Изучение принципов адресации в вычислительной сети
Описание параметров адресов сетки TCP/IP: символьные доменные имена, локальные и IP-адреса. Организация практической работы по анализу и настройке конфигурации вычислительной сети использующей семейство протоколов TCP/IP. Маски и основные классы адресов.
| Рубрика | Программирование, компьютеры и кибернетика |
| Вид | лабораторная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 21.10.2012 |
| Размер файла | 22,1 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
КАРАГАНДИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА
на тему: «Изучение принципов адресации в вычислительной сети»
Выполнила:
студентка группы СИБ-10-1
Тойшыбек А.Н
Приняла:
Ст.пр. Шодырова Б.Х.
Караганда 2012
Содержание
Введение
1. Типы адресов стека TCP/IP
2. Классы IP-адресов
3. Как назначать номера сетей и подсетей
Введение
Тема: Изучение принципов адресации в вычислительной сети.
Цель работы: получение практических навыков в работе по анализу и настройке конфигурации вычислительной сети использующей семейство протоколов TCP/IP.
1. Типы адресов стека TCP/IP
В стеке TCP/IP используются три типа адресов: локальные, IP-адреса и символьные доменные имена.
Под локальным адресом понимается такой тип адреса, который используется средствами базовой технологии для доставки данных в пределах подсети, являющейся элементом составной интерсети. В разных подсетях допустимы разные сетевые технологии, разные стеки протоколов, поэтому при создании стека TCP/IP предполагалось наличие разных типов локальных адресов. Если подсетью интерсети является локальная сеть, то локальный адрес - это МАС-адрес. МАС-адрес назначается сетевым адаптерам и сетевым интерфейсам маршрутизаторов, МАС-адреса назначаются производителями оборудования и являются уникальными. Для всех существующих технологий локальных сетей МАС-адрес имеет формат 6 байт, например 11-AO-17-3D-BC-01.
IP-адреса представляют собой основной тип адресов, на основании которых сетевой уровень передает пакеты между сетями. Эти адреса состоят из 4 байт, например 109.26.17.100. IP-адрес назначается администратором во время конфигурирования компьютеров и маршрутизаторов. IP-адрес состоит из двух частей: номера сети и номера узла. Номер сети может быть выбран администратором произвольно, либо назначен по рекомендации специального подразделения Internet (Internet Network Information Center, InterNIC), если сеть должна работать как составная часть Internet. Обычно поставщики услуг Internet получают диапазоны адресов у подразделений InterNIC, а затем распределяют их между своими абонентами. Номер узла в протоколе IP назначается независимо от локального адреса узла. Маршрутизатор по определению входит сразу в несколько сетей. Поэтому каждый порт маршрутизатора имеет собственный IP-адрес. Конечный узел также может входить в несколько IP-сетей. В этом случае компьютер должен иметь несколько IP-адресов, по числу сетевых связей. Таким образом, IP-адрес характеризует не отдельный компьютер или маршрутизатор, а одно сетевое соединение.
Символьные доменные имена. Символьные имена в IP-сетях называются доменными и строятся по иерархическому признаку. Составляющие полного символьно имени в IP-сетях разделяются точкой и перечисляются в следующем порядке: сначала простое имя конечного узла, затем имя группы узлов (например, имя организации), затем имя более крупной группы (поддомена) и так до имени домена самого высокого уровня (например, домена объединяющего организации по географическому принципу: RU - Россия, UK - Великобритания, US - США). Между доменным именем и IP-адресом узла нет никакого алгоритмического соответствия, поэтому необходимо использовать какие-то дополнительные таблицы или службы, чтобы узел сети однозначно определялся как по доменному имени, так и по IP-адресу. В сетях TCP/IР используется специальная распределенная служба Domain Name System (DNS), которая устанавливает это соответствие на основании создаваемых администраторам сети таблиц соответствия. Поэтому доменные имена называют также DNS-именам
протокол адрес доменное имя маска
2. Классы IP-адресов
IP-адрес состоит из двух логических частей - номера сети и номера узла в сети. Какая часть адреса относится к номеру сети, а какая - к номеру узла, определяется значениями первых бит адреса. Значения этих бит являются также признакам того, к какому классу относится тот или иной IP-адрес.
Для идентификации сетей и сетевого оборудования протокол IPv4 использует 32-разрядную схему адресации.
Существуют 5 классов IP-адресов, отличающиеся количеством бит в сетевом номере и хост-номере. Класс адреса определяется значением его первого октета.
