence Number 1Time 0 per la coppia PC2,PC6 e viceversaTime 1 per la coppia PC4,PC3 e viceversaTime 2 per la coppia PC5,PC1 e viceversaQuesto evita eventuali collisioni di messaggi tra i PC Con lo strumento INSPECT controllare le ARP table dei PC. Se non sonovuote, svuotarle tramite il terminale mediante il comando PC arp -d34
Esercizio – Soluzione con PT Con lo strumento INSPECT controllare le MAC table degli switch. Senon sono vuote, svuotarle mediante il comandoSwitch# clear mac-address-table dynamic Filtrare il traffico mostrato scegliendo solo i protocolli ARP e ICMP Lanciare la simulazione mediante il comandochepermette di vedere passo-passo i pacchetti in rete finché non si ottienel’instradamento di tutti i pacchetti come in figura35
Esercizio – Soluzione con PTGli indirizzi evidenziati in verde sono quelli delle interfacce MAC degli switchesche comunicano tramite il protocollo STP, mentre il resto sono quelle dei PCdovuti allo scambio dei pacchetti del comando PING36
Esercizio – Switch MAC tableTramaSwitch 1Switch 2Switch 3Switch 4Switch 5MACPORTAMACPORTAMACPORTAMACPORTAMACPORTAPC2 – 6 – 4 – 3 – 00.0003FE1/10001.0000.0003FE1/1PC5 – 1 – PC5--0001.0000.0001FE0/10001.0000.0001FE0/1----37
Slide di approfondimento38
Cisco Packet Tracer 4.11: caratteristiche Apparati emulati– Connessioni– static, default, RIPv1, RIPv2, EIGRP, and inter-VLAN routingWAN– HTTP, DHCP, Telnet, TFTP, DNS, TCP*, UDP, IP,ICMP, and ARPRouting– VLANs, 802.1q, trunking, VTP (VLAN Trunk Protocol), DTP (Dynamic Trunk Protocol), STP*Protocolli TCP/IP– Ethernet (including CSMA/CD*), 802.11 wireless*Protocolli di Switching– Collegamento automatico degli apparati, cavo di rete in rame, cavo di rete in rame cross, fibra ottica, cavotelefonico, coassiale, cavo seriale DCE e DTEProtocolli LAN– Routers, Switches, Hubs (Repeaters), Wireless Devices (Access Point), End Devices (PCs, servers, printers,IPphone), WAN emulations (DSL e Cable Modem), apparati definiti dall’utenteFrame Relay*, PPP, HDLCCisco Management (proprietario)–CDP (Cisco Discovery Protocol)(in giallo gli argomenti trattati dal laboratorio)* Modelli con limitazioni sostanziali39
Logical - Physical Workspace Logical Workspace– Sezione di Packet Tracer che permette di creare e configurarela rete da simulare– Si crea la topologia di rete aggiungendo gli apparati di rete e leconnessioni necessarie– Si possono configurare i dispositivi i rete attraverso appositainterfaccia grafica e, per gli apparati Cisco, anche attraverso lalinea di comando (CLI) di IOS– E' possibile modificare gli apparati di rete aggiungendo e/orimuovendo i moduli hardware disponibili Physical Workspace– Fornisce una visione fisica della rete mostrando dove sitrovano geograficamente gli apparati che formano la topologiacreata facendo uso anche di mappe40
Dispositivi utilizzati in questo corso Bridge-PT: Switch con solo 2 porte disponibili(sostituibili con le stesse porte disponibili sullo SwitchPT-Empty)2 Portedell’apparatoPorte disponibiliTasto ON/OFFConfigurazione dibase tramiteinterfaccia grafica.Il bridge non mette adisposizione l’acce
Politecnico di Milano Dipartimento di Elettronica e Informazione Laboratorio di Fondamenti di Reti di Telecomunicazioni Corso Fratta –Pattavina–Maier
Nata dalla fusione di reti di agenzie governative americane (ARPANET) e reti di università E’ una rete di reti, di scala planetaria, pubblica, a commutazione di pacchetto sistema di comunicazione tra reti e sistemi eterogenei, oltre che geograficamente distribuiti vari tipi di dispositivi di interfaccia fra le sotto-reti
Laboratorio di Sistemi Elettronici Automatici Laboratorio di disegno tecnico geometra Laboratorio di Tecnologia, Disegno e progettazione Elettronica Laboratorio di Elettronica e Telecomunicazioni (con stazione radiomatoriale) Laboratorio di Chimica Laboratorio di informatica triennio settore economico
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