Методические указания к лабораторным работам по курсу " сети ЭВМ и телекоммуникации " для студентоВ специальности сапр

Федеральное агентство по образованию

(государственный технологический университет)

Кафедра САПР

СЕТИ ЭВМ И ТЕЛЕКОММУНИКАЦИИ

Методические указания к лабораторным работам

по курсу “ СЕТИ ЭВМ И ТЕЛЕКОММУНИКАЦИИ ”

для студентоВ специальности - САПР

Владикавказ 2014

УДК
Рецензент:

Сети ЭВМ и телекоммуникации. Методические указания к лабораторным работам

Владикавказ: «Терек», 2014. – 60 с.

Методические указания содержат описание пяти лабораторных работ по дисциплине «Сети ЭВМ и телекоммуникации». Посвящены выработке у студентов навыков использования наиболее распространенных сервисов глобальной сети Internet и сетевого прикладного программного обеспечения, а также изучению общих принципов построения компьютерных сетей. Методические указания содержат теоретические сведения по рассматриваемым вопросам, практические примеры и справочную информацию, необходимую для выполнения лабораторных работ. Рекомендовано для студентов специальности 230100 - "Системы автоматизированного проектирования", а также для студентов других инженерных и специальностей.

СОДЕРЖАНИЕ

Лабораторная работа № 1. Изучение протокола IP. Определение диапазона адресов подсети.

В связи с необходимостью перенаправлять пакеты из одного сегмента сети в другой, сетевые адреса должны удовлетворять следующим требованиям:

1. 
   Адреса должны быть уникальны. В сети не может быть нескольких участников с одинаковыми адресами во избежание неоднозначности.
   
2. 
   Сетевой адрес должен содержать информацию о том, как достичь получателя по сети.
   

Структура может быть сложной многоуровневой, например адрес содержит информацию о стране, области, населенном пункте, предприятии, здании, отделе и т.д. или простой, содержащей номер сети и номер компьютера в сети.

По сложной структуре легче построить маршрут прохождения пакета, но адрес оказывается сложным и перегруженным часто ненужной информацией. Примером такой адресации может служить доменная адресация в Интернет, по адресу asu.bru.mogilev.by нетрудно понять, где находится данный участник сети и как до него добраться.

Простая структура позволяет значительно сократить размер адреса и сохраняет возможность работы в сети любой структуры, но для этого могут потребоваться сложные и, часто, не столь очевидные алгоритмы, как в предыдущем случае.

1. Протокол IP (Internet Protocol)

Архитектуру сетевого уровня удобно рассматривать на примере сетевого протокола IP – самого распространенного в настоящее время, основного протокола сети Интернет. Термин «стек протоколов TCP/IP» означает «набор протоколов, связанных с IP и TCP(протоколом транспортного уровня)».

Архитектура протоколов TCP/IP предназначена для объединенной сети, состоящей из соединенных друг с другом шлюзами отдельных разнородных пакетных подсетей, к которым подключаются разнородные машины.

Каждая из подсетей работает в соответствии со своими специфическими требованиями и имеет свою природу средств связи. Однако предполагается, что каждая подсеть может принять пакет информации (данные с соответствующим сетевым заголовком) и доставить его по указанному адресу в этой конкретной подсети.

Не требуется, чтобы подсеть гарантировала обязательную доставку пакетов и имела надежный сквозной протокол.

Таким образом, два узла, подключенных к одной подсети, могут обмениваться пакетами.

Когда необходимо передать пакет между машинами, подключенными к разным подсетям, то машина-отправитель посылает пакет в соответствующий шлюз (шлюз подключен к подсети также как обычный узел). Оттуда пакет направляется по определенному маршруту через систему шлюзов и подсетей, пока не достигнет шлюза, подключенного к той же подсети, что и машина-получатель: там пакет направляется к получателю.

Таким образом, адрес получателя должен содержать в себе:

1. 
   номер (адрес) подсети;
   
2. 
   номер (адрес) участника (хоста) внутри подсети.
   

192.168.200.47

является десятичным эквивалентом двоичного адреса

11000000.10101000.11001000.00101111

Иногда применяют десятичное значение IP-адреса. Его легко вычислить

192*256³+168*256²+200*256+47=3232286767

или с помощью метода Горнера :

(((192*256)+168)*256+200)*256+47=3232286767

Маска сети также является 32-х разрядным двоичным числом. Разряды маски имеют следующий смысл:

1. 
   если разряд маски равен 1, то соответствующий разряд адреса является разрядом адреса подсети,
   
2. 
   если разряд маски равен 0, то разрядом хоста внутри подсети.
   