В табл.1 приведено соответствие классов адресов значениям первого октета и указано количество возможных IP-адресов каждого класса.
Таблица 1. Характеристики классов адресов
|
Класс |
Диапазон значений первого октета |
Возможное кол-во сетей |
Возможное кол-во узлов |
|
|
A B C D E |
1 - 126 128-191 192-223 224-239 240-247 |
126 16382 2097150 - - |
16777214 65534 254 2**28 2**27 |
Адреса класса A предназначены для использования в больших сетях общего пользования. Они допускают большое количество номеров узлов. Адреса класса B используются в сетях среднего размера, например, сетях университетов и крупных компаний. Адреса класса C используются в сетях с небольшим числом компьютеров. Адреса класса D используются при обращениях к группам машин, а адреса класса E зарезервированы на будущее.
Некоторые IP-адреса являются выделенными и трактуются по-особому:
- Если весь IP-адрес состоит только из двоичных нулей, то он обозначает адрес того узла, который сгенерировал этот пакет
- Если в поле номера сети стоят только нули, то по умолчанию считается, что узел назначения принадлежит той же самой сети, что и узел, который отправил пакет.
- Если все двоичные разряды IP-адреса равны 1, то пакет с таким адресом назначения должен рассылаться всем узлам, находящимся в той же сети, что и источник этого пакета. Такая рассылка называется ограниченным широковещательным сообщением (limited broadcast).
- Если в поле номера узла назначения стоят только единицы, то пакет, имеющий такой адрес, рассылается всем узлам сети с заданным номером сети. Например, пакет с адресом 192.190.21.255 доставляется всем узлам сети 192.190.21.0. Такая рассылка называется широковещательным сообщением (broadcast).
При адресации необходимо учитывать те ограничения, которые вносятся особым назначением некоторых IP-адресов. Так, ни номер сети, ни номер узла может состоять только из одних двоичных единиц или только из одних двоичных нулей.
Особый смысл имеет IP-адрес, первый октет которого равен 127. Он используется для тестирования программ и взаимодействия процессов в пределах одной машины. Когда программа посылает данные по IP-адресу 127.0.0.1, то образуется как бы “петля”. Данные не передаются по сети, а возвращаются модулям верхнего уровня, как только что принятые. Поэтому в IP-сети запрещается присваивать машинам IP-адреса, начинающиеся со 127. Этот адрес имеет название loopback.
Форма группового IP-адреса - multicast - означает, что данный пакет должен быть доставлен сразу нескольким узлам, которые образуют группу с номером, указанным в поле адреса. Узлы сами идентифицируют себя, есть определяют, к какой из групп они относятся. Один и тот же узел может входить в несколько групп. Члены какой-либо группы multicast не обязательно должны принадлежать одной сети. В общем случае они могут распределяться по совершенно различным сетям, находящимся друг от друга на произвольном количестве хопов. Групповой адрес не делится на поля номера сети и узла и обрабатывается маршрутизатором особым образом. Основное назначение multicast-адресов - распространение информации по cxeме “один-ко-многим”. Хост, который хочет передавать одну и ту же информацию многим абонентам, с помощью специального протокола IGMP (Internet Group Manageme Protocol) сообщает о создании в сети новой мультивещательной группы с определенным адресом. Машрутизаторы, поддерживающие мультивещательность, распространяют информацию о создании новой группы в сетях, подключенных к портам этого маршрутизатора. Хосты, которые хотят присоединиться к вновь создаваемой мультивещательной группе, сообщают об этом своим локальным маршрутизаторам и те передают эту информацию хосту, инициатору создания новой группы. Групповая адресация предназначена для экономичного распространения в Internet или большой корпоративной сети аудио- или видеопрограмм, предназначенных сразу большой аудитории слушателей или зрителей.
Новый протокол Ipv6 использует 128-разрядные адреса для идентификации устройств и применяет другую схему адресации. Ipv6 поддерживает множество других функциональных возможностей:
- Передачу критичного трафика в реальном времени;
- Мобильность хостов;
- Сквозное шифрование и аутентификацию на сетевом уровне;
- Автонастройку;
В новой схеме адресации Ipv6 появилась концепция общего адреса, которая позволяет присваивать один и тот же адрес разным устройствам. Посланный по общему адресу пакет доставляется единственному устройству, которое является ближайшим по определению маршрутизатора устройством среди всех имеющих данный адрес. Например, Web-узел может быть зеркалирован на несколько серверов, а соединение будет устанавливаться с ближайшим к пользователю сервером. Новая схема адресации позволяет формировать группы адресов и осуществлять многоадресную рассылку. Причем групповой адрес может быть ограничен отдельным доменом, связан с определенным сетевым соединением или даже распределен по глобальной сети. Важно, что появление групповых адресов позволяет отказаться от широковещательной передачи.
