Маска подсети 255.255 0.0 1111111111111111 00000000 00000000Результат _________________________________________________ Свидетельствует ли результат, что IP-адрес получателя и маска подсети принадлежат удаленной сети или локальной сети? ____________________________________________________________________ Почему Вы не смогли бы успешно выполнить Ping удаленного узла? ____________________________________________________________________ Сравните результаты, полученные из-за применения неправильной маски подсети. Попытайтесь понять различие в поведении TCP/IP в случаях, когда маска подсети относится к локальной или удаленной сети. Какие выводы можно сделать о том, как TCP/IP использует маску подсети? ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 5. Рассмотрите два примера, определите, какие проблемы могут возникнуть, и объясните их возможное появление.
Для каких узлов маска подсети задана неправильно? ___________________________________________________________________ Как неправильное значение маски подсети влияет на работу этих узлов? ___________________________________________________________________ Каково правильное значение маски подсети? ___________________________________________________________________
Что неправильно в этой маске подсети? ____________________________________________________________________ Как это влияет на соединения? ____________________________________________________________________ Каково правильное значение маски подсети? ____________________________________________________________________ Резюме Если Вы хотите разделить свою сеть на подсети, необходимо задать маску подсети. Это можно сделать так преобразовать количество физических сегментов сети в двоичный формат, подсчитать требуемое для его двоичной записи число бит, перевести его в десятичный формат Для задания маски подсети можно использовать больше 8 бит — это увеличит гибкость схемы адресации. Разработка маски подсети переменной длины Разработка и настройка масок подсети переменной длины требует больше времени и сложнее для понимания, однако с помощью этой схемы доступное адресное пространство расходуется намного более эффективно. Рассмотрим простой пример. Предположим, что Университет города Плотчника (Plotchnik University, PU) располагает адресом класса В, и для поддержки различных территорий университета, офисов и предприятий необходимо 135 подсетей. Поскольку 135 расположено между 128 и 256, для маски подсети постоянной длины требуется восемь разрядов; при этом маска подсети по умолчанию для адреса класса В — 255.255.0.0 — в данном случае расширяется до 255.255.255.0, обеспечивая поддержку необходимого количества подсетей. Пока все нормально. Предположим, тем не менее, что более чем от половины подсетей в этом университете требуется поддержка лишь 30 устройств или того меньше. Значит, все эти сети, которые могли бы ограничиться пятиразрядной маской подсети, должны тратить дополнительные три разряда пространства (или до 224 неиспользуемых адресов в каждой подсети)! Как можно догадаться, технология маскирования подсетей маской переменной длины разрабатывалась именно для того, чтобы предусмотреть такие ситуации. Вместо того, чтобы пользоваться методом, предложенным в предыдущем разделе, выполните следующее: 1. Проанализируйте требования отдельных подсетей. 2. Сгруппируйте эти требования по их отношениям к ближайшей степени 3. Руководствуясь информацией о том, какие подсети должны поддерживать наибольшее количество устройств, определите минимальный размер маски подсети. (Помните: чем меньше маска подсети, тем меньше подсетей она поддерживает, но тем больше ведущих адресов.) 4. Сгруппируйте подсети, требующие меньшего количества хостов в преде 5. Определите схему маски подсети переменной длины, обеспечивающую необходимое количество подсетей каждого размера, оптимально подходящую для выполнения поставленной задачи, группирующую крупные и мелкие подсети и создающую наиболее эффективные модели сетевого трафика. Другими словами, соседствующие подсети с одинаковым расширенным сетевым префиксом должны быть помещены в один "контейнер", определяемый сетевым префиксом более высокого уровня, если это возможно. Предположим, вам нужно несколько подсетей с тремя разрядами фрагментации сети и 30 подсетей с пятью разрядами фрагментации. Это значит, что потребуется три трехразрядных префиксных контейнера, поскольку каждый из них может предложить лишь 14 уникальных пятиразрядных под-подсетей. Если поместить эти пятиразрядные подсети все вместе в пределах адресов, которые попадают в любую трехразрядную область подсети и, вероятнее всего, будут обмениваться данными друг с другом, получится наиболее эффективная схема маршрутизации из всех возможных. Таким образом, маскирование подсетей маской переменной длины делает возможным создание иерархий маршрутизации и ограничение трафика по магистрали, гарантируя, что меньшие адресные пространства подсетей смогут получать доступ к необходимым ресурсам наиболее эффективным способом. Для этого нужно убедиться в том, что серверы, к которым такие подсети обращаются чаще всего, подключены прямо к данной подсети, или же они находятся в том же трехразрядном адресном пространстве подсети, что и исходные подсети, даже если это пространство разделено еще на сорок пятиразрядных контейнеров.
