Разбиение одной большой сети на подсети, значительно разгружает общий трафик и позволяет повысить безопасность всей сети в целом.

Примеры решения задач на адресацию

 

Пример 1

Итак, мы решили разбить IP сеть на подсети, как это сделать?

1) Устанавливаем физические соединения (сетевые кабели и сетевые соединители - такие как маршрутизаторы);

2) Принимаем решение насколько большие/маленькие подсети вам нужны, исходя из количества устройств, которое будет подключено к ним, то есть сколько IP адресов требуется использовать в каждом сегменте сети.

3) Вычисляем соответствующие сетевые маски и сетевые адреса;

4) Раздаем каждому интерфейсу в каждой сети свой IP адрес и соответствующую сетевую маску;

5) Настраиваем каждый маршрутизатор и соответственно все сетевые устройства;

6) Проверяем систему, исправляем ошибки.

Сейчас наша задача разобраться с тем, как выполнить 2-й и 3-й шаги.

Итак, предположим, что мы хотим разбить нашу сеть на подсети, но имеем только один IP-адрес 210.16.15.0.

Давайте рассмотрим в общем случае, как мы должны выбрать возможные IP-адреса для каждого хоста подсети и вычислять маску подсети, которая позволит разграничить номер сети, и номер хоста в этой сети.

Решение:

IP-адрес 210.16.15.0 - это адрес класса С. Сеть класса С может иметь до 254 интерфейсов (хостов) плюс адрес сети (210.16.15.0) и широковещательный адрес (210.16.15.255).

Каждая отдельная IP сеть имеет два адреса, неиспользуемые для интерфейсов (хостов):

- IP адрес собственно сети и широковещательный адрес.

Следующий шаг вычисление маски подсети и сетевых номеров.

Сетевая маска - это то, что выполняет все логические манипуляции по разделению IP сети на подсети.

Мы знаем, что для всех трех классов IP сетей существуют стандартные сетевые маски:

· Класс A (8 сетевых битов): 255.0.0.0

· Класс B (16 сетевых битов): 255.255.0.0

· Класс C (24 сетевых бита): 255.255.255.0

Чтобы создать подсеть, нужно изменить маску подсети для данного класса адресов.

Номер подсети можно задать, указав те разряды в номере хоста в IP-адресе, которые нужно использовать для обозначения номера подсети. Чтобы указать их, разряды в соответствующих позициях маски подсети нужно заполнить единицами. При этом нужно использовать левые (старшие) разряды используемого по умолчанию номера хоста. Значения в остающихся разрядах маски подсети оставляются равными нулю; это означает, что оставшиеся разряды в номере хоста в IP-адресе должны использоваться как новый (меньший) номер хоста.

Например, чтобы разбить сетевой адрес на две подсети, мы должны позаимствовать один хостовый бит, установив соответствующий бит в сетевой маске первого хостового бита в 1.

Если нам нужно четыре подсети - используем два хостовых бита, если восемь подсетей - три бита и т.д. Однозначно, что если нам нужно пять подсетей, то мы будем использовать три хостовых бита. Соответствующим образом изменяется и маска подсети:

Для адресов класса C, при разбиении на 2 подсети это дает маску -

11111111.11111111.11111111.10000000 или 255.255.255.128

при разбиении на 4 подсети маска в двоичном виде -

11111111.11111111.11111111.11000000, или в десятичном 255.255.255.192. и т.д.

Для нашего адреса сети класса С 210.16.15.0, можно определить следующих несколько способов разбивки на подсети: -

Число Числоподсетей хостов Сетевая маска2 126 255.255.255.128 (11111111.11111111.11111111.10000000)4 62 255.255.255.192 (11111111.11111111.11111111.11000000)8 30 255.255.255.224 (11111111.11111111.11111111.11100000)16 14 255.255.255.240 (11111111.11111111.11111111.11110000)32 6 255.255.255.248 (11111111.11111111.11111111.11111000)64 2 255.255.255.252 (11111111.11111111.11111111.11111100)

Теперь нужно решить вопрос об адресах сетей и широковещательных адресах - и о диапазоне IP адресов для каждой из этих сетей.

Снова, принимая во внимание только сетевые адреса класса С и показав только последнюю (хостовую) часть адресов, мы имеем:

Сетевая маска Подсети Сеть Broadcast MinIP MaxIP Хосты Всего хостов

--------------------------------------------------------------------------

128 2 0 127 1 126 126

128 255 129 254 126 252

 

192 4 0 63 1 62 62

64 127 65 126 62

128 191 129 190 62

192 255 193 254 62 248

 

224 8 0 31 1 30 30

32 63 33 62 30

64 95 65 94 30

96 127 97 126 30

128 159 129 158 30

160 191 161 190 30

192 223 193 222 30

224 255 225 254 30 240

Из этой таблицы мы сразу можем наглядно увидеть что: увеличение количества подсетей сокращает общее количество доступных хостовых адресов.