3. Как назначать номера сетей и подсетей
Одно из важнейших решений, которое необходимо принять при установке сети, заключается в выборе способа присвоения IP-адресов вашим машинам. Этот выбор должен учитывать перспективу роста сети. Иначе в дальнейшем вам придется менять адреса. Когда к сети подключено несколько сотен машин, изменение адресов становится почти невозможным.
Организации, имеющие небольшие сети с числом узлов до 126, должны запрашивать сетевые номера класса C. Организации с большим числом машин могут получить несколько номеров класса C или номер класса B. Удобным средством структуризации сетей в рамках одной организации являются подсети, когда все адресное пространство сети internet может быть разделено на непересекающиеся подпространства - "подсети", с каждой из которых можно работать как с обычной сетью TCP/IP. Таким образом единая IP-сеть организации может строиться как объединение подсетей. При этом ваша организация должна получить один сетевой номер, например, номер класса B. Для IP-адресов класса B первые два октета являются номером сети. Оставшаяся часть IP-адреса может использоваться как угодно. Например, вы можете решить, что третий октет будет определять номер подсети, а четвертый октет - номер узла в ней. После того, как решено использовать подсети или множество IP-сетей, вы должны решить, как назначать им номера. Обычно это довольно просто. Каждой физической сети, например, Ethernet или Token Ring, назначается отдельный номер подсети или номер сети.
Вы также должны выбрать "маску подсети". Маска подсети (subnet mask) - число, которое служит для выделения частей IP-адреса, чтобы TCP/IP мог отличать номер сети от номера хоста. Используя маску подсети, TCP/lP-хосты могут связаться и определить, где находится хост назначения: в локальной или удаленной сети. Вот пример корректной маски подсети: 255.255.255.0.
Биты IP-адреса, определяющие номер IP-сети, в маске подсети должны быть равны 1, а биты, определяющие номер узла, в маске подсети должны быть равны 0. Чтобы разобраться, как работает маска подсети, нужно иметь представление о логических операциях. Так, оператор AND (логическое И) в логических вычислениях дает результат TRUE (истинно) в том случае, если значение обоих аргументов TRUE.
Обычно TRUE выражается значением - 1, а FALSE (ложно) - значением 0. Чтобы определить. какая часть IP-адреса указывает на сеть, а какая идентифицирует компьютер, выполняется простая логическая операция с полученным адресом и маской подсети. Пример такого вычисления показан в таблице.
Таблица. Использование маски подсети в логической операции and
|
Значение IP-адреса |
Значение маски |
Результат |
|
|
1 |
1 |
1 |
|
|
1 |
0 |
0 |
|
|
0 |
1 |
0 |
|
|
0 |
0 |
0 |
Таким образом, когда маска подсети 255.0.0.0 применяется по отношению к адресу класса С, только часть IP-адреса, содержащаяся в первом байте, определяется как адрес сети. Отсюда несложно рассчитать маски подсети для адресов класса В-- 255.255.0.0 и класса С - 255.255.255.0.
Маски подсетей могут использоваться для маскирования тех частей адреса, которые согласно структуре класса определяются как адреса сети. На практике разделение на подсети применяется в случае, когда конкретное сетевое адресное пространство разбивается дальше на отдельные подсети.
Например, маска подсети 255.255.255.128 может использоваться для разделения адресного пространства класса С на две подсети. Если эту маску применить к сети с IP-адресом 192.113.255, в результате получается одна подсеть с диапазоном адресов от 192.113.255.1 до 192.113.255.128 и вторая подсеть - от 192 .113. 255 .129 д 192.113.255.254. Обратите внимание, что адреса, которые содержали бы в последнем байте все нули или все единицы, были исключены. Они являются адресами специального использования и, как правило, не присваиваются компьютерам (например, 192.113.255.0).
Маска подсети 255.255.255.192 разделила бы адресное пространство класса С на четыре подсети с доступными 62 адресами узлов в каждой. В двоичном формате значение 190 имеет вид 11000000. Таким образом, остается только шесть битов, которые могут быть использованы для определения адреса узла. Наибольшая величина, которая может быть записана шестью битами, - 63, а поскольку нельзя использовать адреса узлов со всеми нулями или единицами, остается только 62 доступные комбинации.
