2 IP адресация подсетей

Лабораторная работа №03-002
Основы IP- адресации. Подсети сетей различных классов
Цель работы
Научится решать следующие задачи:
Отличать маски сети определенного класса по умолчанию и частные (пользовательские) маски подсетей
Определять адрес подсети по IP- адресу хоста и маске подсети
Исходя из заданных сетевых адресов и требований к количеству подсетей и хостов в них, определять необходимую маску подсети
Исходя из заданных сетевых адресов и маски подсети, определять количество подсетей и хостов в подсети, а так же допустимые для использования адреса подсетей и хостов
Определять, находится ли IP- адрес назначения в локальной сети, используя операцию сложения двоичных чисел
Определять допустимые и недопустимые IP- адреса хостов исходя из заданных адреса сети и маски подсети
Теоретические основы
Маски подсети можно использовать для разделения существующих сетей на подсети. Это полезно для решения следующих задач:
снижение размеров широковещательных доменов (broadcast domains) локальной сети (LAN) для уменьшения их загрузки,
обеспечение связи между географически разделенными локальными сетями,
разделение (сегментирование) сетей в целях повышения безопасности.
В отличие от масок подсетей по умолчанию, которые входят в определение класса сети, маски подсетей пользователя задаются администратором при распределении устройств по сетевым сегментам в конкретной вычислительной сети. При этом из исходного сетевого адреса, из его части, относящейся к хостам, занимаются несколько бит, которые присоединяются к адресу сети, а оставшиеся биты нумеруют хосты в такой вновь созданной подсети.

Рис. 13 SEQ Рис._ \* ARABIC 14115. Разделение сетей с использованием маски подсети.
Маршрутизаторы разделяют сетевые сегменты (13 REF _Ref78093107 14Рис. 115) и определяют, в каких случаях пакеты следует перенаправлять из одной подсети в другую. Маски подсети помогают рабочим станциям, серверам и маршрутизаторам определить, находится ли устройство, для которого предназначен передаваемый в сеть пакет, в их собственной (локальной сети) или в другой сети (с которой устройство не имеет непосредственного соединения). Для этого каждое устройство перед отправкой пакета в сеть через определенный интерфейс определяет, совпадает ли адрес подсети, в которой он находится, с адресом подсети, в которую адресован пакет. Для этого производится: 1) побитовое умножение адреса интерфейса с маской подсети, заданной для него, 2) побитовое умножение адреса назначения с той же маской подсети (1&1=1, 1&0=0, 0&0=0). В результате получаются адреса подсетей. Если адреса совпадают, устройство назначения находится в одной подсети (в одном сетевом сегменте) с передающим устройством.
Другими словами использование подсетей позволяет при адресации на сетевом уровне в явном виде учитывать организацию сетевой инфраструктуры на канальном уровне (фактически – физическую структуру сети) и оптимизировать работу по доставке данных в сложных сетевых средах.
Маска сети «по умолчанию» ( т.е маска вида 255.0.0.0 или 255,255,0,0 или 255,255,255,0) не разбивает адресное пространство на подсети. В этом случае говорят, что подсетей нет. Хост X, отправляющий пакет, находится в сети 200.1.1.0 и имеет IP- адрес 200.1.1.5. Он отправляет пакет для хоста Z в сети 200.1.2.0, имеющего IP- адрес 200.1.2.8. Сегменты сети, построенные при помощи концентраторов (hub), соединены между собой маршрутизатором (router). Очевидно, что хосты находятся в разных сетях класса C. В соответствии с правилами American Registry for Internet Numbers адрес сети класса С занимает 3 старших октета IP- адреса. Один четвертый октет (8 бит) оставлен для нумерации хостов в сети. Их может быть не более 28 -2= 256 - 2 = 254.
Если требуется разбить сеть класса С на более мелкие подсети, некоторое количество битов из части адреса, относящейся к хостам, выделяется для нумерации подсетей. Например, позаимствовав 2 бита, мы можем пронумеровать 4 подсети: 00, 01, 10, 11. Однако в классической схеме адресации была принята специальная интерпретация для полей, состоящих только из 0 или только из 1 (RFC-943). Поэтому первоначально (в RFC-950) такая же интерпретация была сохранена и для поля, нумерующего подсети. В этом случае заняв из четвертого октета сети класса С 2 старших бита мы сможем организовать только две подсети. В каждой может быть до 62 хостов. Следует помнить, что в современной схеме адресации (classless) допустимы все 4 подсети, а две подсети можно создать, заняв 1 старший бит четвертого октета. Две подсети с адресами 0 и 1 (маска 255.255.255.128) могут содержать по 126 хостов. Напомним, что маска подсети строится по следующему правилу: биты, адресующие сеть, равны 1, биты, адресующие хост, равны 0.
Из-за нехватки адресов и разрастания таблиц маршрутизации в Интернет выявились ограничения на эффективность использования IP-адресов и масок подсетей. Одним из решений данной проблемы стало введение бесклассовой междоменной маршрутизации (CIDR, Classless InterDomain Routing). Идея состоит в объединении оставшихся сетей класса С в блоки переменного размера. Кроме того, были изменены правила предоставления сетей класса С, в соответствии с которым весь мир был разделен на четыре зоны, каждой из которых была выделена часть адресного пространства сетей класса С:
Адреса от 194.0.0.0 до 195.255.255.255 – для Европы;
Адреса от 198.0.0.0 до 199.255.255.255 – для Северной Америки;
Адреса от 200.0.0.0 до 201.255.255.255 – для Центральной и Южной Америки;
Адреса от 202.0.0.0 до 203.255.255.255 – для Азии и Тихоокеанского региона.
Еще 320 млн. адресов класса С от 204.0.0.0 до 223.255.255.255 было зарезервировано на будущее, а сейчас используются, в том числе, в сетях России.
Преимущество данного решения состоит в том, что любой роутер за пределами Европы, получив пакет, адресованный 194.x.y.z, может просто переслать его стандартному европейскому шлюзу. Это позволяет 32 млн. адресов уплотнить в одну строку таблицы роутера. Дальнейшая маршрутизация потребует использования масок, но более организованное выделение адресов позволяет агрегировать их в таблицах маршрутизации.
При этом нет номеров подсетей, а только префиксы адресного пространства, нет масок подсетей, а только длина префикса.
Например, сеть 10.181.215.32 с маской 255.255.255.224 (бинарное представление маски
11111111.11111111.11111111.11100000) представляется как 10.181.215.32/27.
Ход работы
Задание 1.
1. Приведите представленный адрес и маску в двоичное представление и вычислите адреса сетей хостов X и Z в двоичном и десятичном представлениях.
IP-адрес хоста X 200.1.1.5
11001000.00000001.00000001.00000101