Расчет суперсетей Суперсети "захватывают" разряды из сетевой части IP-адреса, "одалживая" их в хостовой части IP-адреса. Кроме всего прочего, суперсети позволяют различным сетевым IP-адресам объединяться и действовать совместно, как если бы они представляли собой единую логическую сеть. В результате заметно повышается эффективность сообщений внутри локальной сети, т. к. исчезает необходимость внутренней маршрутизации. В некоторых случаях это также делает возможным адресацию к суперсети большего количество хостов, чем при сочетании множества адресов и вот почему: 1.Сочетание восьми адресов класса С захватывает три разряда из сетевой части адреса и добавляет их в хостовую часть адреса. 2.Таким образом, вместо поддержки восьми разрядов в части ведущего адреса суперсеть поддерживает 11 разрядов (8 + 3) для ведущих адресов. В результате маска подсети принимает форму 255.255.248.0 (вместо 255.255.255.0 по умолчанию). Есть два способа расчета маски суперсети. Осознавая, что вы захватываете три разряда из правой части третьего октета, вы должны также отдавать себе отчет в том, что результирующая битовая маска для этого октета принимает вид 11111000, что эквивалентно 248 в десятичном выражении. Другой способ рассчитать это значение — признать, что наибольшее число, которое можно представить в трех двоичных разрядах, равняется 111, или 23 — 1, или 7 в десятичном представлении. Если вычесть это число из 255, получится 248 — тот же ответ, но пришли мы к нему быстрее, чем если бы использовали предыдущую формулу. Поскольку действительны оба метода, применяйте тот, который кажется вам более удобным. 3. Количество доступных хостов для данной суперсети подсчитывается по известной формуле 2b — 2, для данного случая 211 — 2 равняется 2046. 4. Каждый отдельный адрес класса С может адресовать только 254 (28 - 2) хоста. Помножив 8 на 254, получим 2032. Поскольку 2046 — 2032 = 12, в результате организации суперсетей для восьми адресов класса С выявляются дополнительные хосты, которые не обнаруживались при использовании каждого адреса класса С по отдельности. На самом деле, намного более важно то обстоятельство, что организация суперсети позволяет получать доступ к группе хостов через один адрес маршрутизатора, а сами эти хосты могут налаживать друг с другом прямое взаимодействие, обходясь без маршрутизации между всеми хостами в данном адресном пуле. Надеемся, что все это поможет проиллюстрировать то, почему организация суперсетей столь полезна для поставщиков доступа в Internet, которые могут объединять множество адресов класса С, и таким образом обслуживать большее количество пользователей, чем это казалось возможным. В действительности сочетание организации суперсетей с техникой маскирования подсетей маской переменной длины дает поставщикам доступа в Internet возможность разделять и дробить адресные пространства с поразительной эффективностью и легкостью.
ЗАДАНИЕ 3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИДЕНТИФИКАТОРОВ ПОДСЕТЕЙ Для задания идентификаторов подсетей используется то же число бит, что и для соответствующей маски подсети Определить диапазон идентификаторов подсетей, входящих в объединенную сеть, можно несколькими способами На этом занятии рассмотрены два из них. Изучив материал этого задания, Вы сможете: - различными способами определить диапазон идентификаторов подсетей, входящих в объединенную сеть; - определить общую маску подсети для использования в глобальной сети, состоящей из множества подсетей Возможные идентификаторы подсети комбинируются из тех бит в адресе узла, которые используются в маске подсети Определите количество возможных комбинаций этих бит и выпишите их в десятичном формате Ниже приведена процедура, необходимая для определения диапазона идентификаторов подсетей последовательность действий 1. Выпишите все возможные комбинации бит, используемых для формирования маски подсети 2. Вычеркните комбинации, где значения всех бит одновременно равны О и 1 Это нужно сделать потому, что они представляют недопустимые IP-адреса комбинация «все О» означает всю локальную сеть, а «все 1» совпадает с маской подсети 3. Переведите в десятичный формат значения комбинации бит для каждой подсети Каждое такое значение представляет одну сеть и используется для определения диапазона идентификаторов узлов в ней
Адреса подсетей специального назначения.
