Ашық сабақ Виртуалды жергілікті желілер. VLAN негізгі қосылымдар

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫНЫҢ ОҚУ-АҒАРТУ МИНИСТРЛІГІ

ШЫМКЕНТ ҚАЛАСЫНЫҢ БІЛІМ БАСҚАРМАСЫ

«М. ӨТЕБАЕВ АТЫНДАҒЫ ЖОҒАРЫ ЖАҢА ТЕХНОЛОГИЯЛАР КОЛЛЕДЖІ» МКҚК

Әдістемелік әзірлеме

Өткізу түрі: Ашық сабақ

Тақырыбы: Виртуалды жергілікті желілер. VLAN негізгі қосылымдар

Орындаған оқытушы

Турлыбекова Б.К.________

Т.А.Ә.

____________________________

(қолы)

«Бағдарламалау және есептеу техникасы» кафедра отырысында қаралды және мақұлданды.

№__хаттама«__» _______2024ж.

Кафедра меңгерушісі

Касымбекова Н.С._____

Т.А.Ә.

___________________________ (қолы)

Шымкент, 2024 ж.

«М. ӨТЕБАЕВ АТЫНДАҒЫ ЖОҒАРЫ ЖАҢА ТЕХНОЛОГИЯЛАР КОЛЛЕДЖІ» МКҚК

ТЕКСЕРІЛДІ

Кафедра меңгерушісі

____________ Касымбекова Н.С.
"____" ___________2024ж.

ОҚУ САБАҒЫНЫҢ ЖОСПАРЫ № 63

(теориялық немесе өндірістік оқыту)

ЖҰМЫС ДӘПТЕРІ№63

Сабақтың тақырыбы: Виртуалды жергілікті желілер. VLAN негізгі қосылымдар

Virtual LAN (VLAN) is a concept in which we can divide the devices logically on layer 2 (data link layer). Generally, layer 3 devices divide the broadcast domain but the broadcast domain can be divided by switches using the concept of VLAN. 

A broadcast domain is a network segment in which if a device broadcast a packet then all the devices in the same broadcast domain will receive it. The devices in the same broadcast domain will receive all the broadcast packets but it is limited to switches only as routers don’t forward out the broadcast packet. To forward out the packets to different VLAN or broadcast domains, inter Vlan routing is needed. Through VLAN, different small-size sub-networks are created which are comparatively easy to handle. 

Виртуалды ЖЕРГІЛІКТІ ЖЕЛІ (VLAN) - бұл құрылғыларды логикалық түрде 2-деңгейге (деректер сілтемесі деңгейі) бөлуге болатын тұжырымдама. Әдетте, 3 деңгейлі құрылғылар тарату доменін бөледі, бірақ тарату доменін vlan тұжырымдамасын қолдана отырып ажыратқыштар арқылы бөлуге болады.

Хабар тарату домені-бұл құрылғы пакетті тарататын болса, оны бір хабар тарату доменіндегі барлық құрылғылар қабылдайтын желі сегменті. Бір хабар тарату доменіндегі құрылғылар барлық хабар тарату пакеттерін қабылдайды, бірақ ол тек коммутаторлармен шектеледі, өйткені маршрутизаторлар хабар тарату пакетін жібермейді. Пакеттерді әртүрлі VLAN ЖЕЛІЛЕРІНЕ немесе хабар тарату домендеріне жіберу үшін inter Vlan маршрутизациясы қажет. VLAN желілері арқылы салыстырмалы түрде оңай басқарылатын әртүрлі шағын өлшемді ішкі желілер құрылады.

Жоспар:

• VLAN-ның анықтамасы және мақсаты.

• Физикалық және логикалық желілер арасындағы айырмашылық.

• VLAN-ның желіні сегменттеудегі рөлі.

Жаңа сабақты түсіндіру

Виртуалды жергілікті желі (VLAN) — бұл құрылғыларды 2-деңгейде (деректер арнасының деңгейі) логикалық түрде бөлуге болатын тұжырымдама. Әдетте 3-деңгейдегі құрылғылар тарату доменін бөліседі, бірақ тарату доменін VLAN тұжырымдамасын қолдана отырып коммутаторлармен бөлуге болады.

