Алгоритм розбиття мережі на підмережі

 

1) Встановлюємо фізичні з'єднання (мережеві кабелі і мережеві з'єднувачі - такі як маршрутизатори).

2) Приймаємо рішення наскільки великі/маленькі підмережі вам потрібні, виходячи з кількості пристроїв, яку буде підключено до них, тобто, скільки IP адрес вимагається використовувати в кожному сегменті мережі.

3) Обчислюємо відповідні мережеві маски і мережеві адреси.

4) Роздаємо кожному інтерфейсу в кожній мережі свою IP адресу і відповідну мережеву маску.

5) Настроюємо кожен маршрутизатор і усі мережеві пристрої;

6) Перевіряємо систему, виправляємо помилки.

Зараз наше завдання розібратися з тим, як виконати 2-й і 3-й кроки.

Приклад 1

Припустимо, що ми хочемо розбити нашу мережу на підмережі, але маємо тільки одну IP - адресу мережі 210.16.15.0.

Рішення:

IP -адреса 210.16.15.0 - це адреса класу С. Мережа класу С може мати до  254 інтерфейсів (хостов) плюс адреса мережі (210.16.15.0) і широкомовну  адресу (210.16.15.255).

Перше: визначити "розмір" підмережі. Існує залежність між кількістю створюваних підмереж і "витраченими" IP адресами. Кожна окрема IP мережа має дві адреси, невживані для інтерфейсів (хостов):

- IP адреса власне мережі і широкомовна адреса.

При розбитті на підмережі кожна підмережа вимагає свою власну унікальну IP адресу мережі і широкомовну адресу - і вони мають бути коректно вибрані з діапазону адрес IP мережі, яку ми ділимо на підмережі.

Отже, якщо при розбитті IP мережі на підмережі, в кожній з яких є дві  мережеві адреси і дві широкомовні адреси - потрібно пам'ятати, що кожна з них зменшить кількість використовуваних інтерфейсних (хостовых) адрес на два. Це ми повинні завжди враховувати при обчисленні мережевих номерів.

Наступний крок - обчислення маски підмережі і мережевих номерів. Мережева маска - це те, що виконує усі логічні маніпуляції по розподілу IP мережі на підмережі. Для усіх трьох класів IP мереж існують стандартні мережеві маски:

- Клас A (8 мережевих бітів): 255.0.0.0

- Клас B (16 мережевих бітів): 255.255.0.0

- Клас C (24 мережевих біта): 255.255.255.0

Щоб створити підмережу, треба змінити маску підмережі для цього класу адрес. Номер підмережі можна задати, запозичивши потрібну для нумерації підмереж кількість розрядів в номері хоста. Для цього беруться ліві (старші) розряди з номера хоста, в масці ж узяті розряди заповнюються одиницями, щоб показати, що ці розряди тепер нумерують не вузол а підмережа. Значення в розрядах маски, що залишаються підмережі оставляються рівними нулю; це означає, що розряди, що залишилися, в номері хоста в IP-адресі  повинні використовуватися як новий (менший) номер хоста.

Наприклад, щоб розбити мережеву адресу на дві підмережі, ми повинні запозичити один хостовый біт, встановивши відповідний біт в мережевій масці першого хостового біта в 1.

Якщо нам потрібно чотири підмережі - використовуємо два хостових біта, якщо вісім підмереж - три біта і так далі. Однозначно, що якщо нам потрібно п'ять підмереж, то ми використовуватимемо три хостових біта. Відповідним чином змінюється і маска підмережі:

Для адрес класу C, при розбитті на 2 підмережі це дає маску -11111111.11111111.11111111.10000000 чи 255.255.255.128

 при розбитті на 4 підмережі маска в двійковому виді -11111111.11111111.11111111.11000000, чи в десятковому 255.255.255.192  і так далі.

