Opdracht Netwerken & Security

• Informatica
• Middelbare school
• havo, vwo
• Leerjaar 4

Opdracht

In deze opdracht begin je met het bouwen van een netwerk in het programma Filius. Tijdens de lessen over netwerken heb je gehoord over IP-adressen en private ranges. Deze begrippen ga je nu in de praktijk toepassen.

De private range is de groep IP-adressen die zonder wettelijke toestemming aan een apparaat mogen worden gegeven.

Hiernaast staat een afbeelding van het openingsvenster. Je staat in de Designmodus. Links kun je apparatuur het werkveld inslepen. Daarna kun je kabels trekken en de apparatuur instellen. Deze onderdelen vormen de fysieke laag van ons netwerk.

We gaan eerst een computer in Filius van dichtbij bekijken. Sleep een computer in het werkveld en dubbelklik erop.

Je ziet onderaan het scherm de instellingen die belangrijk zijn om een computer met een netwerk te verbinden. Het zijn de instellingen die aan de netwerkkaart in de computer kunnen worden meegegeven. Naast de naam van de computer vinden we het MAC-adres. Dit is een onveranderbaar getal dat uniek is voor elk apparaat in het netwerk.

Het standaard IP-adres dat Filius aan apparaten geeft is 192.168.0.10. Verander het IP-adres in 10.0.0.2. Ligt dit adres in de private range? Zoek het antwoord eventueel op internet.

Het is overzichtelijk om de naam van de computer te veranderen in het IP-adres van de computer. Vink dit aan:  

We gaan de computer opstarten. Schakel van ontwerpmodus naar de simulatiemodus:    

In de simulatiemodus kunnen we niet meer bouwen aan het netwerk, maar het netwerk wel analyseren. Dubbelklik nogmaals op de computer. Het bureaublad van de computer wordt geopend.

Dubbelklik nogmaals op de computer. Het bureaublad van de computer wordt geopend. Het enige wat we kunnen doen is nieuwe software installeren.

Dubbelklik op Software Installation en installeer Command Line door erop te dubbelklikken. Klik op Apply Changes om de wijzigingen op te slaan en het scherm af te sluiten. De software is nu geïnstalleerd.

Sluit het bureaublad af en schakel van simulatiemodus weer naar ontwerpmodus.

Sla de opdracht dan op als Filius Opdracht 1.

Gebruik hiervoor de Opslaanknop links bovenaan.

Upload dit bestand in ELO opdrachten.

Een peer-to-peernetwerk

• Open het bestand 'Filius Opdracht 1'.

• We gaan de opstelling uitbreiden tot een P2P-netwerk. Voeg een computer en een kabel toe. Verander het IP-adres van de nieuwe computer in 10.0.0.3. Als je klaar bent met kabels trekken, druk je op Escape. Sla het bestand daarna op als Filius Opdracht 2.

We gaan nu testen of de twee computers met elkaar kunnen communiceren. Schakel naar simulatiemodus en open het bureaublad van 10.0.0.2. Klik op Command Line.

Wil je weten welke commando's er allemaal zijn, type dan help in de command line

Je kunt met een ARP-command kijken welke computers 10.0.0.2 allemaal kent. Op dit moment staat er alleen nog 255.255.255.255 en FF:FF:FF:FF:FF:FF. Dit is geen echt adres maar het broadcastadres. Als een computer een bericht naar 255.255.255.255 stuurt, ontvangen alle computers in het netwerk dit bericht.

We gaan nu kijken of 10.0.0.2 ook 10.0.0.3 kan vinden in het netwerk. Geef daarvoor het commando ping 10.0.0.3. Als je goed naar de kabel tussen de twee computers hebt gekeken, heb je ze groen kunnen zien oplichten. Als alles goed is ingesteld, krijg je (ongeveer) het plaatje hiernaast te zien.

Als er geen kabel aanwezig is, of de verkeerde adressen zijn ingevoerd, zal je een Timeout ontvangen.

Als je het ARP-commando nu weer uitvoert, zal 10.0.0.3 zijn toegevoegd aan de tabel.

