A
kademia
Świętokrzyska, Sieci
komputerowe LAB
3
Sieci komputerowe – laboratorium.
LAB 3.
Temat:
Podstawy adresowania IP w protokole TCP/IP.
Cel ćwiczenia:
Zapoznanie z podstawowymi zasadami obliczania i stosowania adresów IP.
Wprowadzenie.
Na poprzednich zajęciach z „Sieci Komputerowych” zostały podane zasady adresowania z wykorzystaniem trójwarstwowej metody z użyciem masek sieci o stałej długości (Fixed-Length Subnet Mask - FLSM). Technologia ta pozwala zaoszczędzić znacznie na przestrzeni adresowej IP, ale posiada również wady. Przy podsieciach o różnej ilości hostów, część adresów IP w podsieciach o mniejszej liczbie hostów jest marnowanych. Podsieci tworzy się dla największej liczby hostów. Im większa jest różnica w liczbie hostów w podsieciach tym większe są straty adresów IP. Alternatywą do adresowania FLSM, jest technologia adresowania trójwarstwowego z użyciem masek o zmiennej długości (Variable-Length Subnet Mask - VLSM).
W dzisiejszym ćwiczeniu będziemy wykorzystywać adresowanie trójwarstwowe z użyciem masek sieci o zmiennej długości (Variable-Length Subnet Mask - VLSM). Technologia ta pozwala zaoszczędzić więcej przestrzeni adresowej IP (w porównaniu z technologią FLSM), poprzez tworzenie podsieci dla różnej ilości hostów z adresu danej klasy (zwykle A, B lub C). Adresy IP wyglądają identycznie jak podczas adresacji klasowej. Różnica tkwi w traktowaniu części bitów adresu hosta, przylegających do części bitów adresu sieci danej klasy w adresie IP. Przy adresacji klasowej adres IP składa się z dwóch części, tj. bitów adresu sieci i bitów adresu hosta. Przy adresacji z wykorzystaniem technologii VLSM, adres IP składa się z bitów adresu sieci, podsieci i hosta. Dlatego niezbędne jest stosowanie masek uwzględniających podsieci, które mają większą ilość ustawionych bitów identyfikujących część sieciową adresu IP. Maski informują systemy końcowe (routery i hosty w sieci LAN), ile bitów z adresu IP hosta zostało przeznaczonych do zaadresowania sieci i podsieci. Bity, które identyfikują adres sieci i podsieci przyjmują w masce wartość 1. Pozostałe bity w masce, wskazujące część adresu IP hosta, mają wartość 0. Dodatkowo technologia VLSM narzuca kilka istotnych założeń:
maski wszystkich podsieci obliczone z danego adresu klasowego mogą być różne,
część bitów adresu IP, które odpowiadają za adres podsieci, może składać się z samych zer i z samych jedynek,
część adresu IP, która odpowiada za adres hosta, nie może składać się z samych zer, ani z samych jedynek, tj. taki adres można wyliczyć, ale nie jest on używany (wyjątek stanowi adres transmisji ogólnej),
część adresu IP, która odpowiada za adres hosta nie może składać się z mniej niż dwóch bitów.
Maska sieci w klasie C będzie miała postać:
Forma kropkowo-dzieś. Forma kropkowo-dwójkowa
Klasa C 255.255.255.0 11111111.11111111.11111111.00000000
Maski podsieci dopuszczone do stosowania w tej klasie są przedstawione poniżej:
|
Forma kropkowo-dzieś. |
Forma kropkowo-dwójkowa |
|
255.255.255.128 |
11111111.11111111.11111111.10000000 |
|
255.255.255.192 |
11111111.11111111.11111111.11000000 |
|
255.255.255.224 |
11111111.11111111.11111111.11100000 |
|
255.255.255.240 |
11111111.11111111.11111111.11110000 |
|
255.255.255.248 |
11111111.11111111.11111111.11111000 |
|
255.255.255.252 |
11111111.11111111.11111111.11111100 |
Maska 255.255.255.128 oznacza, że jeden bit z części adresowej hosta służy do definiowania dwóch podsieci. Bit ten jest zaznaczony pogrubioną czcionką i ma wartość dziesiętnie 128. Maska ta pozwala na stworzenie przynajmniej 2 podsieci, a w każdej z nich można zaadresować 128 hostów (matematycznie). Nie oznacza to jednak kresu możliwego podziału, gdyż np. z podsieci drugiej możemy wykroić kilka podsieci o różnej wielkości („wydłużając” część sieciową adresu IP), z dokładnością na którą pozwala arytmetyka binarna, tj. kolejno dla 2, 5, 14, 30 i 62 możliwych do fizycznego zaadresowania hostów (odrzucono adresy podsieci i transmisji ogólnej).
W oparciu o powyższą maskę dwubitową możemy stworzyć schemat mapowania w obrębie 24-bitowego adresu sieci (192.168.125).