Пример 2

Давайте, определим, сколько нужно подсетей для нашей сети класса С, чтобы разбить ее на подсети по 10 хостов в каждой.

Решение:

Сеть класса С может обслуживать всего 254 хоста плюс адрес сети и широковещательный адрес.

Для адресации 10-ти хостов 3-х разрядов недостаточно, поэтому необходимо 4-е разряда. Итак, из восьми возможных для класса С, нам нужно только 4 разряда для адресации 10 хостов, остальные можно использовать как сетевые для адресации подсетей. Мы уже знаем, что каждая подсеть уменьшает количество возможных хостовых адресов в два раза.

Для адресации 16 подсетей необходимо использовать 4 разряда. Итак, посчитаем теперь количество узлов в каждой из 16 подсетей: 2⁴ - 2 = 14 хостов. Это количество с запасом удовлетворяет условие задачи.

Вычислим маску подсети, в этом случае она имеет вид:

11111111.11111111.11111111.11110000 или

255.255.255.240

Мы должны будем указать эту маску при настройке конфигурации каждого хоста в нашей сети (независимо от того, в какой подсети находится хост).

Теперь, например, мы можем сказать, адрес 192.168.200.246 с маской 255.255.255.240 - означает номер сети 192.168.200.240 и номер узла 0.0.0.6.

Пример 3

Теперь давайте, для всех трех классов по очереди определим соответственно маски подсети, и максимальное количество узлов возможно в каждой из этих подсетей, если необходимо разбить соответственно сеть класса А, сеть класса В, сеть класса С на отдельные 4 подсети.

Решение:

• Для сети класса А:

Максимальное количество узлов 16 777 216. Для адресации 4-х подсетей необходимо 2 разряда, значит остается 22 разряда для адресации хостов. Таким образом, каждая из четырех подсетей способна обслуживать 2²² - 2 = 4 194 302 хоста в каждой из подсетей.

Число Числоподсетей хостов Сетевая маска4 4 194 302 255.192.0.0 (11111111. 11000000.00000000.00000000)

• Для сети класса В

Максимальное количество узлов - 65 536. Для адресации 4-х подсетей в сетевом адресе класса В также нужно использовать 2 разряда, но теперь свободными остается 14 разрядов. Таким образом, каждая из подсетей может обслуживать 2¹⁴ - 2 = 16 382 хостов.

Число Числоподсетей хостов Сетевая маска4 16 382 255.255.192.0 (11111111.11111111. 11000000.00000000)

Пример с сетью класса С мы уже рассматривали. Итак, теперь самое главное уметь в двоичном виде читать IP адреса, а с помощью маски легко можно определить номер сети и номер узла.

Пример 4

Сеть 10.10.0.0 / 15 разбить на 8 частей.

Решение:

Запишем адрес сети и маску в двоичном виде:

01000110 01000110 00000000 00000000 (10.10.0.0)

11111111 11111110 00000000 00000000 (255.254.0.0)

Увеличим длину маски на 3 бита (для получения числа 8 нам нужно возвести 2 в степень 3): 11111111 11111111 11000000 00000000 (255.255.192.0, длина маски - 18).

Наложим новую маску на сеть:

01000110 01000110 00000000 00000000 (10.10.0.0)

11111111 1111111 1 11 000000 00000000 (255.255.192.0)

В образовании новой сети будут участвовать восьмой бит второго октета (шестнадцатый слева) и первый и второй бит третьего октета (семнадцатый и восемнадцатый биты слева). Итого получим 8 сетей:

00001010 0000101 0 00 000000 00000000 (10.10.0.0 / 18)

00001010 0000101 0 01 000000 00000000 (10.10.64.0 / 18)

00001010 0000101 0 10 000000 00000000 (10.10.128.0 / 18)

00001010 0000101 0 11 000000 00000000 (10.10.192.0 / 18)

00001010 0000101 1 00 000000 00000000 (10.11.0.0 / 18)

00001010 0000101 1 01 000000 00000000 (10.11.64.0 / 18)

00001010 0000101 1 10 000000 00000000 (10.11.128.0 / 18)

00001010 0000101 1 11 000000 00000000 (10.11.192.0 / 18)

Доступные в каждой из сетей адреса будут следующими (всего в каждой сети адресов - 2 в 14 степени, т.к. под номер хоста у нас выделено аж 14 бит; и не забываем про то, что 2 номера хоста мы не можем использовать, т.к. они зарезервированы):