Расчеты подсетей. Если вы решили разделить ваше адресное пространство на подсети, определитесь с количеством компьютеров, которые вам необходимо иметь в каждой подсети, и выразите это количество двоичной величиной. Это покажет вам, сколько битов займет адрес компьютера. Вычтите это значение из общего количества битов (из восьми, если разбивается адресное пространство класса С). Затем вычислите десятичный эквивалент двоичной величины, которая в первых битовых позициях имеет столько единиц, сколько показала вышеописанная операция вычитания.
Например, каждая из подсетей должна содержать 30 компьютеров с отдельными адресами. В двоичном формате 30 (11110) занимает пять битов. Остается три битовых позиции (8-5=3), которые необходимо выделить с помощью маски из общего адресного пространства. Тогда двоичная запись требуемой маски будет 11100000, что эквивалентно 224 в десятичном формате.
Поскольку для маски подсети выделено только три бита, наибольшее значение, которое можно записать в этом случае, равно семи (111 в двоичном формате соответствует 7 в десятичном). С учетом нулевого значения можно создать восемь адресов подсетей.
Это означает, что в случае использования маски 255.255.255.224 для разделения адресного пространства класса С на подсети можно создать восемь подсетей с 30 узлами в каждой.
Произведем подсчеты: адрес первой подсети 000. Так как IP-адрес записывается в десятичном формате с разделительными точками, вычислим, сколько адресов можно определить 8-битовой двоичной величиной. которая всегда начинается с 000, а затем преобразуем этот диапазон в десятичную величину. Например, диапазон от 00000001 до 00011110 будет соответствовать значениям от 1 до 30. Адреса 00000000 и 0001111 не действительны, так как адрес узла в них представлен всеми единицами или нулями, что недопустимо. Если эту маску применить к адресу сети класса С 192.113.255.0, узлы первой подсети будут представлены адресами от 192.113.255.1 до 192.113.255.30.
Адрес второй подсети 001. Диапазон адресов, которые могут быть созданы в этой подсети - от 00100001 до 00111110, что соответствует значениям 33-62 в десятичном формате. Применительно к адресу сети 192.113.255.0 узлы второй подсети будут адресоваться от 192.113.255.65 до 192.113.255.94. Адрес третьей подсети 010. Диапазон адресов узлов-- от 01000001 до 01011110 или 65-94 в десятичном формате. Это соответствует диапазону адресов от 192.113.255.65 до 192.113.255.94.
Если вы продолжите вычисления для оставшихся подсетей (от 011 до 111), то обнаружите, что получилось восемь подсетей с 30 доступными адресами узлов в каждой.
Лабораторная работа рассчитана на 6 часов работы. и включает в себя изучение кратких теоретических сведений, выполнение задания к лабораторной работе, оформление отчета и ответы на контрольные вопросы.
Задание к работе:
1. Произвести расчет подсетей, получив адреса компьютеров сети, согласно данных индивидуального варианта
|
Вариант |
Начальный адрес сети |
Количество компьютеров в подсети |
|
|
1 |
194.57.253.0 |
20 |
|
|
2 |
199.117.13.0 |
22 |
|
|
3 |
207.133.254.0 |
24 |
|
|
4 |
220.115.46.10 |
25 |
|
|
5 |
217.155.31.20 |
26 |
|
|
6 |
193.110.255.0 |
28 |
|
|
7 |
210.99.130.0 |
30 |
|
|
8 |
132.18.255.0 |
32 |
|
|
9 |
196.192.176.10 |
34 |
|
|
10 |
182.141.255.0 |
36 |
|
|
11 |
193.254.15.10 |
38 |
|
|
12 |
185.110.255.0 |
40 |
|
|
13 |
191.118.255.0 |
42 |
|
|
14 |
192.18.155.0 |
45 |
|
|
15 |
200.200.200.0 |
50 |
2. Используя утилиты Windows (Приложение 1) и произвести анализ конфигурации IP-сети и дать её описание.
Содержание отчета:
1. цель и задание к лабораторной работе.
2. ответы на контрольные вопросы
3. распечатки результатов выполнения задания.
Контрольные вопросы.
1. Какую долю всего множества IP-адресов составляют адреса класса А? Класса В? Класса С?
