Методика. методлабКС (2). Протокол 1 от 01. 02. 2016 г. Днепропетровск нметау 2016 удк 681. 324 (076. 5)
 Скачать 1.77 Mb.
|
|
Задание 1. В соответствии с вариантом (табл. 2.1.) по заданным IPv4 адресу и маске подсети определить следующие параметры: Адреса сетей А и Б. Широковещательные адреса сетей А и Б. 28 Максимальное количество узлов в сетях А и Б. Диапазон доступных адресов узлов в сетях А и Б. Количество возможных подсетей Б в сети А. Таблица 2.1. Варианты заданий Номер варианта IP адрес Маска сети А Маска сети Б 1 128.107.0.55 255.255.0.0 255.255.255.0 2 192.135.250.180 255.255.255.0 255.255.255.248 3 10.101.99.228 255.0.0.0 255.255.128.0 4 156.56.3.64 255.192.0.0 255.255.0.0 5 81.16.190.64 255.255.128.0 255.255.255.0 6 91.19.35.13 255.255.224.0 255.255.255.224 7 190.15.157.6 255.0.0.0 255.255.192.0 8 65.16.16.182 255.255.0.0 255.255.224.0 9 125.18.19.16 255.255.240.0 255.255.255.0 10 14.196.168.26 255.255.248.0 255.255.255.248 2. Заполнить таблицу 2.2. Таблица 2.2. Результаты вычислений Параметр Сеть А Сеть Б Маска сети Сетевой адрес Широковещательный адрес сети Адрес IPv4 первого узла в сети Адрес IPv4 последнего узла в сети Количество узлов в сети Количество возможных подсетей Б в сети А 3. Создать в среде Packet Tracer сеть А, в которой необходимо расположить три стационарный ПК, ноутбук и один коммутатор Switch 2960 25TT (см. рис. 2.1). 29 Рис. 2.1. Топология сети 4. Всем оконечным узлам задать IP адреса сети А: ПК1 – третий адрес сети А. ПК2 – четвертый адрес сети А. ПК3 – пятый адрес сети А. Ноутбук1 – последний адрес сети А. 5. Всем оконечным узлам задать соответствующие маски посети. 6. Проверить настройки каждого оконечного узла командой ipconfig. 7. Проверить работоспособность сети командой ping. Содержание отчета 1. Расчеты по п. 1.1…1.5. 2. Заполненная таблица 2.2. 3. Изображение топологии сети. 4. Изображение команды ipconfig каждого оконечного узла. 5. Изображение команды ping между всеми оконечными узлами. 6. Общие выводы по работе. Контрольные вопросы 1. Чему равен 1 байт? 2. Какая длина IPv4 адреса? 3. Что такое маска сети? 4. Как определить максимальное количество узлов в сети? 5. Как определить количество подсетей в сети? 6. Зачем нужен широковещательный адрес? 30 ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 3 Разбиение сети на одинаковые подсети Цель работы Научиться работать с подсетями. Научиться разделять сеть на равные подсети. Научиться эффективно использовать адресное пространство сети. Краткие сведения из теории Бесклассовая адресация CIDR ( англ. Classless Inter-Domain Routing) – метод IP адресации, позволяющий гибко управлять пространством IP адресов , не используя жесткие рамки классовой адресации . Использование этого метода позволяет экономно использовать ограниченный ресурс IP адресов, поскольку возможно применение различных масок подсетей к различным подсетям. Подсети позволяют создавать несколько логических сетей в пределах одной сети класса А, В или С. На первых порах метод CIDR рассматривался как способ распределения провайдером Internet между клиентами IP адресов в виде диапазонов IP-адресов (называемых блоками), а не выделения адреса некоторого класса. Обычно Internet-провайдер выделяет своим клиентам адреса определенных классов, что приводит к некоторой избыточности в одном месте и к дефициту в другом. Обратившись к технологии CIDR, провайдеры получили возможность «нарезать» блоки из выделенного им адресного пространства, которые оптимально подходят под требования каждого клиента, оставляя в то же время возможность его будущего беспроблемного роста. Каждый канал передачи данных в сети должен иметь уникальный идентификатор сети, при этом каждый узел в канале должен быть членом одной и той же сети. Если разбить основную сеть на небольшие подсети, это позволит создать сеть взаимосвязанных подсетей. Каждый канал передачи данных в этой сети будет иметь уникальный идентификатор сети или подсети. Любое устройство или шлюз, соединяющее n сетей или подсетей, 31 должно иметь n уникальных IP адресов – по одному для каждой из взаимосвязанных сетей или подсетей. Разделение сети на подсети выполняется путем расширения маски сети за счет битов, определяющих идентификатор узла в адресе. Это позволяет создавать идентификатор подсети. Практическая часть Пусть задана сеть 74.126.205.0 с сетевой маской 255.255.255.0. Необходимо создать 4 подсети. Вычисляем количество битов в основной маске необходимых для создания подсетей. Т.