Лабораторна робота № 2 Розділення мереж на підмережі

Мета: Навчитись логічній та фізичній структуризації мережі.

Теоретичні відомості:

Поширення трафіку, призначеного для комп'ютерів деякого сегмента мережі, тільки в межах цього сегмента, називається локалізацією трафіку. Логічна структуризація мережі - це процес розбиття мережі на сегменти з локалізованим трафіком, за допомогою комунікаційних пристроїв: мостів, комутаторів, маршрутизаторів і шлюзів.

Міст (bridge) ділить розподілене середовище передачі мережі на частини (логічні сегменти), передаючи інформацію між сегментами лише в випадку, якщо адреса комп'ютера призначення належить інший підмережі. Тим самим міст ізолює трафік однієї підмережі від трафіку іншої, підвищуючи загальну продуктивність передачі даних в мережі та зменшуючи можливість несанкціонованого доступу до даних, оскільки кадри не вийдуть за межі свого сегмента і їх складніше перехопити зловмиснику.

Комутатор (switch, switching hub) за принципом обробки кадрів не відрізняється від моста. Основна відмінність від моста полягає в тому, що він є свого роду комунікаційним мультипроцесором, бо кожний його порт оснащений спеціалізованим процесором, який обробляє кадри за алгоритмом моста незалежно від процесорів інших портів. За рахунок цього загальна продуктивність комутатора звичайно набагато вище за продуктивність традиційного моста. Комутатори - це мости нового покоління, які обробляють кадри в паралельному режимі.

Обмеження, пов'язані із застосуванням мостів і комутаторів - по топології зв'язків і ряд інших, - привели до появи серед комунікаційних пристроїв ще один тип обладнання - маршрутизатор (router). Вони більш надійно і ефективно, ніж мости, ізолюють трафік окремих частин мережі один від одного, бо утворюють логічні сегменти за допомогою явної адресації (складені числові адреси). У цих адресах є поле номера мережі, так що всі комп'ютери, у яких значення цього поля однакове, належать до одного сегмента (підмережі (subnet). Крім локалізації трафіку маршрутизатори виконують ще багато інших корисних функцій. Так, маршрутизатори можуть працювати в мережі із замкненими контурами, при цьому вони здійснюють вибір найбільш раціонального маршруту з кількох можливих. Іншою важливою функцією маршрутизаторів є їх здатність зв'язувати в єдину мережу підмережі, побудовані з використанням різних мережевих технологій, наприклад Ethernet і Х. 25.

Основною причиною використання шлюзу(gateway), є необхідність об'єднати мережі з різними типами системного і прикладного програмного забезпечення, а не бажання локалізувати трафік. Проте шлюз забезпечує локалізацію трафіку як побічний ефект.

Одним з методів більш ефективного розподілу IP-адрес є організація підмереж.

IP-адреса (рис. 2.1) містить адреси мережі, підмережі і хосту, до того ж адреса підмережі формується за рахунок адресного простору хосту.

Рис. 2.1. Структура IP-адреси

Поле адреси підмережі, що містить п розрядів, дає можливість ідентифікувати 2ⁿ підмереж. Отже, можна оптимально розподілити простір мереж усередині мережі. Розподіл адрес серед підмереж здійснюється за допомогою маски підмережі, що являє собою 32-розрядний двійковий код, в якому одиниці визначають частину IP-адреси мережі. Отже, IP-адреса класу А має маску підмережі 255.0.0.0, а адреси класів В і С — відповідно маски 255.255.0.0 і 255.255.255.0. 255 у двійковій системі дорівнює 11111111.

Принцип використання підмереж такий. Вважатимемо, що пакет, спрямований за IP-адресою 195.45.21.37, надходить у маршрутизатор, який за першими двома бітами у першому байті визначає, що IP-адреса належить до класу С. Це означає, що перші 24 біти 32-бітової адреси визначають номер мережі. Проте маршрутизатор містить маску підмережі 255.255.255.128, яка вказує, що додаткова частина адреси мережі розміщується у позиції біта 25. А отже, даний біт IP-адреси визначає, в яку підмережу спрямовувати пакет. Так число 37 у двійковій системі числення має вигляд 00100101. Перший біт цього числа (він же біт 25 IP-адреси) дорівнює нулю, а отже номер мережі, якій адресовано пакет, дорівнює нулю; тому маршрутизатор направляє пакет вузлу 37 підмережі 0.

Хід роботи (всі виконані дії та отримані результати викласти в звіті):

1. Поняття підмережі. Принципи розділення мережі. Поняття маршрутизатора та моста.

2. Перевірка працездатності двох сегментів мережі.

3. Проаналізувати отриману інформацію.

Рекомендована література (джерело [6, с.239-260],[7, с.718-823],[5, с.80-125], [3, с.25-36], [4, с.135-160])

Звіт про лабораторну роботу

Він повинен мати титульний лист встановленого зразка з вказівкою номера і теми роботи, шифру групи, а також прізвища і ініціалів виконавця.

У звіті повинні бути відображені: назва і мета роботи, опис використаних в роботі устаткування і загальносистемного програмного забезпечення. Необхідно дати формулювання поставлених завдань, детально описати порядок виконання роботи і отримані результати.

Контрольні питання

1. Принцип розподілу на підмережі.

2. Що таке комутатор?

3. Що таке маршрутизатор?

4. Що таке шлюз?

5. Що таке міст?

6. Чим відрізняється комутатор від моста?

7. Чим відрізняється маршрутизатор від моста?