Для нашої адреси мережі класу С 210.16.15.0, можна визначити наступних декілька способів розбиття на підмережі:

Таблиця 5.3− Способи розбиття на підмережі

Число	Число підмереж хостов	Мережева маска
2	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)

 

Тепер треба вирішити питання про адреси мереж і широкомовні адреси, і про діапазон IP адрес для кожної з цих мереж. Знову, зважаючи на тільки мережеві адреси класу С і показавши тільки останню (хостовую) частину адрес, ми маємо:

Таблиця 5.4− Розбиття на підмережі

Мережева маска	Підмережі	Мережа	Broadcast	MinIP	MaxIP	Хости	Всього хостів
128	2	0	127	1	126	126	252
		128	255	29	254	126
192	4	0	63	1	62	62	248
		64	127	65	126	62
		128	191	129	190	62
		192	255	193	254	62
224	8	0	31	1	30	30	240
		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

 

 

З цієї таблиці відразу можемо побачити, що збільшення кількості підмереж скорочує загальну кількість доступних хостовых адрес. Тепер, озброєні цією інформацією, ми готові призначати хостові і мережеві IP адреси і мережеві маски.

Приклад 2

Визначимо, скільки треба підмереж для нашої мережі класу С, щоб розбити її на підмережі по 10 хостов в кожній.

Рішення:

Мережа класу С може обслуговувати всього 254 хоста плюс адреса мережі і широкомовна адреса. Для адресації 10-ти хостов 3-х розрядів недостатньо, тому потрібне 4-и розряди. Отже, з восьми можливих для класу С, нам потрібно тільки 4 розряди для  адресації 10 хостов, інші можна використовувати як мережеві для адресації підмереж. Ми  вже знаємо, що кожна підмережа зменшує кількість можливих хостовых адрес в два рази.

Для адресації 16 підмереж необхідно використовувати 4 розряди. Отже, порахуємо  тепер кількість вузлів в кожній з 16 підмереж: 24 - 2 = 14 хостов. Це кількість із запасом задовольняє умові завдання.

Вичислимо маску підмережі, в цьому випадку вона має вигляд:

11111111.11111111.11111111.11110000 чи

255.255.255.240

Ми повинні будемо вказати цю маску при налаштуванні конфігурації кожного хоста в нашій мережі (незалежно від того, в якій підмережі знаходиться хост).Тепер, наприклад, ми можемо сказати, адреса 192.168.200.246 з маскою 255.255.255.240 - означає номер мережі 192.168.200.240 і номер вузла 0.0.0.6.

 

Приклад 3

Тепер, для усіх трьох класів визначимо відповідно маски підмережі, і максимальну кількість вузлів можливих в кожній з цих підмереж, якщо необхідно розбити  відповідно мережу класу А, мережу класу В, мережу класу С на окремих 4 підмережі.

Рішення:

Для мережі класу А:

Максимальна кількість вузлів 16 777 216. Для адресації 4-х підмереж потрібно 2 розряди, означає залишається 22 розряди для адресації хостов. Таким чином, кожна з чотирьох підмереж здатна обслуговувати 222 - 2 = 4 194 302 хоста в кожній з підмереж.

Число        Число підмереж                                 Мережева маска

                    хостов          

4                   4 194 302                  255.192.0.0 (11111111. 11000000.00000000.00000000)

Для мережі класу В:

Максимальна кількість вузлів - 65 536. Для адресації 4-х підмереж в мережевій адресі класу В також треба використовувати 2 розряди, але тепер вільними залишається 14 розрядів. Таким чином, кожна з підмереж може обслуговувати 214 - 2 = 16 382 хостов.

 

Число  Число підмереж                                  Мережева маска

                 хостов                               

4                     16 382          255.255.192.0 (11111111.11111111. 11000000.00000000)

 

Приклад з мережею класу С ми вже розглядали. Отже, тепер найголовніше уміти в двійковому виді читати IP адреси, а за допомогою маски легко можна визначити номер мережі і номер вузла.

Ось тепер, можна сказати, теорія закінчується, для нашої роботи  дуже важливо "зміцніти" в навичках роботи з IP адресами, уміти розділяти мережі на  підмережі, обчислювати маски підмережі, і призначати можливі адреси мереж, і адреси  хостов - це прямий обов'язок мережевих адміністраторів.

Слід сказати, що призначення IP-адрес  вузлам  мережі навіть при не дуже великому розмірі мережі представляє для адміністратора дуже стомливу процедуру. Тому відразу другим кроком в IP адресації розробники вирішили автоматизувати цей процес.

