Перечень технических средств

Распределение подсетей рабочих станци SH сети ЕСПД

 

Согласно исходным условиям задания, сеть ЕСПД должна обеспечивать работу минимум

24 рабочих станций (N = 24), которые необходимо разделить равномерно по 6 подсетям. Т. о. в каждой подсети может находиться 4 рабочих станций (N/H = 24/6 = 6), что в полной мере удовлетворяет условию равномерного распределения.

Построение графа сети ЕСПД

Распределив рабочие станции по подсетям, можно приступить к дополнению графа сети ЕСПД.

Объединение рабочих станций в каждой подсети будет производиться посредством неуправляемого L2-коммутатора, с 6 физическими портами FastEthernet. Т.о. каждая рабочая станция подключается к коммутатору с помощью кабеля UTP (неэкраниванная витая пара) категории 5, образуя сегментированное полнодуплексное подключение.

Из 6 физических портов коммутатора, 4 порта используются для объединения рабочих станций и один порт для подключения к маршрутизатору R ядра сети ЕСПД. Оставшийся порт коммутатора можно использовать для каскадного подключения второго коммутатора при возможном расширении подсети или в качестве технического резерва.

Согласно исходному графу сети ЕСПД, эксплуатационную нагрузку сети должны обес- печивать 4 маршрутизатора R. Маршрутизаторы имеют 3 интерфейса FastEthernet. Корректная маршрутизация пакетов между любыми подсетями обеспечится при наличии 6 подсетей. При наличии 4 маршрутизаторов на R2 и R4 будет подключено по 2 подсети. Учитывая данное предложение следует использовать 3 подсети маршрутизаторов.

 

Расширенный граф сети ЕСПД представлен на рис.4. На графе сети ЕСПД нанесены следующие буквенно-цифровые наименования:

 

· H1-H4 - рабочие станции сети ЕСПД

· R1-R4 - маршрутизаторы сети ЕСПД

· SW1-SW6 – коммутаторы подсетей рабочих станций

· BRD1-BRD6 – границы широковещательных доменов рабочих станций

· S_H1-S_H6 – подсети рабочих станций

· S_R1- S_R3 – подсети маршрутизаторов

 

На графе также обозначены соответствующие номера интерфейсов маршрутизаторов R и порты коммутаторов SW.

 

 

 

 

 

 

Перечень технических средств

По полученному графу сети ЕСПД можно подсчитать общее количество затрачивае- мых технических средств. Для корректного функционирования проектируемой сети необ- ходим следующий набор оборудования:

 

1) 4 маршрутизаторов (с 3 интерфейсами FastEthernet);

2) 6 неуправляемых коммутаторов (6 физических портов на каждом устройстве, полнодуплекс, автосогласование), поддерживающие сеть FastEthernet на кабеле UTP5e;

3) По 1 сетевой карте на каждую рабочую станцию (24 сетевых карт стандарта FastEthernet, полнодуплекс, автосогласование);

4) Беспроводная точка доступа (WiFi AP), поддерживающая стандарты 802.11b/g/n;

5) Опорная технология сети FastEthernet 100 Мбит/с, тип линий связи между всеми устройствами - неэкранированная витая пара.

 

 

План IP-адресации подсетей рабочих станций SH

В соответствии с заданием, для адресации подсетей рабочих станций SH выделено ад- ресное пространство сети 10.0.0.0/16. Данное пространство позволяет выделить порядка 65536 IP-адресов (32−16 = 16 бит, 216 = 65536). Выделенная сеть 10.10.0.0/16 использует 2 байта для адресации сети, оставшиеся 2 байта свободны. Запись сети в двоичной нотации будет иметь вид:

 

10.0.0.0 - 0000 1010.0000 0000.0000 0000.0000 0000

255.255.0.0 -1111 1111.1111 1111.0000 0000.0000 0000

 

По результатам выполнения предыдущих заданий известно, что в каждой подсети рабочих станций SH располагается 4 узла. Дополнительно к этому, следует учесть, что каждая подсеть подключается к соответствующему маршрутизатору сети ЕСПД. Т.о. для корректной маршрутизации и обменом информации между узлами подсети требуется 5 IP-адресов на каждую подсеть рабочих станций SH, из которых 4 IP-адреса назначаются соответствующим рабочим станциям, а один IP-адрес назначается маршрутизатору R, подключенному через указанный интерфейс к данной подсети. Однако, также не следует забывать о необходимости наличия адреса самой подсети и широковещательного адреса.