(Первый октет);
2. Какие из ниже приведенных адресов не могут быть использованы в качестве IP-адреса конечного узла сети, подключенной к Internet? Для синтаксически правильных адресов определите их класс: А, В, С, D или Е.
(A) 127.0.0.1 (Е) 10.234.17.25 (I) 193.256.1.16 (не может использоваться, потому что он используется для тестирования программ и взаимодействия процессов в пределах одной машины);
(B) 201.13.123.245 (F) 154.12.255.255 (J) 194.87.45.0 (С);
(C) 226.4.37.105 (G) 13.13.13.13 (К) 195.34.116.255 (D);
(D) 103.24.254.0 (Н) 204.0.3.1 (L) 161.23.45.305 (B);
3. Пусть IP-адрес некоторого узла подсети равен 198.65.12.67, а значение маски для этой подсети -- 255.255.255.240. Определите номер подсети. Какое максимальное число узлов может быть в этой подсети?
Так как у нас номер сети 198.65.12.64, то тогда номер подсети у нас:
12;
Максимальное число узлов:
254;
4. Пусть поставщик услуг Internet имеет в своем распоряжении адрес сети класса В. Для адресации узлов своей 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?
Максимальное число абонентов 254. Маска - 255.255.0.0.
5. Какое максимальное количество подсетей теоретически возможно организовать, если в вашем распоряжении имеется сеть класса С? Какое значение должна при этом иметь маска?
В классе С маска подсети: 255.255.255.0
Теоретически максимальное количество подсетей может быть в пределах 255;
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Адресация в TCP-IP сетях. Локальные, IP-адреса и символьные доменные имена, используемые в стеке TCP. Основные типы классов IP адресов, максимальное число узлов в сети. Маска подсети, её значения. Протокол IPv6, его главные особенности и функции.
презентация [105,6 K], добавлен 10.09.2013Расчеты параметров проектируемой локальной вычислительной сети. Общая длина кабеля. Распределение IP-адресов для спроектированной сети. Спецификация оборудования и расходных материалов. Выбор операционной системы и прикладного программного обеспечения.
курсовая работа [940,7 K], добавлен 01.11.2014Понятие уникального адреса каждого компьютера в сети Интернет. Пересылка пакетами данных в Интернете. Организация адресации в Интернете. IP-сети и маски подсетей. Схемы организации связи при подключении. Виды IP-адресов, особенности их использования.
реферат [1,6 M], добавлен 15.04.2016Основные характеристики и алгоритмы настройки виртуальной локальной вычислительной сети VLAN, протоколов маршрутизации, системы доменных имен и трансляции сетевых адресов с целью разработки корпоративной сети в среде имитационного моделирования.
курсовая работа [556,1 K], добавлен 23.04.2011Настройка телекоммуникационного оборудования локальной вычислительной сети. Выбор архитектуры сети. Сервисы конфигурации сервера. Расчет кабеля, подбор оборудования и программного обеспечения. Описание физической и логической схем вычислительной сети.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 22.12.2014Рассмотрение конфигурации сети Frame-Relay. Особенности распределения адресного пространства. Способы определения IP адреса интерфейсов маршрутизаторов. Методы настройки средств суммирования адресов. Знакомство с этапами проектирования сети OSPF.
курсовая работа [486,7 K], добавлен 23.04.2017Назначение и специфика работы вычислительной сети. Организация локально-вычислительной сети офисов Москва City. Глобальная компьютерная сеть. Топология вычислительной сети. Основные типы кабелей. Повторители и концентраторы. Планирование сети с хабом.
курсовая работа [228,5 K], добавлен 08.01.2016Организационная структура Центра службы занятости. Выбор конфигурации вычислительной сети, системы электронного документооборота. Проектирование структурной схемы вычислительной сети Центра службы занятости, схема размещения сетевой инфраструктуры.
курсовая работа [3,0 M], добавлен 22.07.2011Способы связи разрозненных компьютеров в сеть. Основные принципы организации локальной вычислительной сети (ЛВС). Разработка и проектирование локальной вычислительной сети на предприятии. Описание выбранной топологии, технологии, стандарта и оборудования.
дипломная работа [2,3 M], добавлен 19.06.2013Характеристика сетевых технологий Ethernet, FDDI и Token Ring. Описание топологий соединения "общая шина", "звезда" и "кольцо". Выбор активного, пассивного и вспомогательного оборудования, протоколов, схем адресации с целью разработки вычислительной сети.
курсовая работа [134,8 K], добавлен 30.07.2010