ARP staat voor Address Resolution Protocol, dit protocol regelt de koppeling tussen het MAC-adres en het IP-adres. Dit netwerkprotocol is een belangrijk onderdeel van de logische laag.
Een broadcastadres is letterlijk: verspreidingsadres

Een Timeout houdt in dat er geen antwoord is ontvangen binnen de gewenste tijd.

Wil je weten welke berichten er allemaal over en weer zijn gestuurd? Rechtsklik dan op 10.0.0.2 en kies Show data exchange (10.0.0.2). Wat blijkt? een simpel ping-commando genereert wel 10 berichten!

1. Computer 10.0.0.2 vraagt of 10.0.0.3 wel in het netwerk zit en stuurt zijn eigen gegevens mee voor die ander.
2. Computer 10.0.0.3 reageert dat hij er is en hij stuurt zijn gegevens. De computers kennen elkaar nu en staan dus in elkaars ARP-tabel.
3. Computer 10.0.0.2 stuurt daarna een ping (icmp) naar 10.0.0.3 om de connectie te testen.
4. Computer 10.0.0.3 stuurt een antwoord (pong) terug.
5. , 6., 7., 8., 9., 10. Stap 3 en 4 worden 4 keer herhaald, zodat er een goed beeld ontstaat van de responstijd (time=...ms).

Sla de opdracht op als Filius Opdracht 2.

Gebruik hiervoor de Opslaanknop links bovenaan.

Upload dit bestand in je ELO opdracht.

Een client-servernetwerk

Nu ga je een uitgebreider netwerk maken, met vijf computers en één server. Hoe verbind je die apparaten op een goede manier met elkaar? En hoe stel je voor zo veel apparaten de IP-adressen correct in?

Start een nieuw project in Filius.

Om meer dan twee computers in een netwerk met elkaar te verbinden, is het handiger om een centraal apparaat te hebben waarmee alle computers kunnen worden verbonden. Zo'n apparaat heet een switch.

Bouw een netwerk met vijf laptops (de clients), één computer (de server) en een switch. Zorg dat alle clients een IP-adres hebben tussen de 10.0.0.2 en de 10.0.0.9 en de server het adres 10.0.0.10. Het adres 10.0.0.1 bewaren we voor de router, die komt in de volgende paragraaf aan bod. Sla het bestand daarna op als Filius Opdracht 3.

Installeer Command Line op de meest linkse client en ping de meest rechtse client. Let goed op het oplichten van de kabels! Rechtsklik op de middelste client en open de Data Exchange. Heeft de middelste client ook een bericht ontvangen? Hoe zou dat komen?

Open de computer 10.0.0.10 en installeer een Webserver. Klik op de Webserver en start hem. Open een van de clients en installeer een Webbrowser. Open de Webbrowser en surf naar het adres van de Webserver (zie afbeelding). Als je het goed hebt gedaan, zie je de standaard website van Filius.

Het is binnen een client-servernetwerk gebruikelijk om niet zelf alle IP-adressen toe te kennen, maar om een DHCP-server te gebruiken, zodat je niet alle computers van een apart adres hoeft te voorzien.

Schakel naar de designmodus en vink bij alle clients ‘Use DHCP for configuration’ aan. Verander het IP-adres van de server naar 172.16.1.10 en klik op DHCP Server Setup. Voer als ‘Lower bound’ 172.16.1.20 in en als ‘Upper bound’ 172.16.1.30. Vink Activate DHCP aan, klik op OK en start de simulatiemodus. Kijk wat er gebeurt met de IP-adressen van de clients.

Sla de opdracht op als Filius Opdracht 3.

Gebruik hiervoor de Opslaanknop links bovenaan.

Upload dit bestand in je ELO opdracht.

Twee netwerken verbinden

Start een nieuw project in Filius.

In de praktijk worden meerdere LAN’s verbonden tot een WAN. Het enige apparaat dat meerdere LAN’s kan verbinden is een router. Maak een netwerk als op onderstaande afbeelding. Zorg dat elke router twee NIC’s heeft.