к. сетей нужно 4, т.е. 2 2 , значит, будет заимствовано 2 бита у основной маски сети: 74.126.205.0 - 01001010.01111110.11001101.00000000 255.255.255.192 - 11111111.11111111.11111111.11000000 Расширение маски до значения 255.255.255.192 произошло за счет двух битов исходной части узла в адресе, которые были использованы для создания подсетей. Идентификатор узла теперь содержит шесть оставшихся битов, поэтому каждая подсеть может содержать 64 (2 6 ) адреса узлов, 62 из которых фактически могут быть присвоены устройствам, поскольку идентификаторы узлов не могут состоять только из единиц или только из нулей. С учетом всех изложенных факторов созданы подсети, представленные в табл. 3.1. Таблица 3.1. Представление сети в десятичной и двоичной системах исчислений Подсеть (10) Подсеть (2) 74.126.205.0 01001010.01111110.11001101.00000000 74.126.205.64 01001010.01111110.11001101.01000000 74.126.205.128 01001010.01111110.11001101.10000000 74.126.205.192 01001010.01111110.11001101.11000000 Маска подсети (10) Маска подсети (2) 255.255.255.192 11111111.11111111.11111111.11000000 Технология разделения на подсети в данном примере позволила создать четыре подсети, и сеть тогда будет выглядеть, как показано на рис. 3.1. 32 Рис. 3.1. Логическое представление разбиения сети методом CIDR Каждая подсеть может поддерживать до 62 адресов узлов. Из этого можно сделать следующий вывод: чем больше битов используется для маски подсети, тем больше доступно подсетей. Однако чем больше доступно подсетей, тем меньше адресов узлов доступно в каждой подсети. Проверим работоспособность данной сети. 1. Создадим в среде Packet Tracer топологию, содержащую один роутер Generic Router-PT-Empty (Router1), четыре коммутатора Switch 2960-24TT (Switch0 – Switch3) и 8 ПК (PC0 – PC7). 2. Добавим четыре Gigabit Ethernet - модуля PT-ROUTER-NM-1CGE в роутер. Для этого откроем свойства Router1, на вкладке Physical на модели роутера нажмем кнопку питания для выключения, выберем указанный модуль подключения, установим четыре таких модуля в свободные слоты и включим роутер. 3. Компьютеры с коммутаторами соединим витой парой. Порты подключения – FastEthernet. Коммутаторы с роутером также соединим витой парой. Порты подключения – GigabitEthernet. Топология модели сети представлена на рис. 3.2. 4. Сохраним созданную топологию. 33 Рис. 3.2. Топология сети 5. Выполним настройку элементов сети. В каждой подсети зарезервируем для роутера первый доступный IP-адрес, а компьютерам будем задавать второй и последний доступные адреса. Сетевая маска для всех устройств – 255.255.255.192. 6. Для настройки компьютера PC0, который относится к первой подсети, откроем его свойства. На вкладке Desktop выберем пункт IP Config и для режима получения IP-адреса Static в поле IP Address введем второй доступный адрес подсети – 74.126.205.2, в поле Subnet Mask – сетевую маску 255.255.255.192, а в поле Default Gateway (Шлюз по умолчанию) укажем первый доступный IP-адрес подсети, зарезервированный для роутера, т.е. 74.126.205.1. Компьютер PC1 настраивается аналогично, но в поле IP Address введем последний доступный адрес подсети – 74.126.205.62. 7. Зададим IP адреса для второй подсети: компьютер PC2 – 74.126.205.66, компьютер PC3 – 74.126.205.126, шлюз – 74.126.205.65; для третьей подсети: компьютер PC4 – 74.126.205.130, компьютер PC5 – 34 74.126.205.190, шлюз – 74.126.205.129; компьютер PC6 – 74.126.205.194, компьютер PC7 – 74.126.205.254, шлюз – 74.126.205.193. 8. Выполним настройку роутера, которая в данном случае будет заключаться в отдельной сетевой настройке каждого Gigabit Ethernet - модуля, к которым подключены коммутаторы подсетей. Откроем свойства роутера, перейдем на вкладку Config и в подменю INTERFACE выберем модуль GigabitEthernet0/0, к которому подключен коммутатор первой подсети 74.126.205.0. В поле IP Address введем первый зарезервированный IP адрес подсети – 74.126.205.1, а в поле Subnet Mask – сетевую маску 255.255.255.192. После чего включим данный модуль – Port Status установим в On. Остальные три модуля настраиваются аналогично – в поле IP Address указывается первый зарезервированный IP адрес подсети, коммутатор которой подключен к модулю. 