Идентификаторы подсетей, состоящие из одних нулей или одних единиц, называются адресами подсетей специального назначения (special-case subnet addresses). Идентификатор из одних единиц применяется для широковещания в подсети. Идентификатор из одних нулей обозначает локальную подсеть. При делении на подсети такие идентификаторы использовать не рекомендуется. Однако их применение возможно, когда все маршрутизаторы и прочее оборудование Вашей сети поддерживает их.
Быстрый способ определения идентификаторов подсетей Описанный выше способ определения идентификаторов подсетей неэффективен, если Вы отводите под маску подсети больше 4 бит. В таком случае Вам придется выписывать и преобразовывать большое количество битовых комбинаций. Ниже показано, как быстро определить диапазон идентификаторов подсетей. 1. Запишите единицами количество бит, необходимых для идентификаторов подсетей, и дополните их справа нулями до одного байта. Например, если Вы используете 2 бита для идентификаторов подсетей, запишите это значение как 11000000. 2. Преобразуйте наименее значимый бит в десятичное число. Вы получите приращение для каждой очередной подсети. В предыдущем примере оно равно 64. 3. Начиная с нуля, выпишите последовательно получаемые с помощью приращения значения, пока не дойдете до 256. Совет. Если Вам известно необходимое число бит, Вы можете возвести число 2 в степень, соответствующую числу бит, и вычесть из результата 2, чтобы получить количество возможных битовых комбинаций.
Упражнения
Определите маску подсети, соответствующую указанному диапазону IP-адресов. 1. Диапазон адресов от 128.71.1.1 до 128.71.254.254. ____________________________________________________________________ 2. Диапазон адресов от 61.8.0.1 до 61.15.255.254. ____________________________________________________________________ 3. Диапазон адресов от 172.88.32.1 до 172.88.63.254. ____________________________________________________________________ 4. Диапазон адресов от 111.224.0.1 до 111.239.255.254. ____________________________________________________________________ 5. Диапазон адресов от 3.64.0.1 до 3.127.255.254 ____________________________________________________________________ РЕЗЮМЕ Для определения диапазона идентификаторов подсетей можно использовать два способа — короткий и длинный. Последний неэффективен, если для маски подсети используется более 4 бит.
ЗАДАНИЕ 4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИДЕНТИФИКАТОРОВ УЗЛОВ В ПОДСЕТИ Количество узлов в подсети можно определить с помощью короткой процедуры. Фактически, когда Вы определяли идентификаторы подсетей. Вы тем самым задали также идентификаторы узлов в каждой из них. На этом занятии показано, как определять идентификаторы узлов в подсети. Выполняя упражнения. Вы закрепите полученные навыки. Изучив материал этого задания, Вы сможете; - определить диапазон идеи идентификаторов узлов в подсети, используя для этого идентификатор подсети. Каждое очередное значение идентификатора подсети, увеличенное на единицу (см. предыдущее занятие), — не что иное, как начало диапазона идентификаторов узлов в подсети. Следующее по порядку возможное значение идентификатора подсети, уменьшенное на единицу, дает конечное значение диапазона. Это проиллюстрировано ниже.
В таблице указан допустимый диапазон идентификаторов узлов для сети класса В случае, когда для маски подсети используется 3 бита.
Определение количества узлов в подсети. 1. Подсчитайте число бит, которые можно использовать для идентификаторов узлов. Например, если Ваша сеть — класса В, и 16 бит используются для идентификатора сети, а еще 2 — для идентификаторов подсетей, то для идентификаторов узлов остается 14 бит. 2. Запишите это число двоичными единицами и преобразуйте полученное значение в десятичный формат. В рассматриваемом примере 11111111111111 имеет десятичное значение 16383. 3. Вычтите из него 1. Совет. Если Вам известно необходимое для идентификаторов узлов число бит, Вы можете возвести число 2 в степень, соответствующую числу бит и вычесть из полученного значения 2. УПРАЖНЕНИЯ Далее Вы попрактикуетесь в определении диапазона идентификаторов сетей, используя приведенную ниже иллюстрацию.