Исходя из вышесказанного, маску часто записывают в виде числа единиц в ней содержащихся.

является правильной маской подсети (/21), а

является неправильной, недопустимой.

Нетрудно увидеть, что максимальный размер подсети может быть только степенью двойки (двойку надо возвести в степень, равную количеству нулей в маске).

При передаче пакетов используются правила маршрутизации, главное из которых звучит так: «Пакеты участникам своей подсети доставляются напрямую, а остальным – по другим правилам маршрутизации».

Таким образом, требуется определить, является ли получатель членом нашей подсети или нет.
2. Определение диапазона адресов подсети

Определение диапазона адресов подсети можно произвести из определения понятия маски:

1. 
   те разряды, которые относятся к адресу подсети, у всех хостов подсети должны быть одинаковы;
   
2. 
   адреса хостов в подсети могут быть любыми.
   

где 0,1 – определенные значения разрядов,

Х – любое значение,

Что приводит к диапазону адресов:

от

11000000.10101000.11000000.00000000 (192.168.192.0)

11000000.10101000.11001111.11111111 (192.168.207.255)

Следует учитывать, что некоторые адреса являются запрещенными или служебными и их нельзя использовать для адресов хостов или подсетей. Это адреса, содержащие:

0– в первом или последнем байте; 255 – в любом байте (это широковещательные адреса); 127 – в первом байте (внутренняя петля – этот адрес имеется в каждом хосте и служит для связывания компонентов сетевого уровня).

Поэтому доступный диапазон адресов будет несколько меньше.

Диапазон адресов:

10.Х.Х.Х – для больших локальных сетей;

172.16.Х.Х – для больших локальных сетей, но применяется реже,

192.168.Х.Х – для маленьких (небольших) локальных сетей,

не может быть использован в сети Internet, т.к. отданы для использования в сетях непосредственно не подключенных к глобальной сети.

Рисунок 1.1 – предварительная топологическая схема сети

а. Согласно варианту задания определите минимальное количество узлов, необходимое подсети для обеспечения нормальной работы проектируемой сети.

1) Самая большая подсеть должна поддерживать ______________ узлов.

2) Для поддержки такого количества узлов необходимо ______________ отведенных для них бит.

б. Какое минимальное количество подсетей необходимо для новой сети?

в. Может ли эта сеть быть разделена на подсети согласно требованиям?

г. Заполните пустые места, чтобы суммировать требования к подсетям для проектируемой сети:

Для этой сети требуется _________ подсети, каждая из которых поддерживает 29 узлов. Следовательно, для идентификации подсети заняты _________ бита, определяющие узел. При таких значениях эта сеть поддерживает ________ подсетей, каждая из которых содержит _____________ узлов.
Шаг 2. Расчет пользовательской маски подсети

Когда число битов, отведенных на ID подсети, известно, можно вычислить маску подсети. В сети класса С маска подсети по умолчанию содержит 24 бита, или 255.255.255.0. Какой будет пользовательская маска подсети? Пользовательская маска подсети для данной сети будет _____._____._____._____, или /_____.

Поскольку маска подсети определена, можно создать схему адресации сети. Схема адресации состоит из номеров подсетей, широковещательного адреса подсети и диапазона IP-адресов, назначаемых узлам.

а. Заполните таблицу, в которой представлены все возможные подсети для сети 192.168.111.0.

б. Следующая таблица прилагалась к схеме с заметками проектировщика вместе с просьбой о ее заполнении. Узлам будут присвоены IP-адреса следующим образом (заполните приведенную ниже таблицу):

г. Какой будет маска подсети в точечно-десятичном формате и в формате косая черта-номер (/#)?

д. Если начать с той же сети 192.168.1.0, как и ранее, и разбить ее на четыре подсети, какие IP адреса будут у подсетей?
Контрольные вопросы

1. 
   Каково назначение сетевого уровня?
   
2. 
   Что такое сеть передачи данных?
   
3. 
   Какие требования предъявляются к сетевой адресации?
   
4. 
   Что такое маска подсети?
   
5. 
   Какова структура IP-адреса?
   
6. 
   Чем определяется размер подсети?
   
7. 
   Как определить диапазон адресов в подсети?
   
8. 
   Как определить размер подсети?