оис лр 3
.docxФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Петербургский государственный университет путей сообщения
Императора Александра I»
(ФГБОУ ВО ПГУПС)
Факультет «Автоматизация и интеллектуальные технологии»
Кафедра «Электрическая связь»
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №3
по дисциплине
«Открытые информационные системы и сети»
ТЕМА РАБОТЫ
«Изучение принципов адресации и организации подсетей в локальных вычислительных сетях с использованием протокола IP»
Выполнил:
Обучающийся группы: |
________________ Дата, подпись |
И.О. Фамилия |
|
|
|
Исправить замечания:___________________ ______________________________________ ______________________________________ ______________________________________ ______________________________________ ______________________________________ ______________________________________ ______________________________________ |
________________ Дата, подпись |
доц. О.Г. Евдокимова Должность, И.О. Фамилия |
Защита: ________________ Зачтено/не зачтено
|
________________ Дата, подпись |
доц. О.Г. Евдокимова Должность, И.О. Фамилия |
Санкт-Петербург
2025
Оценочный лист
№ п/п |
Материалы необходимые для оценки знаний, умений и навыков |
Показатель оценивания |
Критерии оценивания |
Шкала оценивания |
|
1 |
Лабораторная работа № 3 |
Наличие заготовки |
Присутствует |
1 |
|
Отсутствует |
0 |
||||
Правильность ответа на вопрос |
Получены правильные ответы на вопросы |
3 |
|||
Частично правильные ответы |
1 |
||||
Неправильные ответы |
0 |
||||
Срок выполнения работы |
Выполнение в срок |
1 |
|||
Выполнение с опозданием на 1 неделю и более |
0 |
||||
Точность выводов |
Конкретный характер |
3 |
|||
Формальный характер |
0 |
||||
ИТОГО максимальное количество баллов |
8 |
||||
Цель работы: ознакомление с принципами адресации на сетевом уровне в современных сетях передачи данных, использующих стек протоколов TCP/IP.
Вариант: 1.
Краткая теория
Основной задачей сетевого уровня является прокладка маршрутов сквозь сеть по заданному адресу (коммутация) и контроль перегрузок в сети (маршрутизация).
Стек протоколов TCP/IP определяет только один возможный протокол на уровне межсетевого взаимодействия – IP. Данный протокол в настоящее время существует в двух версиях – широко распространенной, но имеющей ограничения версии IPv4 (рис. 1) и постепенно внедряемой новой версии IPv6 (рис. 2).
Рисунок 1 – Формат заголовка IPv4
Рисунок 2 – Формат заголовка IPv6
Формат адреса IPv4 приведен на рис. 3. Адрес может быть записан в двоичном виде, однако чаще всего представляется для прочтения человеком в виде четырех десятичных чисел от 0 до 255, разделенных точками, каждое из которых соответствует 8 битам адреса.
Рисунок 3 – Формат адреса IPv4
Каждый IP-адрес состоит из адреса подсети, к которой принадлежит узел, и номера узла в этой подсети.
Разбиение IP-адреса осуществляется с помощью маски подсети – 32-битной двоичной маски, содержащей «1» на местах бит, относящихся к адресу подсети, и «0» на местах бит, относящихся к номеру узла. Таким образом, побитовая операция «И» над IP-адресом и маской даст адрес подсети, а побитовая операция «И» над адресом и инвертированной маской даст номер узла. Маска может записываться в виде четырех десятичных чисел аналогично IP-адресу, либо в виде одного десятичного числа, показывающего количество единиц в маске, которому предшествует знак «/».
Рисунок 4 – Классы IP-сетей
Какие из приведенных IP-адресов узлов являются некорректными?
156.97.124.194/24
62.59.16.27/24
34.262.136.253/24
24.15.180.128/28
47.115.175.0/24
122.72.21.15.7/28
Ответ: некорректными являются адреса: 34.262.136.253/24 (262 > 255), 122.72.21.15.7/28 (октетов не может быть > 4 исходя из формата адреса IPv4).
Необходимо создать подсеть из 500 узлов с адресацией IPv4. Какая маска подсети для этого требуется?