Для адресации 5 узлов достаточно 3 бит (2³ = 8). Однако, учитывая наличие адреса сети и широковещательного адреса, доступными из данного адресного пространства останутся только 6 IP-адресов, что допустимо при условиях исходного задания. Дополнительные адрес можно использовать при расширении подсети или в качестве резерва.

 

Используя нотацию CIDR и непрерывное выделение блоков IP-подсетей, выделим 6 IP- подсетей с 6 доступными IP-адресами в каждой подсети. Следует помнить, что первые 2 байта сети 10.0.0.0/16 не изменны, а для выделения подсетей можно использовать только последние 2 байта. Применим маску подсети длиной 29 бит (32−3 = 29 бит для адресации сети, 3 бита для адресации узлов). Запись первой IP-подсети в двоичной нотации будет иметь вид:

 

10.0.0.0 - 0000 1010.0000 0000.0000 0000.0000 0000

255.255.255.248 -1111 1111.1111 1111.1111 1111.1111 1000

 

Первый IP-адрес сети будет отличаться только одним младшим битом:

 

10.0.0.1 0000 1010.0000 0000.0000 0000.0000 0001

Далее последовательно второй, третий и последующие адреса формируются из 3 младших бит:

 

10.0.0.2 - 0000 1010.0000 0000.0000 0000.0000 0010

10.0.0.3 - 0000 1010.0000 0000.0000 0000.0000 0011

..т.д

Вплоть до широковещательного адреса сети, в котором все младшие биты равны единице:

 

10.0.0.7 -0000 1010.0000 0000.0000 0000.0000 0111

 

Соответственно, следующая IP-подсеть будет иметь адрес 10.0.0.8/29, или в двоичной нотации:

 

10.0.0.8 - 0000 1010.0000 0000.0000 0000.0000 1000

255.255.255.248 - 1111 1111.1111 1111.1111 1111.1111 1000

 

С пулом IP-адресов соответствующей маски подсети:

 

10.0.0.9 - 0000 1010.0000 0000.0000 0000.0000 1001

10.0.0.10 - 0000 1010.0000 0000.0000 0000.0000 1010

и т.д.

 

Широковещательный адрес сети 10.0.0.8/29:

10.0.0.15 - 0000 1010.0000 0000.0000 0000.0000 1111

 

Последующие сети находятся аналогичным образом. Наконец 6 IP-подсеть будет иметь адрес
10.0.0.40/29, или в двоичной нотации:

 

10.0.0.40 - 0000 1010.0000 0000.0000 0000.0010 1000

255.255.255.248 -1111 1111.1111 1111.1111 1111.1111 1000

 

Пул IP-адресов:

10.0.0.41 - 0000 1010.0000 0000.0000 0000.0010 1001

10.0.0.42 - 0000 1010.0000 0000.0000 0000.0010 1010

и т.д

Широковещательный адрес сети:

10.0.0.47 - 0000 1010.0000 0000.0000 0000.0010 1111

 

Оставшееся адресное пространство позволяет организовать дополнительные резервы при расширении сети.

 

 

Таблица 1. Адресация подсетей рабочих станций.

 

 