Тарату домені-бұл желі сегменті, Егер құрылғы пакетті жіберсе, онда сол тарату доменіндегі барлық құрылғылар оны алады. Бір хабар тарату доменіндегі құрылғылар барлық хабар тарату пакеттерін алады, бірақ бұл тек коммутаторлармен шектеледі, өйткені маршрутизаторлар хабар тарату пакеттерін жібермейді. Пакеттерді әртүрлі VLAN-ға (бір VLAN-дан екіншісіне) немесе тарату домендеріне жіберу үшін VLAN арасында маршруттау қажет. VLAN арқылы әртүрлі шағын ішкі желілер жасалады, оларды өңдеу салыстырмалы түрде оңай.

VLAN диапазондары:

• 0 - 4095 VLAN желілерінде: бұл көрінбейтін немесе пайдаланылмайтын сақталған VLAN желілері.

• Vlan 1: бұл қосқыштардың әдепкі VLAN желісі. Әдепкі бойынша, барлық қосқыш порттары VLAN желісінде. Бұл VLAN желісін жою немесе өңдеу мүмкін емес, бірақ оны пайдалануға болады.

• Vlan 2-1001 арқылы: бұл ҚАЛЫПТЫ VLAN диапазоны. Біз ОСЫ VLAN ЖЕЛІЛЕРІН жасай, өңдей және жоя аламыз.

• Vlan 1002-1005 арқылы: бұл fddi және токен сақиналары үшін cisco әдепкі параметрлері. Бұл VLAN ЖЕЛІЛЕРІН жою мүмкін емес.

• Vlan 1006-4094 арқылы: Бұл Vlan желісінің кеңейтілген ауқымы.

Virtual Local Area Network (VLAN) немесе Виртуалды жергілікті желі – көптеген коммутаторлардың өмірін түбегейлі өзгерткен технология. Қазір бұл технология Ethernet желілеріндегі басты коммутация технологияларының бірі болып табылады. Вертуалды жергілікті желінің пайда болуы коммутация құралдарымен бір бірімен хабарласпайтын бірнеше топтарға бөліп бір коммутаторға қосылған қолданушыларды “виртуалды” бөлуге мүмкіншілік берді.

Виртуалды жергілікті желілердің жіктелінуі. Виртуалды жергілікті желілердің көптеген түрлері бар, және де олардың арасындағы ерекшелігі – бұл cол не басқа станса немесе басқа құрылғы кез келген VLAN мүшесі болатын талап, бұл-мүшелікті иемдену талабы. Бірнеше мысал қарастырайық:

1)VLAN-дағы мүшелік станса қосылған порт нөмірі арқылы тағайындала алады. Осы станса хабарласатын басқа порттар да VLAN-ға қосылады.

2) VLAN нөмірі МАС құрылғы адрестерін басқара отырып белгіленуі мүмкін. Бұл жағдайда белгілі МАС адрестерінің белгілі VLAN-ға арнаулы кестені ұстау керек.

3)VLAN-ның сирек, бірақ маңызды түрлерінің бірі болып, VLAN-ға есепке қосу құрылғы беретін трафик бойынша өндірілетін желі табылады.

4)Қазір дамып жатқан бағыт қолданушылардың классификациясы және VLAN-ға тиісті логин мен пароль бойынша, бизнес-рольдер және жұмыс стансасына емес, қолданушыға қатысты басқа сипаттама бойынша олардың анықтамасы.

VLAN-ның артықшылықтары:

• Қауіпсіздікті арттыру.

• Желіні басқаруды жеңілдету.

• Өнімділікті жақсарту.

• Гибкость.

· VLAN типтері:

• Порттық VLAN.

• Базалық VLAN.

• Протоколға тәуелді VLAN.

· VLAN конфигурациясы:

• Коммутаторда VLAN құру.

• Порттарды VLAN-ға қосу.

• VLAN арасындағы байланыс.

Көптеген желілік құрылғылар CISCO конфигурациясын мүмкіндік береді. Мұны істеу үшін желі әкімшісі құрылғыға тікелей кабель (консоль) арқылы қосылуы керек.

Сурет.1. Желілік құрылғыға консолді байланыс орнату

Сонымен, CISCO құрылғыларын бағдарламалау көбінесе RJ-45 консоль порты арқылы жасалады. Маршрутизатордағы консоль қосқыштарының суреттері және 2 консольдік кабель опциялары төменде көрсетілген.

