Міністерство освіти і науки України
Національний університет „Львівська політехніка”
ІКТА
кафедра захисту
інформації
ЗВІТ
ДО ЛАБОРАТОРНИХ РОБІТ №4,5
З КУРСУ: ”КОМП’ЮТЕРНІ МЕРЕЖІ ”
СТЕК ПРОТОКОЛІВ TCP/IP. IP-АДРЕСАЦІЇ.
ДІЛЕННЯ НА ПІДМЕРЕЖІ (SUBNETTING) ТА ОБЄДНАННЯ МЕРЕЖ (SUBNETTING) В ПРОТОКОЛІ IPv4
ВАРІАНТ №2
Львів – 2007р.
МЕТА РОБОТИ
Ознайомитись з стеком протоколів TCP/IP та питанням IP-адресації на основі протоколів IPv4, IPv6, та набути практичні навики при конфігурації мережевих параметрів комп’ютерів та вирішенні проблем, пов’язаних з адресацією цих комп’ютерів при підключенні їх до мережі.
Ознайомитись з механізмом ділення на підмережі (subnetting) та механізмом об’єднання мереж (supernetting) в існуючій версії протоколу IP - IPv4 та вміти використовувати набуті навички на практиці при конфігурації складніших мереж.
ЗАВДАННЯ
Розробити власний варіант ІР – структиризації корпоративної мережі. До цього:
Навести схему із зазначенням ІР – адрес і масок усіх мереж, підмереж та вузлів головного будинку корпорації, а для філій – зазначити лише виділені діапазони ІР – адрес та маски обєднаних мереж. При цьому має використовуватись наступний діапазон INTRANET адрес мережі: 192.168.0.0 ÷ 192.168.255.0 .
Мережу 192.168.58.0 розділити на 2 підмережі. Визначити маску підмережі та кількість хостів у підмережі.
Відобразити маршрути, внесені в таблицю маршрутизації усіх маршрутизаторів корпоративної мережі.
Дані варіанту:
Забезпечити ІР – адресами 1200 хостів мережі головного будинку корпорації;
Крім того, виділити наступну кількість ІР – адрес:
На філію 1 500 ІР – адрес;
На фірію 2 250 ІР – адрес;
На філію 3 2000 ІР – адрес.
ОПИС ПРОТОКОЛУ IPv4
Кожен хост повинен утримати унікальну адресу в глобальній комп’ютерній мережі Internet у вигляді IP-адреси. Для кінцевого користувача чи організації IP-адресу чи відповідно діапазон IP-адрес може надавати регіональний Internet сервіс-провайдер (ISP) (фірма, що надає послуги Internet і є точкою входу в Internet (POP)), причому організації виділяється блок IP-адрес, що відповідає розміру її мережі.
ISP у свою чергу повинен отримати діапазон адрес для надання їх клієнтам в організації IANA (Internet Assigned Numbers Authority), яка координує розподіл IP-адрес в мережі Internet, або ж в Мережевого інформаційного центру INTERNET (InterNIC).
В протоколі IPv4 існує п'ять класів IP-адрес у відповідності з різними розмірами комп'ютерних мереж. Клас адреси визначає, які біти відносяться до ідентифікатора мережі, а які - до ідентифікатора вузла. Також клас визначає максимально можливу кількість вузлів у мережі.
Адреси класу А назначаються хостам дуже великих мереж. Старший біт в цих адресах завжди рівний нулю. Перший октет присвоюється організацією InterNIC і модифікації не підлягає. Решта три октети містять ідентифікатор вузла.
Адреси класу В назначаються хостам великих та середніх по розміру мереж. Два старші біти в цих адресах завжди рівні двійковому значенню 10. Два перші октети присвоюються організацією InterNIC і модифікації не підлягають. Решта два октети містять ідентифікатор вузла.
Адреси класу С застосовуються в невеликих мережах. Три старші біти в цих адресах завжди рівні двійковому значенню 110. Три перші октети присвоюються організацією InterNIC і модифікації не підлягають. А останній четвертий октет є ідентифікатором вузла.
Класи D та E мають специфічне призначення. Адреси класу D призначені для групових повідомлень. Чотири старші біти в цих адресах завжди рівні двійковому значенню 1110. Решта біт означають конкретну групу отримувачів і не діляться на частини. Пакети з такими адресами розсилаються вибраній групі хостів в мережі.
ДІЛЕННЯ НА ПІД МЕРЕЖІ ТА ОБЄДНАННЯ МЕРЕЖ В ПРОТОКОЛІ IPv4.