Подсеть SH	Пул IP-адресов	Двоичная нотация	Назначение
SH1	10.0.0.0/29	0000 1010.0000 0000.0000 0000.0000 0000	Адрес подсети
255.255.255.248	1111 1111.1111 1111.1111 1111.1111 1000	Маска подсети
10.0.0.1	0000 1010.0000 0000.0000 0000.0000 0001	R1,интерфейс
10.0.0.2	0000 1010.0000 0000.0000 0000.0000 0010	H1
10.0.0.3	0000 1010.0000 0000.0000 0000.0000 0011	H2
10.0.0.4	0000 1010.0000 0000.0000 0000.0000 0100	H3
10.0.0.5	0000 1010.0000 0000.0000 0000.0000 0101	H4
10.0.0.6	0000 1010.0000 0000.0000 0000.0000 0110	Резервный
10.0.0.7	0000 1010.0000 0000.0000 0000.0000 0111	Broadcast
SH2	10.0.0.8/29	0000 1010.0000 0000.0000 0000.0000 1000	Адрес подсети
255.255.255.248	1111 1111.1111 1111.1111 1111.1111 1000	Маска подсети
10.0.0.9	0000 1010.0000 0000.0000 0000.0000 1001	R2,интерфейс
10.0.0.10	0000 1010.0000 0000.0000 0000.0000 1010	H1
10.0.0.11	0000 1010.0000 0000.0000 0000.0000 1011	H2
10.0.0.12	0000 1010.0000 0000.0000 0000.0000 1100	H3
10.0.0.13	0000 1010.0000 0000.0000 0000.0000 1101	H4
10.0.0.14	0000 1010.0000 0000.0000 0000.0000 1110	Резервный
10.0.0.15	0000 1010.0000 0000.0000 0000.0000 1111	Broadcast
SH3	10.0.0.16/29	0000 1010.0000 0000.0000 0000.0001 0000	Адрес подсети
255.255.255.248	1111 1111.1111 1111.1111 1111.1111 1000	Маска подсети
10.0.0.17	0000 1010.0000 0000.0000 0000.0001 0001	R3,интерфейс
10.0.0.18	0000 1010.0000 0000.0000 0000.0001 0010	H1
10.0.0.19	0000 1010.0000 0000.0000 0000.0001 0011	H2
10.0.0.20	0000 1010.0000 0000.0000 0000.0001 0100	H3
10.0.0.21	0000 1010.0000 0000.0000 0000.0001 0101	H4
10.0.0.22	0000 1010.0000 0000.0000 0000.0001 0110	Резервный
10.0.0.23	0000 1010.0000 0000.0000 0000.0001 0111	Broadcast
SH4	10.0.0.24/29	0000 1010.0000 0000.0000 0000.0001 1000	Адрес подсети
255.255.255.248	1111 1111.1111 1111.1111 1111.1111 1000	Маска подсети
10.0.0.25	0000 1010.0000 0000.0000 0000.0001 1001	R4,интерфейс
10.0.0.26	0000 1010.0000 0000.0000 0000.0001 1010	H1
10.0.0.27	0000 1010.0000 0000.0000 0000.0001 1011	H2
10.0.0.28	0000 1010.0000 0000.0000 0000.0001 1100	H3
10.0.0.29	0000 1010.0000 0000.0000 0000.0001 1101	H4
10.0.0.30	0000 1010.0000 0000.0000 0000.0001 1110	Резервный
10.0.0.31	0000 1010.0000 0000.0000 0000.0001 1111	Broadcast

 

 

SH5	10.0.0.32/29	0000 1010.0000 0000.0000 0000.0010 0000	Адрес подсети
255.255.255.248	1111 1111.1111 1111.1111 1111.1111 1000	Маска подсети
10.0.0.33	0000 1010.0000 0000.0000 0000.0010 0001	R2,интерфейс
10.0.0.34	0000 1010.0000 0000.0000 0000.0010 0010	H1
10.0.0.35	0000 1010.0000 0000.0000 0000.0010 0011	H2
10.0.0.36	0000 1010.0000 0000.0000 0000.0010 0100	H3
10.0.0.37	0000 1010.0000 0000.0000 0000.0010 0101	H4
10.0.0.38	0000 1010.0000 0000.0000 0000.0010 0110	Резервный
10.0.0.39	0000 1010.0000 0000.0000 0000.0010 0111	Broadcast
SH6	10.0.0.40/29	0000 1010.0000 0000.0000 0000.0010 1000	Адрес подсети
255.255.255.248	1111 1111.1111 1111.1111 1111.1111 1000	Маска подсети
10.0.0.41	0000 1010.0000 0000.0000 0000.0010 1001	R4,интерфейс
10.0.0.42	0000 1010.0000 0000.0000 0000.0010 1010	H1
10.0.0.43	0000 1010.0000 0000.0000 0000.0010 1011	H2
10.0.0.44	0000 1010.0000 0000.0000 0000.0010 1100	H3
10.0.0.45	0000 1010.0000 0000.0000 0000.0010 1101	H4
10.0.0.46	0000 1010.0000 0000.0000 0000.0010 1110	Резервный
10.0.0.47	0000 1010.0000 0000.0000 0000.0010 1111	Broadcast

 

 

План IP-адресации подсетей маршрутизаторов SR

 

Рассуждая таким же образом, как и при решении задания в предыдущем пункте составим план адресации для подсетей маршрутизаторов SR.

В соответствии с заданием, для адресации подсетей SR выделено адресное пространство сети 172.21.100.0/24. Данное пространство позволяет выделить порядка 256 IP- адресов (32 − 24 = 8 бит, 2⁸ = 256). Сеть 172.21.100.0/24 использует 3 байта для адресации сети, последний байт свободен. Запись сети в двоичной нотации будет иметь вид:

172.21.100.0 - 1011 1100.0001 0101.0110 0100.0000 0000

255.255.255.0 - 1111 1111.1111 1111.1111 1111.0000 0000

По расширенному графу сети ЕСПД известно, что маршрутизация пакетов между любыми подсетями обеспечивается при наличии 3 IP-подсетей.

