Лабораторная работа: расчёт подсетей IPv4 

Задачи

Часть 1. Определение данных сети по IPv4-адресу

•       Определите адрес сети.

•       Определите широковещательный адрес.

•       Определите количество узлов.

Часть 2. Расчёт данных сети по IPv4-адресу

•       Определите количество созданных подсетей.

•       Определите количество узлов для каждой подсети.

•       Определите адрес подсети.

•       Определите диапазон узлов для подсети.

•       Определите широковещательный адрес для подсети.

Исходные данные/сценарий

Умение работать с подсетями IPv4 и определять информацию о сетях и узлах на основе известного IP-адреса и маски подсети необходимо для понимания принципов работы IPv4-сетей. Цель первой части — закрепить знания о том, как рассчитывать IP-адрес сети на основе известного IP-адреса и маски подсети. Зная IP-адрес и маску подсети, вы всегда сможете установить следующие данные подсети:

•       Сетевой адрес

•       Широковещательный адрес

•       Общее количество битов узлов

•       Количество узлов в подсети

Во второй части лабораторной работы вы определите следующие данные для указанного IP-адреса и маски подсети:  

•       Сетевой адрес этой подсети

•       Широковещательный адрес этой подсети

•       Диапазон адресов узлов для этой подсети

•       Количество созданных подсетей

•       Количество узлов для каждой подсети

Необходимые ресурсы

•       1 ПК (Windows 7, Vista или XP с выходом в Интернет)

•       Дополнительно: калькулятор IPv4-адресов

Часть 1: Определение данных сети по IPv4-адресу

В части 1 вам необходимо определить сетевой и широковещательный адреса, а также количество узлов, зная IPv4-адрес и маску подсети.

ОБЗОР. Чтобы определить сетевой адрес, выполните бинарную операцию и для IPv4-адреса, используя указанную маску подсети. В результате вы получите сетевой адрес. Совет: если маска подсети имеет в октете десятичное значение 255, результатом ВСЕГДА будет исходное значение этого октета. Если маска подсети имеет в октете десятичное значение 0, результатом для этого октета ВСЕГДА будет 0. Пример.

Зная это, вы можете выполнить бинарную операцию И только для того октета, значение которого в маске подсети отличается от 255 или 0.

Пример.

Проанализировав этот пример, вы увидите, что бинарная операция И требуется только для третьего октета. В этой маске подсети первые два октета дадут результат 172.30, а четвертый — 0.

Выполните бинарную операцию И для третьего октета.

                               Десятичное     Двоичное

                                      239             11101111

                                      192             11000000

                                                        =======

                   Результат 192             11000000

Анализ этого примера снова даст следующий результат:

Рассчитать количество узлов для каждой сети в данном примере можно путём анализа маски подсети. Маска подсети будет представлена в десятичном формате с точкой-разделителем, например

255.255.192.0, или в формате сетевого префикса, например /18. IPv4-адрес всегда содержит 32 бита. Отняв количество битов, используемых сетевой частью (как показано в маске подсети), вы получите количество битов, используемых для узлов.

В нашем примере маска подсети 255.255.192.0 равна /18 в префиксной записи. Вычитание 18 бит сети из 32 бит даст нам 14 бит, оставшихся для узловой части. Исходя из этого, можно выполнить простой расчёт:

                          2 (количество битов узла)– 2 = количество узлов

                          2¹⁴ = 16 384 – 2 = 16 382 узла

Определите сетевые и широковещательные адреса и количество битов узлов для IPv4-адресов и префиксов, указанных в приведённой ниже таблице.

Часть 2: Расчёт данных сети по IPv4-адресу

Зная IPv4-адрес, а также исходную и новую маски подсети, можно определить следующие параметры:

•       Сетевой адрес этой подсети

•       Широковещательный адрес этой подсети

•       Диапазон адресов узлов этой подсети

•       Количество созданных подсетей

•       Количество узлов в подсети

В приведённом ниже примере показана одна из задач и её решение.

Давайте рассмотрим, как была получена такая таблица.

Исходная маска подсети имела вид 255.255.0.0 или /16. Новая маска подсети — 255.255.240.0 или /20. Полученная разница составляет 4 бита. Так как 4 бита были заимствованы, мы можем определить, что были созданы 16 подсетей, так как 2⁴= 16.

В новой маске, равной 255.255.240.0 или /20, остаётся 12 бит для узлов. Если для узлов осталось 12 бит, воспользуемся следующей формулой: 2¹²= 4096–2=4094 узла для каждой подсети.

Бинарная операция И поможет определить подсеть для этой задачи, в результате чего мы получим сеть 172.16.64.0.

В заключение необходимо установить первый узел, последний узел и широковещательный адрес для каждой подсети. Один из способов определения диапазона узлов — использовать двоичные значения для узловой части адреса. В нашем примере узловая часть — это последние 12 бит адреса. В первом узле для всех старших битов будет установлено значение 0, а для младшего бита — значение 1. В последнем узле для всех старших битов будет установлено значение 1, а для младшего бита — значение 0. В этом примере узловая часть адреса находится в третьеми четвёртомоктетах.

Шаг 1: Заполните приведённые ниже таблицы, указав необходимые значения для указанного IPv4-адреса, а также исходной и новой масок подсети. a. Задача 1.

b.     Задача 2.

c.     Задача 3.

d.     Задача 4.

e.     Задача 5.

f.      Задача 6.

Вопросы на закрепление

Почему маска подсети имеет такое значение при анализе IPv4-адреса?

_______________________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________