Σχεδίαση Δικτύων Υπολογιστών

Transcript

1 Σχεδίαση Δικτύων Υπολογιστών Ενότητα 1: Εισαγωγή Άγγελος Μιχάλας Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής ΤΕ

2 Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άλλου τύπου άδειας χρήσης, η άδεια χρήσης αναφέρεται ρητώς. 2

3 Χρηματοδότηση Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στα πλαίσια του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα. Το έργο «Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο TEI Δυτικής Μακεδονίας και στην Ανώτατη Εκκλησιαστική Ακαδημία Θεσσαλονίκης» έχει χρηματοδοτήσει μόνο τη αναδιαμόρφωση του εκπαιδευτικού υλικού. Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους. 3

4 Σκοποί ενότητας Σε αυτή την εργαστηριακή ενότητα πραγματοποιείται εισαγωγή στο εργαστηριακό μέρος του μαθήματος της «Σχεδίασης Δικτύων Υπολογιστών». 4

5 Περιεχόμενα ενότητας (1/2) Λειτουργικό σύστημα εσωτερικού δικτύου - IOS. Διαδικασία εκκίνησης. Εκτέλεση της διαδικασίας POST - Power Of Self Test. Φόρτωση του προγράμματος bootstrap. Εντοπισμός του λογισμικού του Cisco IOS. Φορτώνοντας το IOS. 5

6 Περιεχόμενα ενότητας (2/2) Εντοπισμός και φόρτωση του αρχείου διαμόρφωσης εκκίνησης. Εκτέλεση του αρχείου διαμόρφωσης. Εισαγωγή στη λειτουργία ρύθμισης. Διεπαφή γραμμής εντολών. Βιβλιογραφία. 6

7 Εισαγωγή

8 Λειτουργικό σύστημα εσωτερικού δικτύου - IOS Το λογιστικό του λειτουργικού συστήματος που χρησιμοποιείται στους δρομολογητές Cisco είναι γνωστό ως Cisco IOS(λειτουργικό σύστημα εσωτερικού δικτύου). Όπως όλα τα λειτουργικά συστήματα σε οποιοδήποτε υπολογιστή έτσι και το Cisco IOS διαχειρίζεται τους πόρους λογισμικού και εξοπλισμού του δρομολογητή, συμπεριλαμβανομένου της κατανομής μνήμης, των διαδικασιών, της ασφάλειας και των συστημάτων αρχείων. Το Cisco IOS είναι ένα λειτουργικό σύστημα πολυδιεργασιών που ολοκληρώνεται με τις λειτουργίες δρομολόγησης, μεταγωγής, εσωτερικής δικτύωσης και τις λειτουργίες τηλεπικοινωνιών. 8

9 Διαδικασία εκκίνησης Είναι τέσσερις οι σημαντικότερες φάσεις της διαδικασίας εκκίνησης: 1. Εκτέλεση της διαδικασίας POST (Power Of Self Test). 2. Φόρτωση του προγράμματος bootstrap(διαδικασία φόρτωσης ενός συνόλου εντολών όταν ο υπολογιστής κάνει εκκίνηση). 3. Εντοπισμός και φόρτωση του λογισμικού του Cisco IOS (του λειτουργικού συστήματος εσωτερικού δικτύου της Cisco). 4. Εντοπισμός και φόρτωση του αρχείου διαμόρφωσης εκκίνησης ή εισαγωγή λειτουργίας ρύθμισης. 9

10 Εκτέλεση της διαδικασίας POST - Power Of Self Test (1/2) H POST (Power Of Self Test) είναι μια συνήθης διαδικασία που προκύπτει σχεδόν σε όλους τους υπολογιστές κατά την εκκίνηση. Η διαδικασία POST τεστάρει τα εξαρτήματα του δρομολογητή. Όταν ο δρομολογητής είναι ενεργοποιημένοςανοιχτός, το λογισμικό στo τσιπάκι της μνήμης ROM διεξάγει την διαδικασία POST. 10

