Практическое занятие № 12

Наименование: IP –адресация с масками

1. Цель: Научиться делить сеть на подсети с использованием маски

2. Подготовка к занятию: по предложенной литературе повторить тему «Адресация в сетях TCP/IP» и ответить на следующие вопросы:

2.1 Какие маски имеют стандартные классы сети?

2.2 Какие формы записи маски существуют?

2.3 На чем основана технология CIDR?

3. Литература:

3.1 Бикбова Л.Р. Инфокоммуникационные системы и сети, конспект лекций, 2012

3.2 Шомас Е.А. Учебно – методическое пособие Современные сетевые технологии», Гриф УМЦ СПО, 2011

3.3 Сети и системы передачи информации на базе коммутаторов и маршрутизаторов Cisco: Учебное пособие/ Н.Н. Васин, Самара: ПГАТИ, 2008

3.4 Олифер В.Г., Олифер Н.А. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы: учебник для вузов. 3-е изд. _ СПб.: Питер, 2009 с.: ил.

4. Перечень оборудования и программного обеспечения:

4.1 ПЭВМ, подключенные к сети Интернет

5. Задание:

5.1 По IP – адресу и маске определить, что относится к номеру сети, а что к номеру узла

Варианта I

7. 255. 192.0.0

196.45.136.18 255.255.224.0

201.156. 129.16 255.255.240.0

Варианта II

136.63. 135. 9 255.255.128.0

191.154.130.231 255.255.192.0

12. 26. 38. 7 255. 224. 0.0

5.2 Компания получила возможность создать локальную сеть класса С с IP адресом 197.15.22.0. Компании требуется, чтобы данная сеть была разделена на 4 подсети, соединенных маршрутизаторами, в каждой из которых было как минимум 25 компьютеров. Ответьте на следующие вопросы и заполните таблицу.

Сколько бит необходимо позаимствовать для создания 4 подсетей_________________________

Какое максимальное число подсетей может быть получено в этом случае___________________

Какое количество из подсетей может быть использовано_________________________________

Какова будет маска подсети в этом случае_____________________________________________

Сколько бит осталось для обозначения узла____________________________________________

Максимальное число узлов в каждой подсети___________________________________________

Какие номера сетей нельзя использовать и почему______________________________________

Таблица 1

№ подсети	IP адрес подсети	Диапазон IP адресов в подсети	Адрес широковещания

5.2 Необходимо создать локальную сеть класса С 192.168.77.0 на максимальное количество подсетей, с минимальным требованием 6 узлов в каждой подсети. Определите, как будут назначаться адреса. Заполните таблицу:

Таблица 2

№ подсети	Адрес подсети	Адреса узлов	Broadcast

6. Порядок выполнения работы:

6.1 По предложенной литературе изучить необходимый материал и ответить на вопросы для допуска к практическому занятию;

6.2 Выполнить задание практического занятия:

6.3 Дать ответы на контрольные вопросы;

7. Содержание отчета:

7.1 Наименование и цель работы

7.2 Выполненное задание

7.3 Ответы на контрольные вопросы

7.4 Вывод о проделанной работе

8. Контрольные вопросы:

8.1 Для чего используются маски в IP адресации?

8.2 Для чего используется протокол ARP?

8.3 Пусть IP- адрес некоторого узла подсети равен 198.65.12.67, а значение маски для этой подсети – 255.255.255.240. Определите номер подсети. Какое максимальное число узлов может быть в этой подсети?

8.4 Чем отличаются частные адреса от общедоступных? Приведите диапазоны частных адресов для каждого класса сети.

ПРИЛОЖЕНИЕ:

С целью сокращения количества адресов, которыми оперирует маршрутизатор, в его таблице маршрутизации задаются адреса сетей, а не узлов. В то же время, в адресной части пакета задаются адреса узлов. Поэтому маршритизатор, получив пакет, должен из адреса назначения извлечь адрес сети. Эту операцию маршрутизатор реализует путем логического умножения сетевого адреса на маску. Число разрядов маски равно числу разрядов IP– адреса. Непрерывная последовательность единиц в старших разрядах маски задает число разрядов адреса, относящихся к номеру сети. Младшие разряды маски, равные нулю, соответствуют адресу узла в сети. Например, при умножении IP – адреса 192.100.12.67 на стандартную маску класса С, равную 255.255.255.0, получается следующий результат:

11000000.01100100.00001100.01000011

11111111.11111111.11111111.00000000

11000000.01100100.00001100.00000000 = 192.100.12.0

Т.е. получен номер сети 192.100.12.0. Аналогичная запись предыдущего адреса с соответствующей маской класса С может также иметь следующий вид: 192.100.12.67/24, означающий, что маска содержит единицы в 24 старших разрядах. Маска класса В имеет 16 единиц в старших разрядах и 16 нулей в младших. Поэтому, если адрес узла будет равен 172.16.37.103/16, то адрес сети будет равен 172.16.0.0. Маска адреса класса А имеет 8 единиц в старших разрядах и 24 нуля в младших, например, адресу узла 10.116.37.103./8 соответствует адрес сети 10.0.0.0.