Каждая подсеть маршрутизаторов SR объединяет 2 маршрутизатора. Для адресации 2 маршрутизаторов в каждой подсети SR достаточно 1 бита (2¹ = 2). Однако, учитывая наличие адреса сети и широковещательного адреса, узлы остануться неадресуемыми. Следовательно, необходимо использовать 2 бита, которые позволят адресовать 4 адреса (2² = 4 IP-адресов).

Используя нотацию CIDR и непрерывное выделение блоков IP-подсетей, выделим 3 IP- подсетей с 4 доступными IP-адресами в каждой подсети. Напомним, что первые 3 байта сети 172.21.100.0/24 не изменны, а для выделения подсетей можно использовать только последний байт. Применим маску подсети длиной 30 бит (32 − 2 = 30 бит для адресации сети, 2 бита для адресации маршрутизаторов).

 

Запись первой IP-подсети в двоичной нотации будет иметь вид:

172.21.100.0 - 1011 1100.0001 0101.0110 0100.0000 0000

255.255.255.252 - 1111 1111.1111 1111.1111 1111.1111 1100

В соответствии с маской, сеть имеет следующие IP-адреса (изменяются два младших бита):

172.21.100.1 - 1011 1100.0001 0101.0110 0100.0000 0001

172.21.100.2 - 1011 1100.0001 0101.0110 0100.0000 0010

Широковещательный адрес сети 172.21.100.0/30

172.21.100.3 - 1011 1100.0001 0101.0110 0100.0000 0011

Следующая IP-подсеть будет иметь адрес 172.21.100.4/30, или в двоичной нотации:

172.21.100.4 - 1011 1100.0001 0101.0110 0100.0000 0100

255.255.255.252 1111 1111.1111 1111.1111 1111.1111 1100

 

172.21.100.5 - 1011 1100.0001 0101.0110 0100.0000 0101

172.21.100.6 - 1011 1100.0001 0101.0110 0100.0000 0110

 

Широковещательный адрес сети 172.21.100.4/30:

 

172.21.100.7 - 1011 1100.0001 0101.0110 0100.0000 0111

 

Следующая IP-подсеть будет иметь адрес 172.21.100.8/30, или в двоичной нотации:

172.21.100.8 - 1011 1100.0001 0101.0110 0100.0000 1000

255.255.255.252 1111 1111.1111 1111.1111 1111.1111 1100

 

172.21.100.9 - 1011 1100.0001 0101.0110 0100.0000 1001

172.21.100.10 - 1011 1100.0001 0101.0110 0100.0000 1010

 

Широковещательный адрес сети 172.21.100.8/30:

 

172.21.100.11 - 1011 1100.0001 0101.0110 0100.0000 1111

 

 

Таблица 2. Адресация подсетей маршрутизаторов.

 

Подсеть SR	Пул IP-адресов	Двоичная нотация	Назначение
SR1	172.21.100.0/30	1010 1100.0001 0101.0110 0100.0000 0000	Адрес подсети
255.255.255.252	1111 1111.1111 1111.1111 1111.1111 1100	Маска подсети
172.21.100.1	1010 1100.0001 0101.0110 0100.0000 0001	R1,интерфейс
172.21.100.2	1010 1100.0001 0101.0110 0100.0000 0010	R2,интерфейс
172.21.100.3	1010 1100.0001 0101.0110 0100.0000 0011	Broadcast
SR2	172.21.100.4/30	1010 1100.0001 0101.0110 0100.0000 0100	Адрес подсети
255.255.255.252	1111 1111.1111 1111.1111 1111.1111 1100	Маска подсети
172.21.100.5	1010 1100.0001 0101.0110 0100.0000 0101	R1,интерфейс
172.21.100.6	1010 1100.0001 0101.0110 0100.0000 0110	R3,интерфейс
172.21.100.7	1010 1100.0001 0101.0110 0100.0000 0111	Broadcast
SR3	172.21.100.8/30	1010 1100.0001 0101.0110 0100.0000 1000	Адрес подсети
255.255.255.252	1111 1111.1111 1111.1111 1111.1111 1100	Маска подсети
172.21.100.9	1010 1100.0001 0101.0110 0100.0000 1001	R1,интерфейс
172.21.100.10	1010 1100.0001 0101.0110 0100.0000 1010	R2,интерфейс
172.21.100.11	1010 1100.0001 0101.0110 0100.0000 1011	Broadcast