Як відомо, існуючій версії протоколу IP - IPv4 властивий ряд недоліків, зокрема, пов’язаних із класовістю IP-адрес. Організації відповідно до її потреб виділяється блок IP-адрес, що відповідає розміру її мережі (мережа класу А, класу В чи класу С відповідно). Але якщо ця мережа дуже велика (наприклад, класу А), то, по-перше, існуючі на сьогодні LAN-технології не в стані забезпечити таку велику кількість хостів в одній мережі. По-друге, це є недоцільно, бо широкомовний трафік (який завжди присутній у тій чи іншій степені в мережі) зробить цю мережу непрацездатною. По-третє, при цьому в одних випадках можливі залишки невикористаних IP-адрес, в інших – виділеного блоку IP-адрес може не вистачити у зв’язку із збільшенням кількості хостів у мережі.
Рішенням цих проблем є використання механізму ділення на підмережі (subnetting) та механізму об’єднання мереж (supernetting). При діленні цієї мережі на менші частини– підмережі (subnets) ці підмережі будуть з’єднуватись між собою за допомогою маршрутизаторів. Підмережа – це фізичний сегмент TCP/IP-мережі, в якому використовується IP-адреси зі спільним ідентифікатором підмережі. Як правило, організації отримують ідентифікатор мережі від організації InterNIC.
деколи корисно проводити розбиття на підмережі, використовуючи для цього два, а деколи і три октети. Наприклад, маючи мережу класу А (наприклад, інтранет-діапазон 10.0.0.0), необхідно розбити її таким чином, щоб забезпечити біля 1000 підмереж, кожна з яких повинна містити 750 хостів. Для цього необхідно скористатись другим та частиною третього октету
Ділення на підмережі описане в RFC 950. Для ділення мережі на декілька підмереж необхідно використати різні ідентифікатори мережі для кожної новоутвореної частини цієї мережі. Унікальні ідентифікатори підмереж створюються шляхом ділення ідентифікатора хоста на дві групи біт. Перша з цих груп служить для ідентифікації сегмента об’єднаної мережі, а друга – для ідентифікації конкретного хоста. Ділення на підмережі не є необхідним для ізольованої мережі (тої мережі, яка не має виходу в Internet).
Використання підмереж має ряд переваг. В організаціях підмережі застосовують для об’єднання декількох фізичних сегментів в одну логічну мережу. Застосовуючи підмережі, ми отримуємо можливість:
- сумісно використовувати різні мережеві технології (наприклад, Ethernet, Token Ring);
- подолати існуючі обмеження, наприклад, на максимальну кількість вузлів в одному сегменті;
- зменшити навантаження на мережу, перенаправляючи мережевий трафік і зменшуючи кількість широкомовних пакетів.
Технологія об’єднання мереж (supernetting) у протоколі IPv4 носить ще назву безкласової міждоменної маршрутизації (Classless Inter-Domain Routing, CIDR) і описана в RFC 1518 та RFC 1519. Вона була розроблена з метою зменшення витрат адресного простору, брак якого є чи не основним недоліком протоколу IPv4. Як відомо, до 1994 р. видача мережі класу С була мінімальним блоком IP-адрес, що видавався організаціям. Для одних випадків (одиниці – десятки IP-адрес) це було забагато, для інших (декілька сотень IP-адрес) – замало.
Технологія CIDR була запропонована як така, що давала більшу гнучкість при виділенні блоків IP-адрес. Мережі CIDR описуються як “слеш (slash) x”, де x – це кількість біт (зліва підряд), що контролюються організацією, яка видає IP-адреси – InterNIC. Згідно термінології CIDR – мережі класу А,В і С – це відповідно “слеш 8”, “слеш 16” та “слеш 24”. Завдяки CIDR InterNIC може не лише визначати мережі класу А, В і С, але і мережі з проміжними масками підмережі. Нехай, наприклад, необхідно орендувати в InterNIC 50 IP-адрес для Вашої мережі – раніше Вам було би запропоновано мережу класу С, а зараз блок IP-адрес із маскою підмережі 255.255.255.192. Це означає, що у Вашому розпорядженні буде лише 6 біт, тобто 64 хости в підмережі, що є цілком достатньо. Назва цієї мережі буде “слеш 26”. В таблиці 6 представлені деякі типи мереж CIDR.
На відміну від ділення на підмережі, при об’єднанні мереж частина біт ідентифікатора мережі маскується як ідентифікатор хоста – це збільшує ефективність маршрутизації.
Візьмемо другий приклад. Замість того, щоб надати організації, яка має 2000 хостів, мережу класу В, InterNIC виділяє їй 8 ідентифікаторів мереж класу С, які в сукупності забезпечать 2032 хости. Це дозволить зекономити ідентифікатори мереж класу В. Але ця технологія породжує нову проблему. При використанні звичайних механізмів маршрутизації маршрутизатори в Internet повинні підтримувати ще 7 додаткових записів у своїх таблицях, щоб направляти пакети в мережу такої організації. Для розвантаження маршрутизаторів мережі Internet технологія безкласової маршрутизації CIDR дозволяє об’єднати усі вісім записів таблиці маршрутизації в один, який відноситься одночасно до всіх виділених організації мереж класу С.