Определите идентификаторы подсетей для объединенной сети, состоящей из двух сетей, используя 2 бита маски подсети класса В. ________________________________________________________________________________________________________________________________________ 1. Выпишите все возможные битовые комбинации для указанной ниже • маски подсети. Переведите их в десятичный формат, чтобы определить начальное значение идентификаторов узлов для каждой подсети. 255 255 192 0 11111111 11111111 11000000 00000000 Не используется 00000000 = ______ Подсеть 1 _____ = ______ Подсеть 2 _____ = _______ He используется 11000000 = 192 (маска подсети) ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
2. Выпишите диапазон идентификаторов узлов для каждой подсети. Подсеть Начальное значение Конечное значение Подсеть 1 w.x.__.1 w.x.___.254 Подсеть 2 w.x.__.1 w.x.___.254 ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Определите диапазон идентификаторов сетей для объединенной сети, состоящей из 14 подсетей, используя 4 бита маски подсети класса В. ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 1. Выпишите все возможные битовые комбинации для указанной ниже маски подсети. Переведите их в десятичный формат, чтобы определить начальное значение идентификаторов узлов для каждой подсети. 255 255 240 0 11111111 11111111 11110000 00000000 Не используется 00000000 = 0 Подсеть 1 _____ = __ Подсеть 2 _____ = __ Подсеть 3 _____ = __ Подсеть 4 _____ = __ Подсеть 5 _____ = __ Подсеть 6 _____ = __ Подсеть 7 _____ = __ Подсеть 8 _____ = __ Подсеть 9 _____ = __ Подсеть 10 _____ = __ Подсеть 11 _____ =: — Подсеть 12 _____ == —— Подсеть 13 _____ = —— Подсеть 14 ______ = —— Не используется 11110000 = 240 (маска подсети) 2. Выпишите диапазон идентификаторов узлов для каждой подсети.
Используйте быстрый метод для определения диапазона идентификаторов сетей для 14 сетей. Сравните результаты с полученными в предыдущем задании. Они должны совпадать. Первый пункт этого упражнения уже выполнен. 1. Запишите двоичными единицами количество бит, используемых для маски подсети, дополнив его справа нулями до одного байта. ____________________________________________________________________ 255 255________240_______0___________ 11111111 11111111 11110000 00000000 2. Укажите десятичное значение самого младшего бита из установленных в 1. ____________________________________________________________________ 3. Запишите двоичными единицами количество бит, используем маски подсети, переведите полученную запись в десятичный (и вычтите 1. Вы получите возможное количество подсетей. ________________________________________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ 3.Начиная с нуля, добавляйте приращен0ие, полученное в п. 2, столько сколько возможно различных битовых комбинаций (вычислено ] ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Определите диапазон идентификаторов узлов для каждой из перечисленных подсетей. 4. Идентификатор сети — 75.0.0.0, маска подсети 255.255.0.0, две подсети. ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 5. Идентификатор сети — 150.17.0.0, маска подсети 255.255.255.0, четыре подсети. ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 6. Идентификаторы сетей — 107.16.0.0 и 107.32.0.0, маска подсети 255.240.0.0, две подсети. ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 7. Идентификаторы сетей - 190.1.16.0, 190.1.32.0, 190.1.48.0, 190.1.64.0, маска подсети 255.255.248.0, четыре подсети. ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 8. Идентификаторы сетей - 154.233.32.0, 154.233.96.0 и 154.233.160.0, маска подсети 255.255.224.0, три подсети. ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ РЕЗЮМЕ. Для того чтобы определить количество узлов в подсети, необходимо выполнить три операции: подсчитайте число бит, доступных для использования в идентификаторах узлов, переведите это записанное единицами значение в десятичный формат и вычтите
ЗАДАНИЕ 5. ОБЪЕДИНЕНИЕ НЕСКОЛЬКИХ СЕТЕЙ Чтобы пространство идентификаторов сетей не было исчерпано, организации, координирующие развитие Интернета, разработали схему объединения сетей (supernetting), с которой Вы и познакомитесь на этом занятии. Изучив материал этого задания, Вы сможете: - описать концепции объединения сетей. В отличие от деления на подсети, при объединении сетей часть бит идентификатора сети маскируется как идентификатор узла — это увеличивает эффективность маршрутизации. Например, вместо того чтобы предоставить 1 идентификатор сети класса В организации, имеющей 2 000 узлов, InterNIC выделяет ей 8 идентификаторов сетей класса С. Каждая такая сеть может содержать до 254 узлов, что в совокупности обеспечивает 2 032 идентификатора узлов. Таким образом экономятся идентификаторы сетей класса В. Однако эта технология порождает новую проблему. При использовании обычных механизмов маршрутизации, маршрутизаторы в Интернете должны поддерживать еще 7 дополнительных записей в своих таблицах, чтобы направлять пакеты в сеть подобной организации. Для того чтобы разгрузить маршрутизаторы Интернета, была разработана технология бесклассовой маршрутизации (Classless Inter-Domain Routing, CIDR), которая позволяет объединить все 8 записей таблицы маршрутизации в 1, относящуюся одновременно ко всем выделенным организации сетям класса С.
