Файл: Методические материалы к практическим занятиям по дисциплине Вычислительные системы, сети и телекоммуникацииСанктПетербург 2013 Оглавление.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.02.2024
Просмотров: 15
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
меньше, чем 64. Если размер сети будет 32 или еще меньше, то IP-адрес
192.168.1.35 просто не попадет в диапазон адресов сети.
Вычисление широковещательного адреса
Широковещательный адрес сети является последним из диапазона IP- адресов, определяемых размером сети. Идущий за ним адрес может являться номером следующей сети. Таким образом,
Широковещательный адрес = Номер сети + Размер сети – 1 или
Широковещательный адрес = Номер следующей сети – 1
Например, для сети 192.168.1.0 /24:
Широковещательный адрес = 192.168.1.0 + 256 – 1 = 192.168.1.255
Определение диапазона IP-адресов, которые можно назначить узлам
Это диапазон адресов между номером сети и широковещательным
адресом сети.
Например, в сети 192.168.1.0 /24 узлам можно назначать IP-адреса из диапазона: 192.168.1.1 – 192.168.1.254 (254 адреса).
Содержание занятия
Задача 1.
Узлу назначен IP-адрес 192.168.10.100 с маской подсети 255.255.255.0.
Найти:
1) Размер сети
2) Допустимое количество узлов в сети
3) Номер сети
4) Широковещательный адрес
5) Диапазон IP-адресов, которые можно назначать узлам
22
192.168.1.35 просто не попадет в диапазон адресов сети.
Вычисление широковещательного адреса
Широковещательный адрес сети является последним из диапазона IP- адресов, определяемых размером сети. Идущий за ним адрес может являться номером следующей сети. Таким образом,
Широковещательный адрес = Номер сети + Размер сети – 1 или
Широковещательный адрес = Номер следующей сети – 1
Например, для сети 192.168.1.0 /24:
Широковещательный адрес = 192.168.1.0 + 256 – 1 = 192.168.1.255
Определение диапазона IP-адресов, которые можно назначить узлам
Это диапазон адресов между номером сети и широковещательным
адресом сети.
Например, в сети 192.168.1.0 /24 узлам можно назначать IP-адреса из диапазона: 192.168.1.1 – 192.168.1.254 (254 адреса).
Содержание занятия
Задача 1.
Узлу назначен IP-адрес 192.168.10.100 с маской подсети 255.255.255.0.
Найти:
1) Размер сети
2) Допустимое количество узлов в сети
3) Номер сети
4) Широковещательный адрес
5) Диапазон IP-адресов, которые можно назначать узлам
22
Решение:
Решение подобных задач всегда начинается с определения размера сети.
1) Размер сети = 256 (таблица 1).
2) Допустимое количество узлов сети = размер сети – 2 = 254.
3) Номер сети = 192.168.10.0 (делится на 256 без остатка и является ближай- шим меньшим к адресу узла).
4) Широковещательный адрес = Номер сети + Размер сети – 1 =
= 192.168.10.0 + 256 – 1 = 192.168.10.255 5) Диапазон IP-адресов, которые можно назначать узлам находится между номером сети и широковещательным адресом: 192.168.10.1 – 192.168.10.254.
Задача 2.
Узлу назначен IP-адрес 10.25.25.83, маска подсети 255.255.255.224.
Найти:
1) Размер сети
2) Допустимое количество узлов в сети
3) Номер сети
4) Широковещательный адрес
5) Диапазон IP-адресов, которые можно назначать узлам
Решение:
1) Определяем размер сети.
Размер сети = 32 (таблица 1).
2) Допустимое количество узлов сети = размер сети – 2 = 30.
3) Номер сети = 10.25.25.64 (делится на 32 без остатка и является ближайшим меньшим к заданному адресу узла).
4) Широковещательный адрес = Номер сети + Размер сети – 1 =
= 10.25.25.64 + 32 – 1 = 10.25.25.95 5) Диапазон IP-адресов, которые можно назначать узлам находится между номером сети и широковещательным адресом: 10.25.25.65– 10.25.25.94.
23
Задача 3.
Узлам назначены IP-адреса 172.30.30.30 и 172.30.30.50. Маски подсети оди- наковые – 255.255.255.240.
Определить:
Принадлежат ли узлы одной сети
Решение:
1) Находим размер сети.
Размер сети = 16 (таблица 1).
2) Определяем номер сети, которой принадлежит IP-адрес 172.30.30.30.
Номер сети = 172.30.30.16 (делится на 16 без остатка и является ближайшим меньшим к заданному IP-адресу).