Ідея технології CIDR полягає в тому, що кожному постачальнику послуг мережі Internet виділяється неперервна множина ІР-адрес (пул), яка має спільну для всіх адрес частину - префікс. У цьому випадку маршрутизацію пакетів можна здійснювати не на основі повних ІР-адрес мережі, а на основі спільного для виділеного пула префікса, що зменшує число записів в маршрутних таблицях. Використання змінної маски дозволяє більш економно використовувати виділений адресний простір.
Завдання 2.
Таблиця розбиття мережі 192.168.58.0 на 2 підмережі
Кількість підмереж
Маска підмережі
Номер підмережі
Адреса маршрутизатора
Широкомовна адреса
Кількість хостів в підмережі
2
255.255.255.254
192.168.58.0
192.168.127.1
192.168.58.127
126
255.255.255.254
192.168.58.128
192.168.58.129
192.168.58.255
126
ЗАВДАННЯ 3.
Таблиця маршрутизації для маршрутизатора R2
Мережа
Маска
ІР – адреса вихідного порта
ІР-адреса вх. порта наступного маршрутизатора
Віддаль
0.0.0.0
0.0.0.0
192.168.0.1
192.168.0.2
-
192.168.20.0
255.255.254.0
192.168.20.1
192.168.20.1
1
192.168.4.0
255.255.248.0
192.168.4.1
192.168.4.1
1
192.168.12.0
255.255.248.0
192.168.12.1
192.168.12.1
1
192.168.0.0
255.255.255.0
192.168.0.2
192.168.0.2
1
192.168.1.0
255.255.255.0
192.168.1.1
192.168.1.1
1
192.168.84.0
255.255.255.254
192.168.1.2
192.168.1.1
2
192.168.84.16
192.168.2.0
255.255.255.0
192.168.1.2
192.168.1.1
2
192.168.3.0
255.255.255.0
192.168.2.2
192.168.2.1
3
Таблиця маршрутизації для маршрутизатора R3
Мережа
Маска
ІР – адреса вихідного порта
ІР-адреса вх. порта наступного маршрутизатора
Віддаль
0.0.0.0
0.0.0.0
192.168.0.1
192.168.0.2
-
192.168.20.0
255.255.254.0
192.168.1.1
192.168.1.2
2
192.168.4.0
255.255.248.0
192.168.1.1
192.168.1.2
2
192.168.12.0
255.255.248.0
192.168.1.1
192.168.1.2
2
192.168.0.0
255.255.255.0
192.168.1.1
192.168.1.2
2
192.168.1.0
255.255.255.0
192.168.1.2
192.168.1.2
1
192.168.84.0
255.255.255.254
192.168.127.1
192.168.127.1
1
192.168.84.128
192.168.58.129
192.168.58.129
192.168.2.0
255.255.255.0
192.168.2.1
192.168.2.1
1
192.168.3.0
255.255.255.0
192.168.2.2
192.168.2.1
2
Таблиця маршрутизації для маршрутизатора R4
Мережа
Маска
ІР – адреса вихідного порта
ІР-адреса вх. порта наступного маршрутизатора
Віддаль
0.0.0.0
0.0.0.0
192.168.0.1
192.168.0.2
-
192.168.20.0
255.255.254.0
192.168.1.1
192.168.1.2
3
192.168.4.0
255.255.248.0
192.168.1.1
192.168.1.2
3
192.168.12.0
255.255.248.0
192.168.1.1
192.168.1.2
3
192.168.0.0
255.255.255.0
192.168.1.1
192.168.1.2
3
192.168.1.0
255.255.255.0
192.168.2.1
192.168.2.2
2
192.168.84.0
255.255.255.254
192.168.2.1
192.168.2.2
2
192.168.84.16
192.168.2.0
255.255.255.0
192.168.2.2
192.168.2.2
1
192.168.3.0
255.255.255.0
192.168.3.1
192.168.3.1
1
Висновок:
На даній лабораторній роботі я провів розподілення адрес за безкласовою адресацією СІDR
Крім того я ознайомився з стеком протоколів TCP/IP та питанням IP-адресації на основі протоколів IPv4, IPv6, та набув практичних навиків при конфігурації мережевих параметрів комп’ютерів та вирішив проблеми, пов’язані з адресацією цих комп’ютерів при підключенні їх до мережі і ознайомився з механізмом ділення на підмережі (subnetting) та механізмом об’єднання мереж (supernetting) в існуючій версії протоколу IP - IPv4 та навчився використовувати набуті навички на практиці при конфігурації складніших мереж.