Таким образом, было выделено 8 идентификаторов сетей класса С—с 220,78.168.0 до 220.78.175.0. Запись в таблице маршрутизации формируется, как показано ниже. Идентификатор сети Маска подсети Маска подсети в двоичном виде 220.78.168.0 255.255.248.0 11111111 11111111 11111000 00000000 При объединении сетей та сеть, для которой предназначен пакет, определяется выполнением операции логического «И» с использованием маски подсети и IP-адреса получателя. Если результат операции совпадает с идентификатором сети, пакет отправляется в соответствующую сеть. Эта процедура рассматривалась на предыдущем занятии. РЕЗЮМЕ При объединении сетей часть бит идентификатора сети маскируется как идентификатор узла для повышения эффективности маршрутизации.
Закрепление материала
Эти вопросы помогут Вам лучше усвоить основные темы данного задания. Если Вы не сумеете ответить на вопрос, повторите материал соответствующего задания. Выполняя упражнения, Вы подготовитесь к реальным ситуациям. 1. Каково назначение маски подсети? ________________________________________________________________________________________________________________________________________ 2. Когда необходима маска подсети? ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 3. Когда используется маска подсети по умолчанию? ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 4.Когда необходимо задать специальную маску подсети? ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Упражнения Задайте схему деления на подсети в каждом из следующих сценариев. Для каждого сценария определите: • маску подсети; • диапазон корректных идентификаторов сетей; • шлюз по умолчанию для узлов каждой сети. После этого ответьте на вопросы. InterNIC выделил Вам один адрес сети класса В: 131.107.0.0. Интрасеть Вашей организации в настоящий момент состоит из 5 подсетей, в каждой из которых около 300 узлов. В следующем году число подсетей увеличится в 3 раза. В трех подсетях число узлов может достигнуть 1 000.
1. Сколько бит Вы использовали для маски подсети? 2. Какой запас на случай появления дополнительных сетей Вы оставили? ________________________________________________________________________________________________________________________________________ 3. Какой запас на случай увеличения числа узлов Вы оставили? ————————————————————————————————————— InterNIC выделил Вам один адрес сети класса А: 124.0.0.0. Изолированная сеть Вашей организации в настоящий момент состоит из 5 подсетей. В каждой из подсетей около 500 000 узлов. В ближайшем будущем Вы планируете разделить эти 5 подсетей на 25 меньших, чтобы облегчить управление ими. Число узлов в каждой из них может достичь 300 000. 1. Сколько бит Вы использовали для маски подсети? ____________________________________________________________________ 2. Какой запас на случай появления дополнительных сетей Вы оставили? ____________________________________________________________________ 3. Какой запас на случай увеличения числа узлов Вы оставили? ____________________________________________________________________ В Вашей сети 5 подсетей, в каждой из которых около 300 узлов. В течение полугода количество подсетей превысит 100. Число узлов в каждой из них вряд ли станет больше 2 000. Вы не собираетесь подключать свою сеть к Интернету. 1. Какой класс адресов Вы использовали? ____________________________________________________________________ 2. Сколько бит Вы использовали для маски подсети? ____________________________________________________________________ 3. Какой запас на случай появления дополнительных сетей Вы оставили? ____________________________________________________________________ 4. Какой запас на случай увеличения числа узлов Вы оставили? ____________________________________________________________________
Поставщик услуг Интернета получил диапазон из 2 048 адресов сете класса С, начиная с 192.24.0.0 до 192.31.255.0.
1. Какой IP-адрес должен использоваться в таблице маршрутизации дл(направления пакетов в объединенную сеть этого провайдера? ____________________________________________________________________ 2. Какая маска подсети должна использоваться для объединения всей этих сетей? ____________________________________________________________________ Клиенты этого провайдера предъявляют следующие требования: • клиент 1 собирается иметь не более 2 023 узлов; • клиент 2 собирается иметь не более 4 047 узлов; • клиент 3 собирается иметь не более 1011 узлов; • клиент 4 собирается иметь не более 500 узлов. Определите значения недостающих параметров для каждого клиента. 1. Клиент 1 Начальный IP-адрес 192.24.0.1 Конечный IP-адрес 192.24.7.8 Маска подсети____________________________________________________ 2. Клиент 2 Начальный IP-адрес 192.24.31.254 Конечный IP-адрес 255.255.240.0 Маска подсети ____________________________________________________ 3. Клиент 3
|