Кстати, адрес 172.30.30.30 является последним, годным для на- значения какому-либо узлу. Следующий адрес 172.30.30.31 явля- ется широковещательным для этой сети, поскольку,
Широковещательный адрес = Номер сети + Размер сети – 1 =
= 172.30.30.16 + 16 – 1 = 172.30.30.31.
Очевидно, что 2-й узел с IP-адрес 172.30.30.50 не может принадлежать сети
172.30.30.16.
3) Найдем сеть, в которую в которую входит 2-й узел.
Номер сети = 172.30.30.48 (делится на 16 без остатка и является ближайшим меньшим к заданному IP-адресу).
Узлам этой сети можно назначить IP-адреса из диапазона
172.30.30.49 – 172.30.30.62 (всего 16 – 2 = 14 адресов), а широ- ковещательным является адрес 172.30.30.63.
Таким образом, узлы с заданными IP-адресами принадлежат разным сетям, и для обеспечения сетевого взаимодействия между ними необходимо решать задачу маршрутизации.
24
Задача 4.
Помощнику сетевого администратора корпоративной сети поставлена задача: разделить сеть нового филиала компании на подсети в соответствии заданной схемой. На филиал выделяется адресное пространство 192.168.20.0 /24. Так- же необходимо обеспечить небольшой запас IP-адресов в сетях каждого под- разделения.
Решение:
Порядок расчетов:
− для каждого подразделения подбирается подходящий размер сети;
− определяется номер сети;
− определяется диапазон IP-адресов, выделяемых каждому подразделению.
А
Б
В
Г
Д
M1
M2
Подразделение
Количество узлов
А
10
Б
3
В
40
Г
15
Д
8
Схема компьютерной сети филиала компании
25
Сеть «А»
1) Подберем размер сети «А».
В сети планируется разместить 10 узлов. Ближайший минимальный размер сети – 16. С учетом того, что возможное количество узлов всегда на 2 мень- ше размера сети (16 – 2 = 14), в запасе остается 4 адреса.
2) Подберем номер сети «А».
Для сети размером 16 из заданного пула адресов (192.168.20.0 –
192.168.20.255) подходят следующие номера:
192.168.20.0, 192.168.20.16, 192.168.20.32, 192.168.20.48, …, 192.168.20.240.
Присвоим сети «А» номер 192.168.20.0.
Таким образом, часть пула адресов (192.168.20.0 – 192.168.20.15) будет принадлежать сети «А».
Сеть «Б»
1) Подберем размер сети «Б».
В сети планируется разместить всего 3 узла. Ближайший минимальный раз- мер сети – 8 . С учетом того, что возможное количество узлов всегда на 2 меньше размера сети (8 – 2 = 6), в запасе остается 3 адреса.
2) Подберем номер сети «Б».
Для сети размером 8 из заданного пула адресов (192.168.20.0 –
192.168.20.255) подходят следующие номера:
192.168.20.0, 192.168.20.8, 192.168.20.16, 192.168.20.24, …, 192.168.20.248.
Поскольку первые два уже используются сетью «А», назначим сети «Б» но- мер 192.168.20.16.
Таким образом, часть пула адресов (192.168.20.16 – 192.168.20.23) бу- дет принадлежать сети «Б».
Сеть «В»
1) Подберем размер сети «В».
В сети планируется разместить 40 узлов. Ближайший минимальный размер сети – 64 . С учетом того, что возможное количество узлов всегда на 2 мень- ше размера сети (64 – 2 = 62), в запасе остается 22 адреса.
26
2) Подберем номер сети «В».
Для сети размером 64 из заданного пула адресов (192.168.20.0 –
192.168.20.255) подходят следующие номера:
192.168.20.0, 192.168.20.64, 192.168.20.128, и 192.168.20.192.
Поскольку 192.168.20.0 является номером сети «А», а диапазон адресов по- сле 192.168.20.64 еще свободен, назначим сети «В» номер 192.168.20.64.
Таким образом, часть пула адресов (192.168.20.64 – 192.168.20.127) бу- дет принадлежать сети «В».
В результате решения задачи в такой последовательности имеемый диапазон адресов распределяется между сетями подразделений неравномер- но. Образуются промежутки свободных адресов, например, диапазон
192.168.20.24 – 192.168.20.63 пропущен. Его, вероятно, удастся использовать для оставшихся сетей малого размера.
Если делить заданный пул адресов от больших сетей к меньшим, про- межутков не возникнет.