Маска подсети 255.255.255.0
11111111.11111111.11111111.00000000

Адрес сети ___.____.____.____
11001000.00000001.00000001.00000000


IP-адрес хоста Z 200.1.2.8
11001000.00000001.00000010.00001000

Маска подсети 255.255.255.0
11111111.11111111.11111111.00000000

Адрес сети ___.____.____.____
11001000.00000001.00000010.00000000


2. Находятся ли хосты X и Z в одной сети класса С? ________________
Задание 2.
1. Заполните таблицу для 4 подсетей сети класса С c маской 255.255.255.192
Номер подсети
Двоичное значение занятых битов подсети
Десятичное значение битов подсети
Диапазон двоичных значений битов адреса хоста (6 бит)
Десятичный диапазон значений четвертого октета

Subnet #0
00
0
000000 - 111111
0 - 63

Subnet #1
01  
64
000000 - 111111
64 - 127

Subnet #2
10   
128
000000 - 111111
128 - 191

Subnet #3
11 
192
000000 - 111111 
192 - 254

Задание 3.
Вам выделена сеть класса B с адресом 150.193.0.0. Необходимо разбить ее не менее, чем на 50 подсетей. В каждой из подсетей должно быть не менее 750 адресов хостов.

Запишите двоичный эквивалент адреса 150.193.0.0?
_______ . _________ . _________ . __________

Какие октеты и сколько бит используется для адресации сети в этом адресе?
_____________________________________________________________
Какие октеты и сколько бит используется для адресации хостов в этом адресе?
_______________________________________________________________
Сколько хостов можно адресовать в сети класса В?
______________________________________________________________
Сколько бит следует занять из части адреса, относящейся к хостам, для того, чтобы получить в сети класса В не меньше 50 подсетей, при чем в каждой не менее, чем по 750 адресов хостов?
______________________________________________________________
Какую маску подсети в двоичном представлении вы используете при заданном разбиении?
____________.____________.____________.___________
Запишите десятичный эквивалент этой маски:
______ . ______ . ______ . ______





1. Заполните таблицу для первых семи из возможных подсетей сети класса B 150.193.0.0, полученных заимствованием 6 битов из третьего октета адреса.
Номер подсети
Адрес сети
Маска подсети
Адрес подсети
Диапазон возможных адресов хостов
Широковещательный (broadcast) адрес

0
 
 
 
 
 

1
 
 
 
 
 

2
 
 
 
 
 

3
 
 
 
 
 

4
 
 
 
 
 

5
 
 
 
 
 

6
 
 
 
 
 


2. На 13 REF _Ref78093167 \* MERGEFORMAT 14Рис. 215 приведена схема сети, состоящая из 3 сегментов. Используя построенный для сети 150.193.0.0 адресный план, заполните пропущенные значения адресов и масок.






