11 Εκτέλεση της διαδικασίας POST - Power Of Self Test (2/2) Κατά την διάρκεια αυτής της διαδικασίας ελέγχου, ο δρομολογητής εκτελεί διαγνωστικά από την μνήμη ROM σε διάφορα εξαρτήματα, συμπεριλαμβανομένου της κεντρικής μονάδας επεξεργασίας(cpu), της μνήμης RAM και της μνήμης NVRAM. Μετά την ολοκλήρωση της διαδικασίας POST ο δρομολογητής εκτελεί το πρόγραμμα bootstrap. Οπότε η Post αποτελείται από ένα σύνολο διαγνωστικών που τρέχουν σε μια συσκευή όταν η συσκευή αυτή είναι ενεργοποιημένη-ενεργή. 11

12 Φόρτωση του προγράμματος bootstrap Μετά την διαδικασία POST, το πρόγραμμα bootstrap αντιγράφεται από την μνήμη ROM στην μνήμη RAM. Στην RAM η CPU(κεντρική μονάδα επεξεργασίας) εκτελεί οδηγίες-εντολές στο πρόγραμμα bootstrap. Το κύριο έργο του προγράμματος bootstrap είναι να εντοπίσει το Cisco IOS και να το φορτώσει στην μνήμη RAM. 12

13 Εντοπισμός του λογισμικού του Cisco IOS Το λειτουργικό σύστημα εσωτερικού δικτύου(ios) συνήθως αποθηκεύεται στην μνήμη flash, αλλά μπορεί ακόμα να αποθηκευτεί και σε άλλα μέρη όπως στον εξυπηρετητή TFTP(πρωτοκόλλου μεταφοράς αρχείων trivial). Αν μια ολοκληρωμένη εικόνα IOS δεν μπορεί να εντοπιστεί, μια scaled-down εκδοχή του IOS αντιγράφεται από την μνήμη ROM στην μνήμη RAM. Αυτή η εκδοχή του IOS βοηθάει στον εντοπισμό οποιουδήποτε προβλήματος και μπορεί να χρησιμοποιηθεί και για να φορτωθεί μια ολοκληρωμένη εκδοχή του IOS στην μνήμη RAM. 13

14 Φορτώνοντας το IOS Κάποιοι από τους παλαιότερους δρομολογητές της Cisco έτρεχαν το IOS απευθείας από την μνήμη flash, αλλά τα σημερινά μοντέλα αντιγράφουν το IOS στην μνήμη RAM για να εκτελεστεί από την κεντρική μονάδα επεξεργασίας (CPU). 14

15 Εντοπισμός και φόρτωση του αρχείου διαμόρφωσης εκκίνησης (1/3) Όταν φορτωθεί το IOS, το πρόγραμμα bootstrap ψάχνει στην μνήμη NVRAM το αρχείο διαμόρφωσης εκκίνησης, που είναι γνωστό και ως startup-config. Αυτό το αρχείο έχει αποθηκευμένες προηγούμενες εντολές διαμόρφωσης και παραμέτρους συμπεριλαμβανομένου: Διευθύνσεις διεπαφών. Πληροφορίες δρομολόγησης. Κωδικούς. Οποιαδήποτε άλλη διαμόρφωση-αλλαγη που αποθηκεύτηκε από τον διαχειριστή του δικτύου. 15

16 Εντοπισμός και φόρτωση του αρχείου διαμόρφωσης εκκίνησης (2/3) Αν το αρχείο διαμόρφωσης εκκίνησης(startup-config), βρίσκεται στην μνήμη NVRAM, αντιγράφεται στην μνήμη RAM ως αρχείο με το όνομα τρέχον αρχείο διαμόρφωσης(running-config). Αν το αρχείο διαμόρφωσης εκκίνησης δεν υπάρχει στην μνήμη NVRAM, ο δρομολογητής μπορεί να το ψάξει για έναν εξυπηρετητή TFTP. Αν ο δρομολογητής ανιχνεύσει ότι ο εξυπηρετητής TFTP έχει ενεργό σύνδεσμο σε άλλον διαμορφωμένο δρομολογητή, τότε στέλνει στον ενεργό σύνδεσμο αναζήτησης για ένα αρχείο διαμόρφωσης. 16