Пример «красивого» решения задачи:
Подразделение
Количество узлов
Размер сети
Сеть
Запас
В
40 64 192.168.20.0 /26 64 – 2 – 40 = 22
Г
15 32 192.168.20.64 /27 32 – 2 – 15 = 15
А
10 16 192.168.20.96 /28 16 – 2 – 10 = 4
Д
8 16 192.168.20.112 /28 16 – 2 – 8 = 6
Б
3 8
192.168.20.128 /29 8 – 2 – 3 = 3
Задача 5 (для самостоятельного решения).
Найти размер сети, допустимое количество узлов в сети, номер сети, широ- ковещательный адрес и диапазон IP-адресов, которые можно назначать узлам сети, если: a) узлу назначен IP-адрес 10.155.34.75, маска подсети 255.255.255.248; b) узлу назначен IP-адрес 192.168.168.168 /25;
27
c) узлу назначен IP-адрес 172.16.100.100, маска подсети 255.255.255.240; d) узлу назначен IP-адрес 10.20.30.40 /27;
Вопросы для проверки
1) Для чего нужна маска подсети?
2) Как связаны маска подсети и префикс?
3) Какие IP-адреса нельзя назначать узлам сети и почему?
4) Можно ли номер сети назначить произвольно?
5) Какие диапазоны IP-адресов специально предназначены для локальных сетей?
28
Вопросы для проверки
1) Для чего нужна маска подсети?
2) Как связаны маска подсети и префикс?
3) Какие IP-адреса нельзя назначать узлам сети и почему?
4) Можно ли номер сети назначить произвольно?
5) Какие диапазоны IP-адресов специально предназначены для локальных сетей?
28
Практическое занятие № 4
Составление таблицы маршрутизации
Цель занятия: Систематизировать, закрепить и углубить теоретические зна- ния. Научить правилам решения задач объединения сетей, определению маршрутов продвижения сетевых пакетов и составлению таблиц маршрути- зации.
Теоретические основы
Компьютерная сеть нового филиала компании, рассмотренная в ПЗ №3, состоит из пяти подсетей (сетей подразделений), которые объединены с по- мощью маршрутизаторов М1 и М2. Маршрутизатор М1 непосредственно подключен к сетям «А», «Б» и «Д», а М2 – к сетям «В», «Г» и «Д».
Заданный пул IP-адресов (192.168.20.0 /24) был разделен между сетями подразделений в соответствии с таблицей:
А
Б
В
Г
Д
M1
M2
Подразделение
Количество узлов
А
10
Б
3
В
40
Г
15
Д
8
Схема компьютерной сети филиала компании
29
Подразделение
Количество
Узлов
Размер сети
Сеть
В 40 64 192.168.20.0
/26
Г 15 32 192.168.20.64
/27
А 10 16 192.168.20.96
/28
Д 8 16 192.168.20.112
/28
Б 3 8
192.168.20.128
/29
Чтобы пакеты могли продвигаться из одной сети в другую, в настрой- ках протокола TCP/IP необходимо указывать адрес основного шлюза. IP- адреса шлюзов (маршрутизаторов) назначаются администратором сети. При- чем, каждому интерфейсу маршрутизатора назначается IP-адрес из той сети, к которой подключен этот интерфейс. Эти адреса вводятся в настройки мар- шрутизатора при его конфигурировании.
Предположим, что интерфейсу маршрутизатора М2, которым он под- ключен к сети «В», назначен IP-адрес 192.168.20.1. Тогда в настройках всех компьютеров сети «В» в поле «Основной шлюз» надо указать 192.168.20.1.
30
Допустим, сетевой администратор решил назначать интерфейсам мар- шрутизаторов первые IP-адреса сетей, к которым они подключены:
Маршрутизатор Интерфейс
Сеть
IP-адрес интерфейса
А 192.168.20.96
/28 192.168.20.97
Б 192.168.20.128
/29 192.168.20.1
M1
Д 192.168.20.112
/28 192.168.20.113
В 192.168.20.0
/26 192.168.20.1
Г 192.168.20.64
/27 192.168.20.65
M2
Д 192.168.20.112
/28 192.168.20.114
Поскольку к сети «Д» подключены оба маршрутизатора, то их интерфейсам назначены первый и второй IP-адреса из этой сети.
Когда узел отправляет пакет в другую сеть, его принимает маршрути- затор и продвигает на другой порт в соответствии с таблицей маршрутиза- ции, которая имеет следующие поля:
Номер сети
(в которую идем)
Маска подсети
(в которую идем)
Адрес следующего маршрутизатора
(который ведет в сеть назначения)
Адрес выходного порта нашего маршрутизатора
Расстояние
«Расстояние» означает количество маршрутизаторов до сети назначения
Если сеть назначения подключена к маршрутизатору непосредственно, маршрут сформируется автоматически, а если нет, то маршрут надо добавить в таблицу маршрутизации.