Рис. 13 SEQ Рис._ \* ARABIC 14215

3. Опишите по шагам процесс передачи пакета от хоста X к хосту Z в сети на рис. 7.

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Задание 4.
Ответьте на вопросы
1. У вас есть сетевой адрес 172.16.3.37 и 19-битовая маска подсети. Выберите корректные номера хостов из подсети этого хоста.
От 172.16.3.0 до 172.16.3.15
От 172.16.0.0 до 172.16.16.0
От 172.16.0.1 до 172.16.31.255
От 172.16.0.1 до 172.16.31.254
2. У вас есть сетевой адрес хоста 172.16.44.58 и 20-битовая маска подсети. Выберите корректные номера хостов из подсети этого хоста.
От 172.16.44.33 до 172.16.44.47
От 172.16.4.1 до 172.16.4.31
От 172.16.32.0 до 172.16.32.255
От 172.16.32.1 до 172.16.47.254
3. В сети 172.16.0.0 необходимо выделить подсети так, чтобы в каждой подсети можно было подключить до 600 хостов. Какую маску подсети следует выбрать, чтобы допустить рост числа подсетей в будущем?
_____ . _____ . _____ . _____
4. Сеть 172.16.0.0 необходимо разбить на 8 подсетей максимального разимера. Какую маску подсети следует выбрать?
_____ . _____ . _____ . _____
5. В сети 192.168.55.0 необходимо выделить максимальное число подсетей так, чтобы к каждой подсети можно было подключить 25 хостов.
_____ . _____ . _____ . _____
6. В вашем распоряжении сеть класса А. Необходимо организовать 60 подсетей, причем в следующие два года вам необходимо будет организовать еще 40 подсетей. Какую маску подсети следует выбрать, чтобы создаваемые подсети имели максимально возможный размер и при этом расширение сети не требовало изменения её логической структуры?
_____ . _____ . _____ . _____
7. В имеющейся у вас сети класса С 192.168.88.0 необходимо выделить максимально возможное число подсетей, в каждой из которых должно быть до 12 хостов. Какую маску подсети следует выбрать?
_____ . _____ . _____ . _____
8. Вы выбрали маску подсети 255.255.255.248. Сколько подсетей и хостов вы получите, если в вашем распоряжении одна классическая сеть 192.168.0.0 или 172.16.0.0?
_________________________________________________
9. У вас есть IP-адрес 172.16.13.5 и маска подсети 255.255.255.128. Укажите класс адреса, адрес подсети и широковещательный адрес для этой подсети.
__________________________________________________________________________
Маршрутизатор с 2 сетевыми интерфейсами
A и B

“A”: IP- адрес интерфейса
200.1.1.1

“B”: IP- адрес интерфейса
200.1.2.1

HUB A
IP-адрес подсети источника
200.1.1.0, маска 255.255.255.0

Хост Х:
IP- адрес
200.1.1.5

Хост Z:
IP- адрес
200.1.2.8

HUB B
IP-адрес подсети источника
200.1.2.0, маска 255.255.255.0

Маршрутизатор с 3 сетевыми интерфейсами
(A, B и C)

“A”: IP- адрес интерфейса
___.___.___.___
Маска подсети
___.___.___.___

“B”: IP- адрес интерфейса
___.___.___.___
Маска подсети
___.___.___.___

“C”: IP- адрес интерфейса
___.___.___.___
Маска подсети
___.___.___.___

HUB A: IP-адрес подсети A
___.___.___.___

HUB B: IP-адрес подсети B
___.___.___.___

HUB C: IP-адрес подсети C
___.___.___.___

Хост Х:
IP- адрес
___.___.___.___
Маска подсети
___.___.___.___

Хост Y:
IP- адрес
___.___.___.___
Маска подсети
___.___.___.___

Хост Z:
IP- адрес
___.___.___.___
Маска подсети
___.___.___.___

















Заголовок 1 Заголовок 2 Заголовок 3 Заголовок 4 Заголовок 815

Приложенные файлы

  • doc 10880365
    Размер файла: 96 kB Загрузок: 1

Добавить комментарий