10.10.0.0 / 18: 10.10.0.1 - 10.10.63.254 (10.10.63.255 – broadcast)

10.10.64.0 / 18: 10.10.64.0 - 10.10.127.254 (10.10.127.255 - broadcast)

10.10.128.0 / 18: 10.10.128.1 – 10.10.191.254 (10.10.191.255 - broadcast)

10.10.192.0 / 18: 10.10.192.1 - 10.10.255.254 (10.10.255.255 –broadcast)

10.11.0.0 / 18: 10.11.0.1 - 10.11.63.254 (10.11.63.255 – broadcast)

10.11.64.0 / 18: 10.11.64.1 - 10.11.127.254 (10.11.127.255 - broadcast)

10.11.128.0 / 18: 10.11.128.1 - 10.11.191.254 (10.11.191.254 - broadcast)

10.11.192.0 / 18: 10.11.192.1 – 10.11.255.254 (10.11.255.255 - broadcast)

Задачи для самостоятельной работы:

1) В задаче задан IP-адрес узла и его сетевая маска. Определите адрес сети и адрес узла:

 

№ вар.	IP-адрес	сетевая маска
	193.170.3.140	255.255.255.128
	200.155.25.200	255.255.255.192
	195.164.198.230	255.255.255.224
	175.175.130.130	255.255.128.0
	190.235.130.5	255.255.192.0
	10.255.255.260	255.255.224.0
	165.230.245.160	255.255.240.0
	170.180.250.190	255.255.248.0
	124.130.125.125	255.128.0.0
	10.200.3.150	255.192.0.0
	20.125.50.75	255.224.0.0
	23.250.60.70	255.240.0.0

 

2) Определите маску подсети для случая разбиения сети с номером X на Y подсетей.

№ вар.	Х -IP-адрес сети	Y – к-во подсетей
	124.0.0.0
	20.125.50.75
	190.235.0.0
	165.230.0.0
	170.180.0.0
	195.164.0.0
	193.170.3.0
	220.250.60.0
	200.155.25.0
	10.0.0.0
	175.175.0.0
	15.0.0.0

Номер сети дан для того, чтобы определить, к какому классу относится исходная сеть, которую Вы будете разбивать на подсети.

 

3) Разбейте данную IP-сеть на X подсетей и распишите для каждой подсети диапазон адресов:

 

№ вар.	IP-адрес	Х- к-во подсетей
	124.130.0.0/16
	190.235.0.0/16
	23.0.0.0/8
	165.230.245.0/24
	170.180.250.0/24
	200.155.130.0/24
	175.175.0.0/16
	195.164.0.0/16
	20.0.0.0/8
	20.125.50.0/24
	21.0.0.0/8
	45.0.0.0/8

Сколько доступных адресов будет в каждой подсети?

 

4) Существует единая корпоративная сеть, количество узлов сети - 50 450. Этой сети выделен адрес для выхода в Internet 187.124.0.0. Вы решили не требовать от провайдера дополнительных адресов и организовать 8 филиалов в этой сети. Спрашивается:

Какое максимальное количество узлов может быть в каждом из филиалов? Вычислите сетевые маски и возможный диапазон адресов хостов для каждого из филиалов.

5) Вы являетесь администратором корпоративной сети из 6 подсетей, в каждой подсети по 25 компьютеров. Необходимо используя один номер сети класса С 192.168.10.0, определить правильно ли выбран размер подсети, и назначить маски и возможные IP-адреса хостам сети.

 

6) Сеть с данным адресом необходимо разделить на 2 части, а потом одну из сетей поделить еще на 4 подсети.

 

№ вар.	IP-адрес
	192.168.1.0/24
	45.0.0.0/8
	23.250.0.0/16
	124.130.125.0/24
	20.125.0.0/16
	29.0.0.0/8
	175.175.130. 0/24
	85.115.0.0/16
	36.0.0.0/8
	200.155.25.0/24
	172.168.0.0/16
	24.0.0.0/8

 

7) Пусть поставщик услуг Интернета имеет в своем распоряжении адрес сети класса В. Для адресации узлов собственной сети он использует 254 адреса. Определите максимально возможное число абонентов этого поставщика услуг, если размеры требуемых для них сетей соответствуют классу С? Какая маска должна быть установлена на маршрутизаторе поставщика услуг, соединяющем его сеть с сетями абонентов?

 

Контрольные вопросы:

1. В чем состоит отличие процедур назначения аппаратных и сетевых адресов?

2. Сколько ARP-таблиц имеет компьютер? Маршрутизатор? Коммутатор?

В отчете представить:

- 7 задач, решенных в соответствии в Вашим вариантом. Вариант – по номеру в журнале.

- ответы на контрольные вопросы;