Zoals je kunt zien maken we vier netwerken (LAN’s) door drie routers met elkaar te verbinden. Elk van de vier netwerken heeft een eigen domein. Hanteer deze adressentabel. Houd er rekening mee dat de tabel is opgesplitst per domein. Een router zit tussen twee domeinen in. Die heeft dus binnen twee domeinen twee verschillende IP-adressen. Vergeet niet om bij de twee clients de gateway in te vullen, anders kunnen de apparaten de andere netwerken niet bereiken!

Vink bij alle routers 'Automatic Routing' aan.

Gebruik het ping-commando om het netwerk te testen. Behalve pingen is het ook mogelijk om te zien langs welke route een pakketje allemaal reist. Gebruik in plaats van het ping-commando het commando traceroute 192.168.128.2 en kijk naar het resultaat. Komt de traceroute tot 192.168.128.2? Zo niet, dan heb je iets fout gedaan.

Open de Data Exchange van 30.0.0.1 door rechts te klikken op de KPN Router. Wat valt je op aan de hoeveelheid pakketjes? Waarom zou een netwerk met routers zo veel verkeer geven zonder dat er iets gebeurt?

Sla de opdracht op als Filius Opdracht 4.

Gebruik hiervoor de Opslaanknop links bovenaan.

Upload dit bestand in je ELO opdracht.

Een DNS-server

• Open het bestand 'Filius Opdracht 4'.
• We gaan de Schoolwebserver voorzien van een werkende website. Eerst gaan we de website aanpassen, daarna maken we een DNS-server om de website op een normale manier te benaderen.
• Open de Schoolwebserver en installeer een Webserver en een Text Editor. Open de Text Editor en klik op File > Open. Dubbelklik op de map Webserver en dubbelklik op index.html. Klik daarna op Open. Bewerk het HTML-document zodanig dat het duidelijk is dat dit de schoolwebsite is, maar laat het plaatje staan. Sla, als je klaar bent, het document op, sluit de Text Editor, start de Webserver en controleer op de Thuiscomputer of je de website kunt benaderen (zie client-server netwerk voor de handelingen).
• Sluit de Data Exchange en sla voor je verder gaat het bestand op als Filius Opdracht 5.
  

Open de Data Exchange van de Thuiscomputer. Hoeveel keer wordt er een verbinding opgezet om de website van de Schoolwebserver naar de Thuiscomputer te downloaden? Waarom zo veel?

Het is niet gebruikelijk om het IP-adres in te typen bij het bezoeken van een website. Hiervoor gebruiken we een URL. Een URL werkt omdat er DNS-servers op het internet zijn aangesloten die IP-adressen koppelen aan URL’s (we noemen URL’s ook wel webdomeinen, niet te verwarren met een IP-domein). Wij gaan ook zo’n DNS-server inrichten.

Open in designmodus de KPN router. Klik op Manage Connections. Het scherm van hiernaast verschijnt.

Klik op  .            De router heeft er nu een NIC bij gekregen waardoor we een derde netwerk aan de KPN router kunnen aansluiten.

Sluit het scherm en bouw aan de KPN router een nieuwe server, KPN DNS.

Gebruik de range 10.0.0.x voor de adressering binnen het netwerk. Vergeet bij de KPN DNS de gateway niet in te vullen!

Schakel naar de simulatiemodus en open KPN DNS. Installeer een DNS-server. Open de DNS-server. Bij Domain Name vul je www.school.nl in en bij IP address het juiste IP-adres. Start de DNS-server en sluit het bureaublad weer.

Klik op de Thuiscomputer en klik op rechtsonder. Waarom werkt het niet om in de browser van de Thuiscomputer http://www.school.nl te typen?

Verhelp het probleem in de designmodus en test of de Thuiscomputer in simulatiemodus de schoolwebsite kan bereiken door https://www.school.nl in de webbrowser te typen.

Voeg een Thuiswebserver toe aan het netwerk en configureer het netwerk zodanig dat de Schoolwebserver met een webbrowser de thuiswebsite kan bezoeken door https://www.thuis.nl in te voeren.

Sla de opdracht op als Filius Opdracht 5.

Gebruik hiervoor de Opslaanknop links bovenaan.

Upload dit bestand in je ELO opdracht.