Сурет. 2. Консольді кабель көк сызықпен белгіленген бөлігі

Сурет..3. Консольді кабельтүрлері

Ескерту

Классикалық консоль кабелінде компьютердің COM портына қосылуға арналған DB9 коннекторы және маршрутизатордың консольдік портына қосылу үшін RG-45 коннекторы бар. Қазір Cisco жаңа 28xx, 38xx және одан да көп маршрутизаторларды белсенді түрде жарнамалайды. Олар USB-интерфейс арқылы (қарапайым USB-кабельдер көмегімен) конфигурациялау мүмкіндігін береді.

Консольді қосу және пәрмен жолы арқылы құрылғыға кіру арқылы пайдаланушы (желілік әкімші немесе желі инженері) әртүрлі командаларды орната алады және сол арқылы жабдық конфигурациясының параметрлерін анықтай алады.

CLI-ді пайдалану кезінде құрылғымен жұмыс режимдері

Пәрмен жолы - бұл басқару әрекетін құрайтын таңбалар енгізілетін орын. Пәрмен жолымен жұмыс бірнеше режимде жүзеге асырылады.

Пәрмен жолының пайда болуы туралы бірнеше сөз:

Router > Сіз бірнеше статистиканы қарауға және пинг сияқты қарапайым әрекеттерді орындай алатын пайдаланушы режимін сипаттайтын шақыру. Бұл желі операторына, бірінші техникалық қолдау желісінің инженері үшін режим, ол ештеңеге зиян тигізбейді және көп нәрсені танымайды. Басқаша айтқанда, осы режимдегі командалар ақпаратты желі құрылғысының параметрлерін өзгертпей көрсетуге мүмкіндік береді.

Router # артықшылықты режимде шақыру Артықшылықты режим конфигурация және тестілеу пәрмендерін, желілік құрылғыны егжей-тегжейлі тексеруді, конфигурация файлдарын басқаруды және конфигурация режиміне кіруді қолдайды. Сіз оған команда қосу арқылы кіре аласыз.

Router(config)#шақыру. Бұл құрылғы параметрлеріне өзгертулер енгізуге мүмкіндік береді. Ғаламдық конфигурация режимінің командалары тұтастай алғанда жүйенің әрекетін анықтайды. Оны #configure терминалы пәрменді режимнен іске қосады.

Теория: VLAN (Virtual Local Area Network) - талаптардың жалпы жиынтығы бар хост-топтың локальді аймақтық желісі. VLAN-лар хосттарға топтасуға немесе қашықтықтан өтуге мүмкіндік береді. Бір VLAN ішіндегі құрылғылар байланыса алады және әртүрлі VLAN-да орналасқан түйіндер бір-біріне көрінбейді.

Тапсырма 1:

Cisco Packet Tracer-де CLI қойындысындағы желілік құрылғыны баптау терезесінде құрылғыларға арналған командалық жол интерфейсі қол жетімді. Бұл терезе желілік құрылғыға тікелей кабельді (консоль) қосылуды имитациялайды. Желіні конфигурациялау (бағдарламалау) үшін командалық жолмен (CLI) жұмыс Cisco IOS операциялық жүйесінің пәрмендерін қолдану арқылы жүзеге асырылады.

Сурет. 4. ОС CiscoIOS командасын орындауға арналған желі

Біз жоғарыда командалық жол режимдерін - пайдаланушы, артықшылықты және ғаламдық конфигурациялар туралы сөйлестік. Router1 үшін осы режимдер үшін барлық кіріс және шығыс командаларын орындаңыз. Router1 желілік құрылғысына кіріп, Enter пернесін басқан кезде, пәрмен жолы суреттегідей көрінеді. 5. Пайдаланушы режимінен шығу - logout шығу.

Сурет.5. Қолданушы режимдегі командалық жол

Пәрмендердің толық жиынына қол жеткізу үшін алдымен қосу командасымен артықшылықты режимді enable қосу керек. Артықшылықты режимге көшу пәрмен жолында # белгісі түрінде шақырудың пайда болуымен көрсетіледі. Артықшылықты режим disable өшіру командасынан шығады.

Ескерту

Қосудың enable орнына сіз en теруіңізге болады. IOS кез келген режимдегі командаларды алғашқы ерекше белгілер арқылы таниды.