17 Εντοπισμός και φόρτωση του αρχείου διαμόρφωσης εκκίνησης (3/3) Αυτή η διαδικασία θα προκαλέσει την παύση-διακοπη του δρομολογητή, αλλά θα εμφανιστεί ένα μήνυμα κονσόλας όπως το ακόλουθο: <Ο δρομολογητής εδώ κάνει παύση-διακοπή όσο αναζητείται το αρχείο διαμόρφωσης στον ενεργό σύνδεσμο> %Error opening tftp:// /network-confg (Timed out) %Error opening tftp:// /cisconet.cfg (Timed out) 17

18 Εκτέλεση του αρχείου διαμόρφωσης Εάν ένα αρχείο διαμόρφωσης εκκίνησης βρεθεί στην μνήμη NVRAM, τότε το λειτουργικό σύστημα εσωτερικού δικτύου(ios) το φορτώνει στην μνήμη RAM ως τρέχων αρχείο διαμόρφωσης και εκτελεί τις εντολές του αρχείου, μια σειρά εντολών την φορά. Το τρέχων αρχείο διαμόρφωσης περιέχει διευθύνσεις διεπαφών, διαδικασίες εκκίνησης δρομολόγησης, διαμορφώνει τους κωδικούς του δρομολογητή και ορίζει άλλα χαρακτηριστικά του δρομολογητή. 18

19 Εισαγωγή στη λειτουργία ρύθμισης (1/3) Εάν δεν μπορεί να βρεθεί το αρχείο διαμόρφωσης εκκίνησης, ο δρομολογητής προτρέπει τον χρήστη να εισάγει λειτουργία ρύθμισης. Η λειτουργία ρύθμισης είναι μια σειρά ερωτήσεων που προτρέπουν τον χρήστη να διαμορφώσει βασικές πληροφορίες. Η λειτουργία ρύθμισης δεν προορίζεται να χρησιμοποιηθεί για εισαγωγή πολύπλοκων διαμορφώσεων δρομολογητή, και συνήθως δεν χρησιμοποιείται από τους διαχειριστές του δικτύου. 19

20 Εισαγωγή στη λειτουργία ρύθμισης (2/3) Όταν κάνει εκκίνηση ένας δρομολογητής που δεν περιέχει ένα αρχείο διαμόρφωσης εκκίνησης, θα εμφανιστεί το ακόλουθο μήνυμα ερώτησης μετά από το φόρτωμα του λειτουργικού συστήματος εσωτερικού δικτύου( IOS): Would you like to enter the initial configuration dialog? [yes/no]: no 20

21 Εισαγωγή στη λειτουργία ρύθμισης (3/3) Όταν δεν χρησιμοποιείται η λειτουργία ρύθμισης, το IOS δημιουργεί ένα προεπιλεγμένο τρέχον αρχείο διαμόρφωσης. Το προεπιλεγμένο τρέχον αρχείο διαμόρφωσης είναι ένα βασικό αρχείο διαμόρφωσης που περιλαμβάνει τις διεπαφές του δρομολογητή, τις διασυνδέσεις διαχείρισης και ορισμένες προεπιλεγμένες πληροφορίες. Το προεπιλεγμένο τρέχον αρχείο διαμόρφωσης δεν περιλαμβάνει διευθύνσεις διεπαφών, πληροφορίες δρομολόγησης, κωδικούς, ή άλλες συγκεκριμένες πληροφορίες διαμόρφωσης. 21

22 Διεπαφή γραμμής εντολών (1/3) Ανάλογα με την πλατφόρμα και το λειτουργικό σύστημα εσωτερικού δικτύου(ios), ο δρομολογητής πριν να εμφανίσει την προτροπή (κείμενο- ερώτηση από τον δρομολογητή στον χρήστη αν θέλει να εισάγει λειτουργία ρύθμισης)ενδέχεται να κάνει την ακόλουθη ερώτηση: Would you like to terminate autoinstall? [yes]: <Enter> Press the Enter key to accept the default answer. <Router> 22