З цією метою був розроблений протокол Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP), який звільняє адміністратора від цих проблем, автоматизуючи процес призначення IP-адрес.

DHCP може підтримувати спосіб автоматичного динамічного розподілу адрес, а також простіші способи ручного і автоматичного статичного призначення адрес. Протокол DHCP працює відповідно до моделі клієнт-сервер.

Під час старту системи комп'ютер, DHCP, що являється клієнтом, посилає в мережу широкомовний запит на отримання IP -адреси. DHCP - cepвер відгукується і посилає повідомлення-відповідь, IP -адресу, що містить. Передбачається, що DHCP –клієнт і DHCP -сервер знаходяться в одній IP-мережі.

При динамічному розподілі адрес DHCP-сервер видає адресу клієнтові на обмежений  час, він  називається  часом оренди (lease duration). Це дає можливість згодом  повторно використовувати цю IP-адресу  для призначення іншому комп'ютеру.

Основна перевага DHCP - автоматизація рутинної роботи адміністратора по конфігурації стека TCP/IP на кожному комп'ютері. Іноді динамічний розподіл адрес дозволяє будувати IP-мережу, кількість вузлів якої перевищує кількість наявних у розпорядженні адміністратора IP-адрес.

У ручній процедурі призначення статичних адрес активну участь бере адміністратор, який надає DHCP серверу інформацію про відповідність IP-адрес фізичним адресам або іншим ідентифікаторам клієнтів.  DHCP-сервер, користуючись цією інформацією, завжди видає певному  клієнтові призначену адміністратором адресу.

При автоматичному статичному способі DHCP -сервер привласнює IP -адресу з пулу наявних IP –адрес  без втручання оператора. А межі пулу адрес, що призначаються, задає адміністратор при конфігурації DHCP-сервера.  Адреса дається клієнтові з пулу в постійне користування, тобто з  необмеженим терміном оренди.

Між ідентифікатором клієнта і його IP-адресою як і  раніше, як і при ручному призначенні, існує постійна відповідність. Вона  встановлюється у момент першого призначення DHCP-сервером IP-адреси  клієнтові. При  усіх наступних запитах сервер повертає туж саму  IP-адресу.

DHCP забезпечує надійний і простий спосіб конфігурації мережі TCP/IP, гарантуючи відсутність дублювання адрес за рахунок централізованого управління їх  розподілом. Адміністраторові в цьому випадку залишається тільки управляти процесом  призначення адрес за допомогою параметра "тривалість оренди", яка визначає, як  довго комп'ютер може використовувати призначену IP-адресу, перш ніж знову запитати його від DHCP-сервера в оренду.

 

 

Хід виконання роботи

 

Завдання

1) IP-адреса 190.235.130.N, мережева маска 255.255.192.0. Визначите, адреса мережі і адреса вузла.

2) Визначте маски підмережі для випадку розбиття мережі з номером N.0.0.0 на 32 підмережі.

3) Існує єдина корпоративна мережа, кількість вузлів мережі - 50 450. Цій мережі виділена адреса для виходу в Internet N.124.0.0. Ви вирішили не вимагати від провайдера додаткових адрес і організувати 8 філій в цій мережі.

Питається:яка максимальна кількість вузлів може бути в кожній з філій? Вичисліть мережеві маски і можливий діапазон адрес хостов для кожної з філій.

4) Ви є адміністратором корпоративної мережі з 6 підмереж, в кожній підмережі по 25 комп'ютерів. Необхідно використовуючи один номер мережі класу С 192.168.10.0,  визначити чи правильно вибраний розмір підмережі, і призначити маски і можливі IP - адреси хостам мережі.

5) Розділити IP-мережу на підмережі відповідно до варіанту з таблиці (ДОДАТОК Д). Для кожної  підмережі вказати широкомовну адресу.

 

Питання до захисту:

1 Які  складові частини IP-адреси?

Відповідь:___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2 Чому в IP -мережі забороняється привласнювати машинам IP -адреси, що починаються з127?

Відповідь:___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

3 Що таке автономні адреси  ?

Відповідь:___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

4 Який алгоритм розбиття мережі на підмережі?

Відповідь:___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

_______________________________________________________________

5 Які функції протоколу Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP)?

Відповідь:__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

ДОДАТОК А