Ғаламдық конфигурация режимі - конфигурация тапсырмаларын шешетін қуатты бір жолды командаларды орындайды. Ғаламдық конфигурация режиміне кіру үшін теңшелім терминалының артықшылықты режимі configure terminal пәрменін пайдаланыңыз. Шығу exit немесе end аяқтау пәрменімен шығу.

Артықшылықты режимге кіру үшін парольді орнату
Кіру паролі сізге тәжірибесіз пайдаланушылар мен зиянкестерден артықшылықты қатынасты басқаруға мүмкіндік береді. Есіңізде болсын, сіз тек артықшылықты режимде ғана конфигурацияны өзгерте аласыз.

Router1-де осы режимге кіру паролін Router1 (config) #enable parololol командасымен «пароль» ретінде орнатыңыз, содан кейін желі құрылғысының артықшылықты режимінен шығыңыз, яғни пайдаланушы режиміне ауысыңыз. Артықшылықты режимге қайта кіріп көріңіз. Көріп отырғаныңыздай, пароль енгізбестен бұл мүмкін емес.

Сурет. 6. Артықшылықты режиміне пароль орнату

Парольді ауыстыру мүмкіндігі бар

Сурет. 7. Бастапқы пароль 12345, өзгерген пароль 54321

Парольді қалпына келтіру үшін маршрутизаторды қайта жүктеуге болады.

Сурет.8. Перезагрузка R1 reload командасы

CLI кеңестері

Консольдегі барлық командаларды қысқартуға болады, бірақ аббревиатураның пәрменді ерекше көрсететіні маңызды. Tab пернесін және сұрақ белгісін пайдаланыңыз (?). Tab пернесін басу арқылы қысқартылған команда толық құрамға қосылады, ал пәрменнен кейін сұрақ белгісі (?) Қосымша опциялар тізімін және оларға аздап көмек көрсетеді. Сіз буферде сақталған келесі пәрменге өтуіңізге болады. Мұны істеу үшін Төмен көрсеткіні немесе Ctrl + N басыңыз, сіз бұрын енгізілген командаларға оралуға болады. Жоғары көрсеткіні немесе Ctrl + P пернелер тіркесімін басыңыз.

Сурет.9. Жоғары және төмен батырмасы пернетақтадағы алдын қолданылған командаларды көрсете алады

Маршрутизатордағы өзгерістерді сақтау үшін write memory командасы қолданылады.

Сурет. 10. R1 өзгерістерді сақтау

Тапсырма 2: ДК салу үшін, соңғы құрылғылардағы жұмыс үстеліндегі компьютерді таңдап, Ctrl-ді басып, компьютерге 1 рет басыңыз, содан кейін тінтуірдің көмегімен қажетті компьютердің санын алыңыз (1-сурет). Бұл техниканың көмегімен сіз бірден бірден бір уақытта 4 ДК-ны салуға болады.

Сурет. 11. Ctrl басып тұрып керекті құрылғыны алу

Біз коммутаторды орнатамыз және Ctrl ұстап тұрып, коммутатордың порттарын таңдай отырып, тікелей кабель арқылы байланыс жасаймыз. Порттар іске қосылғаннан кейін, барлық шамдар жасыл түске айналады. Бір тізбекте екі ішкі желі болады.

Сурет. 12. Екі ішкі желілер: VLAN2 және VLAN3

Ескерту

VLAN1 атауы әдепкі бойынша қолданылады, оны біздің мысалда қолданбаған дұрыс.
Коммутаторда en командасын теріп, артықшылықты режимді енгізіңіз. Содан кейін біз жаһандық конфигурация режиміне кіру үшін conf t пәрменін тереміз. Егер сіз тінтуірдің жүгіргісін ауыстырып-қосқыш порттарының үстіне жылжытсаңыз, қандай порттардың қай сегментке қатысатынын көресіз. VLAN3 үшін бұл Fa0 / 3 және Fa0 / 4 (бұл бухгалтерлік есеп болады - делік) және VLAN2 үшін ол Fa0 / 1 және Fa0 / 2 (егер бұл қойма болса - sklad). Біріншіден, біз VLAN2 (sklad) желісінің екінші сегментін теңшейміз.

Сурет. 13. VLAN2 аты sklad

VLAN2 виртуалды желісінде Fa0 / 1 және Fa0 / 2 қосқыш порттарын кіру порттары ретінде теңшеңіз, яғни пайдаланушыларды қосуға арналған порттар .