Количество доступных узлов = 2n – 2
Тогда:
Количество узлов = 29 – 2 = 510 (достаточно для 500 узлов)
Общее количество бит в IPv4-адресе: 32
Биты для сети: 32 – 9 = 23
Тогда префикс маски: /23. В десятичном виде:
11111111.11111111.11111110.00000000
Тогда первые два октета: 255.255.
Третий октет будет равен:
11111110 = 128 + 64 + 32 + 16 + 8 + 4 + 2 + 0 = 254 + 128 + 64 + 32 + 16 + 8 + 4 + 2 + 0 = 254
Четвертый октет: 0
Итоговая маска: 255.255.254.0
Ответ: требуемая маска подсети /23 (или 255.255.254.0).
Маршрутизатор имеет следующую таблицу маршрутизации:
Порт 1: 1.14.0.0/15, 1.1.0.0/16
Порт 2: 1.12.0.0/15
Порт 3: 1.2.0.0/12
Порт 4: 1.0.0.0/12, 1.3.0.0/12
В какой порт будет отправлен пакет с адресом получателя 1.8.16.32?
При маске /15:
Получаем: 1.8.0.0, что ≠ 1.14.0.0 (порт 1), 1.12.0.0 (порт 2).
При маске /16:
Получаем: 1.8.0.0, что ≠ 1.1.0.0.
При маске /12:
Получаем: 1.0.0.0, что ≠ 1.2.0.0 (порт 3), 1.3.0.0/12 (порт 4), но = 1.0.0.0/12 (порт 4).
Ответ: пакет с адресом получателя 1.8.16.32 будет отправлен в порт 4.
Определите IP-адрес подсети и номер узла в подсети по полному IP-адресу узла с маской:
30.1.77.5/16
Маска подсети: 255.255.0.0
IP-адрес подсети:
Получаем: 30.1.0.0
Номер узла: 77.5
10.254.254.254/24
Маска подсети: 255.255.255.0
IP-адрес подсети:
Получаем: 10.254.254.0
Номер узла: 254
67.65.1.1/28
Маска подсети: 255.255.255.240
IP-адрес подсети:
Получаем: 67.65.1.0
Номер узла: 1
Подсеть имеет адрес 25.100.24.0 и маску 255.255.255.128. Отметьте в списке IP-адреса, относящиеся к данной подсети:
25.100.25.1
24.100.24.89
24.100.24.110
25.100.24.1
0.100.0.1
Узел имеет IP-адрес 192.168.0.10/26. На какие из перечисленных адресов пакеты от этого узла будут пересылаться через шлюз?
Если адрес назначения в той же подсети – шлюз не нужен (прямая доставка). Если в другой – через шлюз.
192.168.1.1
192.168.0.1
67.0.0.5
192.168.0.190
192.168.0.55
Маска: 255.255.255.192. В двоичном виде: 11111111.11111111.11111111.11000000
Диапазон подсети 192.168.0.0/26:
Адрес сети: 192.168.0.0
Широковещательный: 192.168.0.63 (т.к. 00000000 + 00111111 = 63)
Допустимые адреса узлов: 192.168.0.1 – 192.168.0.62
Для 192.168.0.190 последний октет 190 в двоичном виде: 10111110. Применим маску 11000000:
Получаем 128 → 192.168.0.190 это другая подсеть, следовательно, пакеты будут посылаться через шлюз.
Вывод
В ходе выполнения лабораторной работы были изучены принципы адресации и разбиения сетей в протоколе IPv4, а также способы определения принадлежности узлов к подсетям. Были рассмотрены структура IP-адреса и маски подсети, выполнены проверки корректности IP-адресов, определены подходящие маски для подсетей с заданным числом узлов. Также была проанализирована таблица маршрутизации и определён порт, через который маршрутизатор передаст пакет при различных вариантах масок. Дополнительно были рассчитаны адреса подсетей и номера узлов для заданных IP-адресов, а также выявлено, какие адреса находятся в одной подсети и в каких случаях узлу требуется использование шлюза.
Полученные результаты подтвердили понимание механизмов адресации на сетевом уровне, методы вычисления сетевых префиксов, определение диапазонов подсетей и принципы маршрутизации. Работа позволила закрепить навыки практического применения масок подсетей и анализа IP-адресов в сетях на основе стека TCP/IP.