Лабораторная работа

Методы адресации узлов сети. Адресация стека TCP\IP

Категория:

Лабораторная работа

Дисциплина:

Компьютерные сети

Город:

Беларусь, Минск

Учебное заведение:

БНТУ, ФИТР

Стоимость работы:

4 руб.

Оценка: 10
Объем страниц: 8
Год сдачи: 2021
Дата публикации: 07.06.2021

Фрагменты для ознакомления

Отчёт

по лабораторной работе № 4

по дисциплине «Компьютерные системы и сети»

Методы адресации узлов сети. Адресация стека TCP\IP

Цель лабораторной работы: изучить методы адресации узлов, используемые в компьютерных сетях. Изучить основные концепции адресации IPv4 и IPv6: структуру IPv4 и IPv6-адреса. понятие и функции маски, диапазоны IP-адресов, принципы создания подсетей, понятие маршрутизации, типы IPv6-адресов, основные технологии перехода на IPv6.

Порядок выполнения работы

Упражнение 1

Какие из данных адресов не могут быть использованы в качестве IP-адреса конечного узла сети, подключенной к Internet?

Обоснуйте ответ.

1)  0.0.0.0 все сетевые интерфейсы данного узла или шлюз по умолчанию

2)  127.0.0.1 петля обратной связи

3)  169.254.240.13/16 APIPA

4)  226.4.37.105 групповая адресация

5) 103.24.254.0/8 

6)  154.12.255.255/16 broadcast

7)  255.255.255.255 broadcast

8)  172.16.12.1 частный адрес

9)  204.0.3.1 

10)  193.256.1.16 256>255

11)  194.87.45.0/24 пул адресов

12)  195.34.116.255/24 broadcast

13)  161.23.45.305 305>255

Упражнение 2

По IP-адресу узла и маске подсети определите номер подсети и номер узла. Какое максимальное число узлов может быть в данной подсети? Записать значения в двоичной и десятичной выше.

п/п

IP-адрес узла
и маска подсети

Номер подсети

Номер узла

Максимальное число
узлов

3

10.0.0.0/30

   

5

206.73.118.127/26

   

6

10.10.128.3/23

   

11

172.16.12.0/22

   

12

192.168.1.32/25

   

Упражнение 3

Каждое значение в левом столбце нижеприведенной таблицы соответствует количеству компьютеров, которое должна поддерживать данная сеть. В правом столбце укажите маску подсети, адресное пространство которой может поддерживать эти компьютеры.

Первая строка таблицы представляет пример заполнения. (Подсказка: при определении количества требуемых адресов не забудьте добавлять двойку к числу узлов.)

п/п

Количество сетевых узлов

Маска подсети

3

400

 

6

7

 

12

1500

 

Упражнение 4

По заданному IP-адресу и необходимому количеству подсетей N определить:

-           маску для разбиения на подсети:

-           список возможных IP-адресов подсетей:

-           максимальное количество узлов в каждой подсети:

-           минимальный и максимальный IP-адреса для каждой подсети.

Варианты:

3) IР=134.240.0.0/16. N=20

Результаты привести в двоичном и десятичном виде и свести в таблицу:

Маска

IP-адреса подсетей

Максимальное количество адресов в подсети

Минимальный IP-адрес в подсети

Максимальный IP-адрес подсети

 21

134.240.0.0

 2046

  

134.240.8.0

  

134.240.16.0

  
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
     
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   

Вывод: Изучив методический материал, была сделана настройка IPv6 на компьютерах COMP1 и SERV1.

Контрольный вопросы:

1) Какие требования предъявляются к адресу узла сети?

Ответ: Адрес должен уникально идентифицировать компьютер в сети любого масштаба.

Схема назначения адресов должна сводить к минимуму ручной труд администратора и вероятность дублирования адресов.

Адрес должен иметь иерархическую структуру, удобную для построения больших сетей. Эту проблему хорошо иллюстрируют международные почтовые адреса, которые позволяют почтовой службе, организующей доставку писем между странами, пользоваться только названием страны адресата и не учитывать название его города, а тем более улицы. В больших сетях, состоящих из многих тысяч узлов, отсутствие иерархии адреса может привести к большим издержкам - конечным узлам и коммуникационному оборудованию придется оперировать с таблицами адресов, состоящими из тысяч записей.