Сурет. 14. Пайдаланушыларды қосу үшін коммутациялық порттарды көрсетіңіз

show vlan командасы арқыты тексеруге болады.

Сурет. 15. VLAN2 ішкі желісінің құрылымы

VLAN3 ке дәл осылай настройка жасаймыз.

Сурет. 16. VLAN3 аты buh

VLAN3 виртуалды желісінде Fa0 / 3 және Fa0 / 4 қосқыш порттарын кіру порттары ретінде теңшеңіз, яғни. пайдаланушыларды қосуға арналған порттар, содан кейін шоу vlan командасымен сіз коммутатордың әртүрлі порттарында желіде 2 сегмент құрғанымызды тексеріп, тексере аласыз.

Сурет. 17. VLAN2 және VLAN3

Компьютерлердің IP мекенжайларын конфигурациялаңыз - VLAN2 үшін 192.168.2.0 желісінен және VLAN3 үшін 192.168.3.0 желісінен.

Сурет. 18. IP адресті компьютерлерге береміз

VLAN ішіндегі компьютердің қосылуын және VLAN2 мен VLAN3 арасындағы байланыстың жоқтығын тексеру.

Сурет. 19. Барлығы берілгендей жұмыс жасап тұр

Сонымен, PC0 компьютерінде біз компьютерді басқа сегментте емес, өз сегментінде көретініне көз жеткіздік.

Топпен орындауға арналған тапсырма:

Желіні басқару жеңіл болуы үшін желі бір ортадан басқарылмайтын (децентрализация) болды, яғни барлық желі тораптары бірдей құқықты болып есептелді. Әрбір желі торабы мәліметтерін өздері жөнелтеді/қабылдайды және басқа жақтан келген мәліметтерді адрестеріне сәйкес ары қарай жөнелтеді (маршруттайды).

Желінің артықшылығы:

• ақпараттарды тасымалдау жылдамдығы жоғары;

• ақпараттарды тасымалдау өте сенімді;

• басқа желіні тасымалдаушы арналармен байланыс тез орнатылады.

Бір қабатты мекеме желісін ұйымдастыру керек. Ол мекемеге қажетті қондырғылар:

• 1 роутер

• 4 комутатор

• 10 компьютер

• 2 сервер

• 2 телевизор

• 4 ноутбук

• 3 телефон

• 1 сымсыз желі

Мекеме бір қабатты деп жоғарыда атап өткендей, осы мекемеде 4 бөлім жұмыс жасайды.

1. Бөлімде: 2 компьютер, телевизор, телефон

2. Бөлімде: 4 компьютер, сервер, телефон

3. Бөлімде: 4 компьютер

4. Бөлімде: 4 ноутбук сымсыз желі арқылы қосылған, телефон бар.

Тапсырма1: IP- адрес барлық қондырғыларға беру. IP- адрес А- классынан алынатын болсын. Әр студенттің берген IP- адрестері қайталанбау керек.

Чек- лист:

1. VLAN дегеніміз не?

2. Қандай батырма көмегімен ДК көшірмесін алуға болады?

3. VLAN тексеру командасы?

4. Консольді кабель не үшін қажет?

5. Пароль қандай команда көмегімен беріледі, пароль не үшін қажет?

6. Перезагрузка командасы қалай және не үшін қажет?

Жеке орындауға арналған тапсырма:

Құрылатын желінің жобасы төменде берілген

Сурет.20. Желі жобасы

Орындау қажет:

1. Берілген желіні құрыңыз

2. Cisco коммутаторларының атауын өзгертіңіз;

3. Коммутаторлардағы артықшылықты режимге парольмен кіруді қамтамасыз етіңіз;

4. IP мекенжайлары мен Mac мекенжайларын коммутаторға орнатыңыз (172.16.1.11/24, 172.16.1.12/24, 172.16.1.13/24);

5. Жеке компьютерлерге IP мекенжайлары мен желілік маскаларын орнатыңыз. (172.16.1.1/24, 172.16.1.2/24, 172.16.1.3/24, 172.16.1.4/24);

6. Барлық желілік нысандарға IP арқылы қол жеткізуге болатындығын тексеріңіз;

7. «Симуляция режиміне» ауысыңыз және құрылғылар арасында ICMP арқылы мәліметтер алмасу процесін қарастырыңыз және түсіндіріңіз (бір компьютерден екіншісіне Ping командасын орындау арқылы).