9. Проверим работоспособность сети. Например, зайдем на компьютер PC0 и пропингуем компьютер PC7. Для этого откроем свойства компьютера PC0, на вкладке Desktop выберем пункт Command Promt и в открывшемся окне в командной строке введем команду ping и IP адрес компьютера PC7. Ниже представлены результаты выполнения команды ping: PC>ping 74.126.205.254 Pinging 74.126.205.254 with 32 bytes of data: Reply from 74.126.205.254: bytes=32 time=0ms TTL=127 Reply from 74.126.205.254: bytes=32 time=0ms TTL=127 Reply from 74.126.205.254: bytes=32 time=0ms TTL=127 Reply from 74.126.205.254: bytes=32 time=0ms TTL=127 Ping statistics for 74.126.205.254: Packets: Sent = 4, Received = 4, Lost = 0 (0% loss), Approximate round trip times in milli-seconds: Minimum = 0ms, Maximum = 0ms, Average = 0ms Это подтверждает правильность сетевых настроек устройств и общую работоспособность сети. 35 Задание 1. В соответствии с вариантом (табл. 3.2) по заданным IP адресу и маске разделить заданную сеть на четыре равные подсети. Таблица 3.2. Варианты заданий Номер Варианта Адрес сети Маска сети 1 129.138.60.0 255.255.252.0 2 13.140.208.0 255.255.240.0 3 109.88.38.0 255.255.254.0 4 48.185.104.0 255.255.248.0 5 144.29.236.0 255.255.252.0 6 78.97.205.0 255.255.255.0 7 192.199.140.0 255.255.252.0 8 87.247.176.0 255.255.240.0 9 191.197.206.0 255.255.254.0 10 17.53.208.0 255.255.248.0 Таблица 3.3. Результаты вычислений Имя подсети А Б В Г Сетевой адрес подсети Маска подсети Префикс маски подсети Широковещательный адрес подсети Диапазон доступных адресов узлов в подсети Количество узлов в подсети 2. Выполнить расчеты и заполнить таблицу 3.3. 3. Создать в среде Packet Tracer топологию, аналогичную описанной в примере (рис. 3.2). 4. Всем оконечным узлам задать IP адреса и маски из определенных ранее подсетей (А, Б, В, Г): всем интерфейсам маршрутизатора задать первые допустимые IP адреса подсети; первым узлам в подсети задать вторые допустимые IP адреса; 36 вторым узлам в подсети задать последние допустимые IP адреса. 5. Проверить настройки каждого оконечного узла командой ipconfig. 6. Проверить работоспособность сети командой ping. Содержание отчета 1. Расчет по нахождению параметров всех подсетей. 2. Изображение топологии сети. 3. Изображение команды ipconfig каждого оконечного узла. 4. Изображение команды ping между первым и остальными оконечными узлами. 5. Общие выводы по работе. Контрольные вопросы 1. Зачем нужен сетевой адрес? 2. Что такое CIDR? 3. В чем разница между бесклассовой и классовой адресацией? 4. Как в IP адресе выделяют адрес узла и адрес подсети? ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 4 Разбиение сети на подсети переменной длины Цель работы Научиться работать с подсетями. Научиться разделять сеть на подсети переменной длины. Научиться эффективно использовать адресное пространство сети. Краткие сведения из теории Для эффективного использования адресного пространства существует метод маски подсети переменной длины ( англ. Variable Length Subnet Masking – VLSM). Маски подсети переменной длины обеспечивают возможность создания более одной маски подсети в переделах одной сети, возможность разбивать на подсети уже разбитые на подсети группы IP адресов. Методы 37 CIDR и VLSM позволяют рекурсивно делить порции адресного пространства на небольшие части. Основное различие между ними в том, что при использовании маски подсети переменной длины рекурсия выполняется на адресном пространстве, выделенном организации ранее. При этом схема деления пространства скрыта внутри организации. В технологии CIDR разделения на подсети во всех подсетях используется одна и та же маска подсети. Это означает, что каждая подсеть содержит одинаковое количество доступных адресов узлов. Иногда это может понадобиться, однако в большинстве случаев использование одинаковой маски подсети для всех подсетей приводит к неэкономному распределению адресного пространства. VLSM позволяет использовать различные маски для каждой подсети, что дает возможность более рационально распределять адресное пространство. Допустим для примера, что имеется сеть класса С с адресом 192.214.11.0, и ее необходимо разделить на три подсети. В одной подсети должно быть около 100 узлов, а в двух других – по 50. Исключая два адреса, 0 (номер сети) и 255 (широковещательный адрес для сети), теоретически доступно 256 адресов узлов для сети класса С, т.