|
|
Adres sieci i podsieci. Zapis binarny |
Odpowiednik dziesiętny |
Ilość hostów |
|
Adres bazowy |
11000000.10101000.01111101.00000000 |
192.168.125.0 |
|
|
Podsieć 0 |
11000000.10101000.01111101.000-00000 |
192.168.125.0 |
nieprzypisany |
|
Podsieć 0 |
|||
|
Podsieć 0 |
11000000.10101000.01111101.000-11111 |
192.168.125.31 |
|
|
Podsieć 1 |
11000000.10101000.01111101.001-00000 |
192.168.125.32 |
|
|
Podsieć 1 |
11000000.10101000.01111101.001-00001 |
192.168.125.33 |
30 |
|
Podsieć 1 |
|||
|
Podsieć 1 |
11000000.10101000.01111101.001-11111 |
192.168.125.63 |
|
|
Podsieć 2 |
11000000.10101000.01111101.0100-0000 |
192.168.125.64 |
|
|
Podsieć 2 |
11000000.10101000.01111101.0100-0001 |
192.168.125.65 |
14 |
|
Podsieć 2 |
|||
|
Podsieć 2 |
11000000.10101000.01111101.0100-1111 |
192.168.125.79 |
|
|
Podsieć 3 |
11000000.10101000.01111101.01010-000 |
192.168.125.80 |
|
|
Podsieć 3 |
11000000.10101000.01111101.01010-001 |
192.168.125.81 |
6 |
|
Podsieć 3 |
|||
|
Podsieć 3 |
11000000.10101000.01111101.01010-111 |
192.168.125.87 |
|
|
|
11000000.10101000.01111101.01011000 |
192.168.125.88 |
nieprzypisany |
|
|
|||
|
|
11000000.10101000.01111101.11111111 |
192.168.125.255 |
Każda podsieć oparta na różnej masce jest przedstawiona bitowo w drugiej kolumnie. Trzecia kolumna to dziesiętne odpowiedniki adresów IP zapisanych binarnie z drugiej kolumny. Analizując zawartość tabeli widzimy adresy bazowe. Jest to początkowy adres każdej z podsieci. Charakteryzuje się tym, że wszystkie bity adresu hosta maja wartość 0. Pierwszy adres IP w danej podsieci, w części reprezentowanej przez bity adresu hosta posiada same zera, a ostatni same jedynki. Symbol oznacza sekwencyjny ciąg adresów IP w danej podsieci, rozpoczynający się od wartości 0...0, a kończący na 1...1. Przy czym adresy, które można wykorzystać do konfigurowania interfejsów sieciowych urządzeń zawierają się pomiędzy 0...1, a 1...10. Celowo nie podano pełnej długości adresu hosta, gdyż są one różne w kolejnych podsieciach. Ilości możliwych fizycznie do zaadresowania hostów przedstawia ostatnia kolumna.
Inne warianty podziałów na maski różnych wielkości będą tematem poniższych ćwiczeń.
Założenia wstępne i definicje:
Adres bazowy (adres sieci / podsieci) – w części bitów adresu IP, odpowiadających za adres hosta występują same zera. Taki adres służy do identyfikacji sieci / podsieci i nie jest przypisany żadnemu konkretnemu urządzeniu.
Pierwszy adres przypisywalny – jest pierwszym adresem, wyższym o jeden od adresu bazowego.
Adres transmisji ogólnej (broadcast) – w części bitów adresu IP, odpowiadających za adres hosta występują same jedynki. Taki adres jest wykorzystywany do wysyłania pakietów IP do wszystkich urządzeń w danej sieci / podsieci, ale nie jest przypisany do żadnego urządzenia.
Realizacja laboratorium:
Ćwiczenie 1.
Dane są adresy IP i ich maski obliczone wg. technologii VLSM:
192.168.10.39 /29 192.168.10.47 /29
192.168.10.40 /29 192.168.10.48 /30
192.168.10.41 /29
Czy wszystkie są z tej samej podsieci? Jeśli nie – to podaj do ilu podsieci się one odnoszą, uzasadnij.
Ćwiczenie 2.
Dany jest adres IP sieci 192.168.1.0. Wykorzystując technologię VLSM utwórz następujące podsieci:
podsieć 1 – 45 hostów,
podsieć 2 – 13 hostów,
podsieć 3 – 4 hosty,
Oblicz adresy kolejnych podsieci, a także adres pierwszego i ostatniego hosta w danej podsieci.
Ćwiczenie 3.
Dany jest adres (rozgłoszeniowy) IP 192.168.5.95. Oblicz, wykorzystując technologię VLSM:
ile hostów może pracować w tak stworzonej podsieci,
adres bazowy, pierwszy adres przypisywany i broadcast dla dwóch podsieci (wykreowanych z podsieci o podanym wyżej adresie rozgłoszeniowym), gdzie będzie pracować odpowiednio 2 i 12 hostów.
Ćwiczenie 4.
Firma X zakupiła od operatora łącze 2Mb w celu podłączenia swoich komputerów do sieci Internet. Posiada ona w kilku budynkach kilka oddziałów, które powinny pracować w odrębnych podsieciach. Obecnie w firmie są 4 oddziały, tj. 5 stanowisk komputerowych jest w pierwszym oddziale, 11 w drugim, 13 w trzecim i 14 w oddziale czwartym. Wszystkie komputery muszą posiadać adresy oficjalne. Operator internetowy może udostępnić praktycznie dowolną pulę adresów, ale każdy zarezerwowany adres IP będzie kosztował firmę dodatkowe pieniądze.
Zaproponuj optymalną adresację, jaka powinna obowiązywać w firmie uwzględniając technologie VLSM.
Oblicz adresy sieci i podsieci wraz z maskami.
Oblicz adresy pierwszego i ostatniego hosta w kolejnych podsieciach.
Ćwiczenie 5.
Uzupełnij brakujące adresy, wykorzystując FLSM i VLSM.
Przygotowanie się do ćwiczeń:
Znajomość matematyki binarnej i konwersji wartości binarnych na dziesiętne jest niezbędna do zrozumienia przestrzeni adresowej IP. Do ćwiczeń proszę przypomnieć sobie informacje z poprzedniego labolatorium, jak również z drugiego wykładu „Sieci komputerowych” odnośnie notacji kropkowo-dziesiętnej, kropkowo-dwójkowej i klas A, B i C.
–
Wyszukiwarka