Національний університет «Львівська політехніка»
Інститут комп’ютерних технологій, автоматики та метрології
ІКТА
Кафедра БІТ
Звіт
Лабораторна робота №4
«Поділ на підмережі (SUBNETTING) та об’єднання мереж (SUPERNETTING) на основі протоколу IPv4»
Львів – 2017
Мета роботи – ознайомитись з механізмом ділення на підмережі (subnetting) та механізмом об’єднання мереж (supernetting) на основі існуючої версії протоколу IP – IPv4 та вміти використовувати набуті навички на практиці при конфігурації складніших мереж.
ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ
Загальні положення
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, клас у 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.
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.
Критерії визначення параметрів підмереж
Перед початком роботи з підмережами необхідно визначити, яким вимогам повинна відповідати Ваша мережа зараз і яким – в майбутньому. Скористуйтесь наступною схемою.
Визначте кількість фізичних сегментів Вашої мережі.
Визначте кількість IP-адрес необхідних для кожного сегмента, беручи до уваги той факт, що кожному хосту потрібна хоча б одна IP-адреса.
У відповідності з Вашими вимогами визначте:
одну маску підмережі для усієї Вашої мережі;
унікальні ідентифікатори підмережі для кожного фізичного сегмента;
діапазон ідентифікаторів хостів для кожної підмережі.
Перед визначенням маски підмережі необхідно визначити, скільки сегментів та хостів у сегменті Вам буде необхідно в майбутньому. Задаючи більшу кількість біт для маски підмережі, Ви збільшуєте кількість підмереж, але максимальна кількість хостів у кожній з цих підмереж зменшується.
Якщо Ви використовуєте більше біт, ніж необхідно, то це дозволить в майбутньому збільшити кількість підмереж, але обмежить кількість хостів у кожній з них.
Використовуючи менше біт, Ви маєте можливість збільшити кількість хостів у підмережі, але лімітуєте кількість підмереж.
Визначення маски підмережі
Задання маски підмережі необхідне, якщо розбиваємо мережу на підмережі. Для цього необхідно виконати наступні операції.
Визначити кількість фізичних сегментів в Вашій мережі і перевести це значення у двійковий формат.
Підрахувати, скільки біт необхідно для запису отриманого значення у двійковому форматі. Наприклад, якщо у Вашій мережі класу В необхідно отримати 5 сегментів, то двійкове значення рівне 101, і для його запису треба 3 біти.
Записати ці біти одиницями (кількість необхідних біт рівна кількості записуваних одиниць), доповнивши їх справа нулями до одного октету. Перевести отримане двійкове значення в десятковий формат. Для нашого прикладу для ідентифікатора підмережі треба 3 біти. Перетворивши 11100000 у десяткове число, отримаємо 224. Таким чином, маска підмережі буде мати вигляд 255.255.224.0
Ілюстрація визначення маски підмережі наведена на рисунку 2.
Кількість підмереж 5
Двійкове значення 0 0 0 0 0 1 0 1 (3 біти)
4 + 1 = 5
Перетворення в 11111111 11111111 11100000 00000000
десяткове
Маска підмережі 255 . 255 . 224 . 0
Рис. 2. Приклад визначення маски підмережі для 5 сегментів мережі класу В
ЗАВДАННЯ
2.1 Домашня підготовка до роботи
Вивчити основні властивості стеку протоколів TCP/IP.
Вміти пояснити, чому застосовуються технології ділення на підмережі (subnetting) та об’єднання мереж (supernetting) у протоколі IPv4. Чому технологія об’єднання мереж носить ще назву безкласової міждоменної маршрутизації (Classless Inter-Domain Routing, CIDR) ?
Освоїти критерії, згідно яких проводиться розбиття на підмережі чи об’єднання мереж (кількість біт ідентифікатора підмережі, необхідна для розділення на підмережі чи об’єднання мереж, значення маски підмережі та значення ідентифікаторів хостів у новоутвореній мережі при цьому).
Навести власні приклади використання ділення на підмережі та об’єднання мереж із зазначенням діапазону IP-адрес у цих мережах.
2.2 Виконати в лабораторії
Визначити, яка технологія – розбиття на підмережі чи об’єднання мереж застосовується в комп’ютерній лабораторії. Для цього визначити:
маску хост-комп’ютера, за яким Ви працюєте. З її значення визначити, якого класу є ця мережа; скільки підмереж є в мережі кафедри.
Для кожної підмережі навести діапазон IP-адрес із зазначенням адреси самої підмережі, адреси маршрутизатора та широкомовної адреси.
Визначити, скільки сегментів із визначених Вами підмереж є задіяні (до них підключені хости). Для цього скористайтесь утилітами ipconfig, route, ping.
Виконати пункти 2, 3 для прикладу, даного Вам викладачем на занятті.
Зобразити на рисунках мережі згідно пунктів 2, 3 та 4.
Хід роботи
Складена схема.
/
Провірив з’єднання за адресою 192.168.44.2
/
Провірив з’єднання за адресою 192.168.3.1
/
Висновок
Ознайомився з механізмом ділення на підмережі (subnetting) та механізмом об’єднання мереж (supernetting) на основі існуючої версії протоколу IP – IPv4 та вміти використовувати набуті навички на практиці при конфігурації складніших мереж.