е. с 192.214.11.0 до 192.214.11.255. Очевидно, что разбить такую сеть на подсети с требуемым количеством узлов без использования VLSM невозможно. Чтобы определить параметры подсети в сети 192.214.11.0, сначала необходимо определить маску сети, которая для обычной сети класса С будет представлена в виде 255.255.255.0. Для разделения сети класса С с адресом 192.214.11.0 на подсети можно использовать несколько масок вида 255.255.255.Х. Маска, начиная со старшего (самого левого) бита, должна иметь непрерывный ряд единиц и оканчиваться нулями. До появления VLSM сети обычно делились лишь простыми масками. В этом случае был выбор: применить маску 255.255.255.128 и разбить адресное пространство на две подсети по 128 узлов в каждой или разбить его маской 255.255.255.192 на четыре подсети по 64 хоста в каждой. Однако ни одна из этих процедур не соответствует предъявленным требованиям получить сегмент сети размером 100 узлов и еще два сегмента по 50 узлов в каждом. Выполнить поставленную задачу можно, прибегнув к использованию масок переменной длины. Во-первых, разделим сеть 192.214.11.0 на две 38 подсети маской 255.255.255.128. Получим две подсети по 128 узлов в каждой. Эти две подсети будут представлены адресами 192.214.11.0 (от .0 до .127) и 192.214.11.128 (от .128 до .255). Затем вторую подсеть с адресом 192.214.11.128 разобьем еще на две подсети с помощью маски 255.255.255.192 – получим две подсети по 64 адреса в каждой: подсети 192.214.11.128 (адреса от .128 до 191) и 192.214.11.192 (адреса от .192 до 255). Несмотря на то, что при использовании VLSM длину маски можно изменять произвольно, существует одно ограничение. Максимальная длина маски – 30 единиц. Данное ограничение связано с тем, что при длине маски 31 разряд под номер узла остается один разряд. С помощью одного разряда можно пронумеровать два узла. Но стандарт предусматривает, что два номера всегда заняты – это номер сети (подсети) и широковещательный адрес. Практическая часть Пусть задана сеть 74.126.205.0 с сетевой маской 255.255.255.0. Разработаем схему разделения этой сети на 4 подсети с применением VLSM с учетом того, что подсетьA должна содержать 14 узлов, подсеть Б – 28 узлов, подсеть В – 15 узлов, подсеть Г – 5 узлов. Определим, какую маску подсети следует использовать, чтобы получить требуемое количество узлов. Сеть А: необходимо вместить 14 узлов. Ближайшее подходящее значение 2 n = 16, значит количество битов узловой части n = 4, количество битов для идентификатора подсети будет 8 – 4 = 4 бита. Следовательно, маска этой подсети будет 255.255.255.240 или /28. Сеть Б: необходимо вместить 28 узлов. Ближайшее подходящее значение 2 n = 32, значит количество битов узловой части n = 5, а количество битов для идентификатора подсети будет 8 – 5 = 3 бита. Следовательно, маска этой подсети будет 255.255.255.224 или /27. Сеть В: необходимо вместить 15 узлов. Ближайшее подходящее значение 2 n = 16, но т.к. в каждой сети должны быть широковещательный адрес и адрес подсети, то 16 для этой подсети будет недостаточно. Следовательно, подбираем 2 n = 32. Количество битов узловой части n = 5, а 39 количество битов для идентификатора подсети будет 8 – 5 = 3 бита. Следовательно, маска этой подсети будет 255.255.255.224 или /27. Сеть Г: необходимо вместить 5 узлов. Ближайшее подходящее значение 2 n = 8, значит, количество битов узловой части n = 3, а количество битов для идентификатора подсети будет 8 – 3 = 5 битов. Следовательно, маска этой подсети будет 255.255.255.248 или /29. VLSM-разбиение на подсети подобно традиционному тем, что в нем для создания подсетей заимствуются биты. Формулы расчета количества возможных подсетей и количества узлов в каждой подсети также применимы. Различие состоит в том, что разбиение на подсети выполняется в несколько этапов. При использовании VLSM сеть сначала разбивается на подсети, а затем подсети снова делятся на подсети. Этот процесс может повторяться много раз для создания подсетей различного размера. Для начала отсортируем искомые подсети по количеству доступных узлов: Сеть Б: 32 узлов; Сеть В: 32 узлов; Сеть A: 16 узлов; Сеть Г: 8 узлов. Графическое представление разбиения на подсети методом VLSM показано на рис. 4.1. Далее разобьем заданную сеть (в которой доступно 256 адресов) по 32 адреса (наибольшая искомая подсеть). В образовавшихся подсетях количество битов идентификатора подсети равно 3, значит, новые подсети будут выглядеть следующим образом: 40 |