Таким образом, маршрутизатору М1 нужно «объяснить», как попасть в сети «В» и «Г», а маршрутизатору М2 – как попасть в сети «А» и «Б».
Заполним таблицы маршрутизации.
31
Таблица маршрутизации маршрутизатора М1
Номер сети
(в которую идем)
Маска подсети
(в которую идем)
Адрес следующего маршрутизатора
(который ведет в сеть назначения)
Адрес выходного порта нашего маршрутизатора
Расст.
192.168.20.0 255.255.255.192 192.168.20.114 192.168.20.113 1 192.168.20.64 255.255.255.224 192.168.20.114 192.168.20.113
Таблица маршрутизации маршрутизатора М2
Номер сети
(в которую идем)
Маска подсети
(в которую идем)
Адрес следующего маршрутизатора
(который ведет в сеть назначения)
Адрес выходного порта нашего маршрутизатора
Расст.
192.168.20.96 255.255.255.240 192.168.20.113 192.168.20.114 1 192.168.20.128 255.255.255.248 192.168.20.113 192.168.20.114 1
Содержание занятия
Помощнику сетевого администратора корпоративной сети поставлены сле- дующие задачи:
1) Разделить сеть нового филиала компании на подсети в соответствии заданной схемой. На филиал выделяется адресное пространство
10.0.0.0 /24. Необходимо обеспечить небольшой запас IP-адресов в се- тях каждого подразделения.
2) Назначить интерфейсам маршрутизаторов IP-адреса.
3) Дополнить таблицы маршрутизации маршрутами в удаленные сети.
4) Маршрутом по умолчанию (самым неспецифическим) является мар- шрут во внешнюю сеть, т.е. в Internet (это маршрут в сеть 0.0.0.0 с мас- кой 0.0.0.0)
5) Заполнить бланк «Задание к ПЗ №4»
32
Задание к ПЗ №4
IP-адреса интерфейсов маршрутизаторов
Маршрутизатор Интерфейс
IP-адрес
A
B
M1
E
C
D
M2
E
E
M3
F
F
M4
Internet
M1
M2
M3
M4
E
A
B
Internet
C
D
F
33
Адресное пространство 10.0.0.0/24
Сеть A – 92 узла
Префикс /
Размер сети
Номер сети:
Маска:
Количество узлов
Сеть B – 10 узлов
Префикс /
Размер сети
Номер сети:
Маска:
Количество узлов
Сеть C – 8 узлов
Префикс /
Размер сети
Номер сети:
Маска:
Количество узлов
Сеть D – 20 узлов
Префикс /
Размер сети
Номер сети:
Маска:
Количество узлов
Сеть E – 24 узла
Префикс /
Размер сети
Номер сети:
Маска:
Количество узлов
Сеть F – 11 узлов
Префикс /
Размер сети
Номер сети:
Маска:
Количество узлов
Таблица маршрутизации маршрутизатора M1
Номер сети
(в которую идем)
Маска подсети
(в которую идем)
Адрес следующего маршрутизатора
(который ведет в сеть назначения)
Адрес выходного порта нашего маршрутизатора
Расст.
Таблица маршрутизации маршрутизатора M2
Номер сети
(в которую идем)
Маска подсети
(в которую идем)
Адрес следующего маршрутизатора
(который ведет в сеть назначения)
Адрес выходного порта нашего маршрутизатора
Расст.
34
Таблица маршрутизации маршрутизатора M3
Номер сети
(в которую идем)
Маска подсети
(в которую идем)
Адрес следующего маршрутизатора
(который ведет в сеть назначения)
Адрес выходного порта нашего маршрутизатора
Расст.
Вопросы для проверки
1) Для чего предназначена таблица маршрутизации?
2) Что такое «Расстояние»? В каких единицах оно измеряется?
3) Что такое специфический маршрут? А неспецифический?
4) Как узнать адрес основного шлюза, используя командную строку?
5) Как проверить доступность маршрутизатора?
35
Практическое занятие № 5
Подключение компьютера к локальной сети
Цель занятия: Систематизировать, закрепить и углубить теоретические зна- ния по технологиям локальных сетей. Научить правилам объединения ком- пьютеров в сеть, организации и порядку подключения и конфигурирования узлов сети.
Теоретические основы
Учебная локальная сеть строится на основе технологии IEEE 802.3u
(Fast Ethernet). Топология – звезда, в качестве центрального устройства ис- пользуется коммутатор. Для обеспечения доступа во внешнюю сеть к одному из портов коммутатора подключается маршрутизатор.
Маршрутизатор
Коммутатор
Принтер
36
