Лабораторная работа. Расчет IPv4-подсетей

Задачи

Часть 1. Определение подсетей по IPv4-адресу Часть 2. Расчет подсетей по IPv4-адресу

Общие сведения/сценарий

Умение работать с IPv4-подсетями 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 получить другие данные об этой подсети.

Необходимые ресурсы

•       Один ПК (Windows 7 или 8 с доступом в Интернет)

•       Дополнительно: калькулятор IPv4-адресов

Часть 1: Определение подсетей 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 побитовую операцию И для IPv4-адреса, используя указанную маску подсети. В результате вы узнаете 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 побитовую операцию И только для того октета, у которого в части маски подсети нет значений 255 или 0.

Пример.

                                IP-адрес                                  172.30.239.145

                                Маска подсети                        255.255.192.0

Проанализировав этот пример, вы увидите, что выполнить побитовую операцию И требуется только для третьего октета. Для этой маски подсети первые два октета дадут результат 172.30, а четвертый — 0.

Выполните побитовую 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 путем 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 бит, используемых сетевой частью (как показано в маске подсети), вы получите количество бит, 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 расчет:

2(количество битов узла) – 2 = количество узлов

2¹⁴ = 16 384 – 2 = 16 382 узла

Определите сетевые и широковещательные адреса и количество бит узлов для IPv4-адресов и префиксов, указанных в следующей таблице.

Часть 2: Расчет подсетей 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 приведенном ниже примере показана одна из задач и ее решение.

Давайте проанализируем, как была заполнена эта 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. Поскольку 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, остается 12 бит для узлов. Если для узлов осталось 12 бит, воспользуемся следующей формулой: 2¹² = 4 096 – 2 = 4 094 узла для каждой подсети.

Побитовая 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 бит будет установлено значение 0, а для младшего бита — значение 1. В последнем узле для всех старших бит будет установлено значение 1, а для младшего бита — значение 0. В этом примере узловая часть адреса находится в третьем и четвертом октетах.

Шаг 1:    Заполните приведенные ниже таблицы, зная заданный IPv4-адрес, исходную и новую маску подсети.

a.     Задача 1.

b.     Задача 2.

c.     Задача 3.

d.     Задача 4.

e.     Задача 5.

f.      Задача 6.

Вопросы для повторения

Почему маска подсети так важна при анализе IPv4-адреса?

_______________________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________