Ανάπτυξη εργαστηριακών ασκήσεων δικτύων στο εργαλείο GNS3

Abstract

Η παρούσα πτυχιακή εργασία με θέμα «Ανάπτυξη εργαστηριακών ασκήσεων δικτύων στο εργαλείο GNS3» έχει ως αντικείμενο το σχεδιασμό και την ανάλυση διάφορων σεναρίων δικτύων. Για τη δημιουργία τους, θα χρησιμοποιηθεί ένας εικονικός προσομοιωτής δικτύων, το πρόγραμμα GNS3 (Graphical Network Simulator - 3). Το πρόγραμμα αυτό, παρέχει εικονικές διαδικτυακές συσκευές, όπως δρομολογητές (routers), μεταγωγείς (switches), firewalls, οι οποίες διαθέτουν λειτουργικό σύστημα (IOS) κατασκευασμένο από την εταιρία Cisco. Το κάθε κεφάλαιο της εργασίας, θα παρουσιάζει μια ενότητα λειτουργίας του προγράμματος GNS3. Αρχικά, στο πρώτο κεφάλαιο, θα υπάρξει μια σύντομη εισαγωγή για τα δίκτυα υπολογιστών, το σκοπό και την αρχιτεκτονική τους, καθώς επίσης κάποιες έννοιες, χρήσιμες στον αναγνώστη για την κατανόηση της εργασίας. Στο επόμενο κεφάλαιο, θα αναπτυχθεί η έννοια του GNS3 και πως μπορεί να γίνει η σωστή εγκατάσταση στο λειτουργικό σύστημα των Windows. Επίσης, το κεφάλαιο αυτό, καλύπτει την κατανόηση των δύο βασικών εικονικών συσκευών του προσομοιωτή, του δρομολογητή και των VPCS (εικονικών workstations ). Αναλύονται οι βασικές εντολές κονσόλας οι οποίες χρησιμοποιούνται για τη ρύθμιση των κόμβων, καθώς επίσης και οι διαθέσιμες υπηρεσίες που προσφέρει το πρόγραμμα για τις συσκευές αυτές. Στο τρίτο κεφάλαιο, γίνεται μια πρώτη παρουσίαση της δρομολόγησης των δικτύων. Συγκεκριμένα, αναπτύσσεται η πρώτη εργαστηριακή άσκηση, με αντικείμενο τη στατική δρομολόγηση του δικτύου. Παρουσιάζονται οι εντολές για την ρύθμιση των κόμβων του σεναρίου, καθώς επίσης και τα αποτελέσματα τους. Το τέταρτο κεφάλαιο, είναι αφιερωμένο στη δυναμική δρομολόγηση. Η άσκηση που αναπτύσσεται εδώ, περιλαμβάνει σενάρια ρυθμισμένα με τα δύο πιο γνωστά πρωτόκολλα δυναμικής δρομολόγησης, του OSPF και του RIP. Για κάθε πρωτόκολλο, παρουσιάζεται ο τρόπος λειτουργίας του, πως ενεργοποιείται στο GNS3, και τέλος γίνεται η σύγκρισή της διαδρομής που ‘διαλέγει’ το κάθε πρωτόκολλο, σε ένα κοινό σενάριο δικτύου. Το επόμενο κεφάλαιο, πραγματεύεται τις Λίστες Ελέγχου Πρόσβασης (ACL), οι οποίες περιέχουν τους κανόνες πρόσβασης των αντικειμένων του δικτύου σε συγκεκριμένες υπηρεσίες του. Παρουσιάζονται, επίσης, οι οδηγίες υλοποίησης των λιστών αυτών. Εδώ, δημιουργούνται δύο ασκήσεις GNS3, η μία με αντικείμενο τη λειτουργία της Standard ACL και μία της Extended ACL. Το τελευταίο κεφάλαιο, περιλαμβάνει κατά βάση την ρύθμιση ΝΑΤ σε κάποιον δρομολογητή εικονικού δικτύου. Συγκεκριμένα, διαλαμβάνει λεπτομερώς το μηχανισμό μετάφρασης των διευθύνσεων δικτύου (ΝΑΤ), πως λειτουργεί και πως ρυθμίζεται με τις εντολές κονσόλας στον προσομοιωτή GNS3. Η πρώτη άσκηση του κεφαλαίου, είναι ένα απλό παράδειγμα για την επεξήγηση του NAT overload. Στη συνέχεια, αναλύεται η σύνδεση που μπορεί να υπάρξει ανάμεσα στο πρόγραμμα GNS3 και στον φυσικό προσαρμογέα δικτύου του υπολογιστή. Η εργαστηριακή άσκηση, παρουσιάζει τις ρυθμίσεις που πρέπει να γίνουν πριν την δημιουργία του σεναρίου, τη χρησιμοποίηση του cloud, δηλαδή του κόμβου που αντιπροσωπεύει το διαδίκτυο, και τη δημιουργία NAT overload για τη σωστή λειτουργία για την επικοινωνία του σεναρίου με το ίντερνετ. Βασικός σκοπός της πτυχιακής εργασίας αυτής, είναι η δημιουργία αναλυτικών ασκήσεων με τον προσομοιωτή GNS3 για την κατανόηση λειτουργίας του από μηχανικούς δικτύων οι οποίοι θέλουν να πειραματιστούν στο εργαλείο αυτό για την δημιουργία καταγραφής και τεκμηρίωσης του δικτύου που θέλουν να μελετήσουν.