Разбиение адресов на классы жестко задает количество узлов в сети. Этому способствуют протоколы маршрутизации типа Classful, которые требуют, чтобы использовалась единая (стандартная) маска сети. Например, в сети с адресом 192.168.187.0 может использоваться только маска 255.255.255.0, а в сети 172.16.32.0 используется только маска 255.255.0.0. Однако в ряде случаев для более удобного управления и защиты сетей от несанкционированного доступа администратор сети может самостоятельно формировать подсети внутри выделенного ему адресного пространства.

Например, администратору выделен адрес сети 198.11.163.0 класса С, а ему необходимо создать 10 компьютерных подсетей (в десяти аудиториях) по 14 узлов. Для адресации 10 подсетей потребуется 4 разряда адреса, для адресации 14 узлов также необходимо 4 разряда адреса (2^4 -2=14). Таким образом, маска должна иметь единицы в 28 старших двоичных разрядах и 4 нуля в младших – 11111111.11111111.11111111.1111.0000, т.е. маска будет 255.255.255.240. В этом случае максимально может быть задано 16 подсетей по 14 узлов в каждой.

Таблица 3- Адреса узлов и подсетей

№ подсети	Адрес подсети	Адрес узлов
1	198.11.163.0	198.11.163.1 - 198.11.163.14
2	198.11.163.16	198.11.163.17 - 198.11.163.30
3	198.11.163.32	198.11.163.33 - 198.11.163.46
…	…	…
10	198.11.163.144	198.11.163.145 - 198.11.163.158
…	…	…
16	198.11.163.240	198.11.163.241 – 198.11.163.254

Следовательно, если задан адрес 198.11.163.83 с маской 255.255.255.240, то после логического умножения адреса на маску будет получен адрес подсети:

11000110.00001011.10100011.01010011

11111111.11111111.11111111.11110000

11000110.00001011.10100011.01010000,

т.е. подсеть 198.11.463.80 сети 198.11.163.0, а номер узла - равен 3 (0011).

С помощью маски 255.255.255.224 можно сформировать 8 подсетей по 30 узлов в каждой, а с помощью маски 255.255.255.248 можно задать 32 подсети по 6 узлов в каждой. Использование масок переменной длины (VLSM) позволяет создать эффективные и масштабируемые схемы адреса.

Частные и общедоступные адреса

Адреса всех пользователей Интернета должны быть уникальными. Первоначально уникальность адресов обеспечивал центр InterNIC, на смену которому пришла организация IANA. IANA управляет IP – адресами, чтобы не произошло дублирования общедоступных адресов, распределяя их между Интернет – провайдерами. Администраторы получают общедоступные адреса от провайдера.

В связи с быстрым ростом Интернета, имеется дефицит общественных адресов. Для решения проблемы нехватки общественных адресов были разработаны новые схемы адресации, такие как бесклассовая междоменная маршрутизация – CIDR и создана новая шестая версия (IPv6) адресация в IP –сетях.

Кроме того, проблему нехватки общественных адресов может в некоторое мере ослабить использование частных адресов. Частные сети, не подключенные к Интернет, могут иметь любые адреса, лишь бы они были уникальны внутри частной сети. Однако для того, чтобы узлы с частными адресами могли по мере необходимости подключаться к Интернет, документ RFC 1918 устанавливает три блока частных адресов классов А, В, С для использования внутри частных сетей.

Таблица 4- Диапазоны частных адресов

Класс	Диапазон адресов
А	10.0.0.0 – 10.255.255.255
В	172.16.0.0 – 172.31.255.255
С	192.168.0.0 – 192.168.255.255

Данные адреса не могут быть использованы непосредственно в сети Интернет, т.к. маршрутизаторы отбрасывают пакеты с частными адресами. Чтобы узлы с частными адресами могли при необходимости подключаться к Интернет, используются специальные трансляторы частных адресов в общественные, например NAT.