23 Διεπαφή γραμμής εντολών (2/3) Αν το αρχείο διαμόρφωσης εκκίνησης βρεθεί, το τρέχον αρχείο διαμόρφωσης ενδέχεται να περιέχει hostname και η η προτροπή (κείμενο- ερώτηση από τον δρομολογητή στον χρήστη αν θέλει να εισάγει λειτουργία ρύθμισης) θα εμφανίσει το hostname του δρομολογητή. Όταν εμφανιστεί η προτροπή, τότε παράλληλα ο δρομολογητής θα τρέχει το IOS με το τρέχον αρχείο διαμόρφωσης. 23

24 Διεπαφή γραμμής εντολών (3/3) Ο διαχειριστής δικτύου μπορεί τώρα να ξεκινήσει να χρησιμοποιήσει τις εντολές του λειτουργικού συστήματος εσωτερικού δικτύου(ios) σε αυτόν τον δρομολογητή. 24

25 Σημείωμα Αναφοράς Copyright ΤΕΙ Δυτικής Μακεδονίας, Άγγελος Μιχάλας. «Σχεδίαση Δικτύων Υπολογιστών». Έκδοση: 1.0. Κοζάνη Διαθέσιμο από τη δικτυακή διεύθυνση: 25

26 Σημείωμα Αδειοδότησης Το παρόν υλικό διατίθεται με τους όρους της άδειας χρήσης Creative Commons Αναφορά, Μη Εμπορική Χρήση Παρόμοια Διανομή 4.0 [1] ή μεταγενέστερη, Διεθνής Έκδοση. Εξαιρούνται τα αυτοτελή έργα τρίτων π.χ. φωτογραφίες, διαγράμματα κ.λ.π., τα οποία εμπεριέχονται σε αυτό και τα οποία αναφέρονται μαζί με τους όρους χρήσης τους στο «Σημείωμα Χρήσης Έργων Τρίτων». [1] Ως Μη Εμπορική ορίζεται η χρήση: που δεν περιλαμβάνει άμεσο ή έμμεσο οικονομικό όφελος από την χρήση του έργου, για το διανομέα του έργου και αδειοδόχο. που δεν περιλαμβάνει οικονομική συναλλαγή ως προϋπόθεση για τη χρήση ή πρόσβαση στο έργο. που δεν προσπορίζει στο διανομέα του έργου και αδειοδόχο έμμεσο οικονομικό όφελος (π.χ. διαφημίσεις) από την προβολή του έργου σε διαδικτυακό τόπο. Ο δικαιούχος μπορεί να παρέχει στον αδειοδόχο ξεχωριστή άδεια να χρησιμοποιεί το έργο για εμπορική χρήση, εφόσον αυτό του ζητηθεί. 26

27 Διατήρηση Σημειωμάτων Οποιαδήποτε αναπαραγωγή ή διασκευή του υλικού θα πρέπει να συμπεριλαμβάνει: το Σημείωμα Αναφοράς. το Σημείωμα Αδειοδότησης. τη δήλωση Διατήρησης Σημειωμάτων. το Σημείωμα Χρήσης Έργων Τρίτων (εφόσον υπάρχει). μαζί με τους συνοδευόμενους υπερσυνδέσμους. 27

28 Βιβλιογραφία 1. CCNA αυτοδιδασκαλία: Διασύνδεση συσκευών δικτύου CISCO (ICND), (Επιμέλεια) Steve Mc Querry. 2. Σχεδιασμός και υλοποίηση δικτύων, Σπύρος Δ. Αρσένης. 3. Δίκτυα υπολογιστών: Μία προσέγγιση από τη σκοπιά των συστημάτων, larry L. Peterson, Bruce S. Davie. 4. Διαδίκτυα με TCP/IP: Αρχές, πρωτόκολλα και αρχιτεκτονικές, Douglas E. Comer. 28

29 Τέλος Ενότητας