Адрес должен быть удобен для пользователей сети, а это значит, что он должен иметь символьное представление например, Server3 или www.dsco.com.

Адрес должен иметь по возможности компактное представление, чтобы не перегружать память коммуникационной аппаратуры - сетевых адаптеров, маршрутизаторов и т.п.

2) Что такое адресное пространство? Приведите пример адресного пространства.

Ответ: Адресное пространство – множество всех адресов, которые являются допустимыми в рамках некоторой схемы адресации.

3) Какие методы адресации используются в компьютерных сетях? Приведите примеры.

Ответ: MAC-адрес; IP-адрес;доменный адрес;URL.

4) Как можно классифицировать адреса по количеству адресуемых сететвых интерфейсов?

Ответ: По количеству адресуемых сетевых интерфейсов адреса можно классифицировать так:

  • Уникальный адрес (unicast) - позволяет адресовать один сетевой интерфейс.
  • Групповой адрес (multicast) - позволяет адресовать сразу несколько сетевых интерфейсов. Данные доставляются сразу всем узлам, входящим в группу.
  • Широковещательный адрес (broadcast) - адресует сразу все узлы сети. Данные доставляются сразу всем узлам.
  • Адрес произвольной рассылки (anycast) - добавлен в протокол IPv6 и адресует несколько узлов, но данные передаются любому из них.

5) Приведите пример протокола разрешения адресов, использующего централизованный подход, распределённый подход.

Ответ: Распределенный подход хорош тем, что не предполагает выделения специального компьютера, на котором к тому же часто приходится вручную вводить таблицу соответствия адресов. Недостатком распределенного подхода является необходимость широковещательных сообщений – такие сообщения перегружают сеть, так как они требуют обязательной обработки всеми узлами, а не только узлом назначения. Поэтому распределенный подход используется только в небольших локальных сетях. В крупных сетях распространение широковещательных сообщений по всем ее сегментам становится практически нереальным, поэтому для них характерен централизованный подход. Наиболее известной службой централизованного разрешения адресов является система доменных имен (Domain Name System, DNS) сети Internet.

Адреса могут использоваться для идентификации:

  • отдельных интерфейсов;
  • их групп (групповые адреса);
  • сразу всех сетевых интерфейсов сети ( широковещательные адреса ).
  • адреса могут быть:
  • числовыми и символьными;
  • аппаратными и сетевыми;
  • плоскими и иерархическими.

Для преобразования адресов из одного вида в другой используются протоколы разрешения адресов (address resolution).

6)Что такое локальный адрес?

Какая форма записи используется для МАС-адресов?

Какой аппаратный адрес используется для широковещательной передачи данных?

Ответ: Такие адреса предназначены для применения в локальных сетях, распределение таких адресов никем не контролируется. В связи с дефицитом свободных IP-адресов, провайдеры всё чаще раздают своим абонентам именно внутрисетевые адреса — а не внешние.  Для лучшего восприятия MAC-адресов человеком используется форма записи адреса в виде последовательности тетрад, записанных в шестнадцатеричной системе счисления, разделённых знаками «:» (двоеточие) или «–» (тире). Например: 08:00:27:88:D4:01 или 08-00-27-88-D4-01.  В Ethernet аппаратный адрес называется MAC-address (от Media Access Control, управление доступом к среде), и состоит из шести байтов, которые принято записывать в шестнадцатеричной системе счисления и разделять двоеточиями. Каждая ethernet-карта имеет собственный уникальный MAC-address (в примере — 00:0C:29:56:C1:36), поэтому его легко использовать для определения отправителя и получателя в рамках одной ethernet-среды. Если идентификатор получателя неизвестен, используется аппаратный широковещательный адрес, FF:FF:FF:FF:FF:FF. Сетевая карта, получив широковещательный фрейм или фрейм, MAC-адрес получателя в котором совпадает с её MAC-адресом, обязана отправить его на обработку системе.

7) Сколько уровней иерархий в IPv4-адресе?

Из каких логических частей он состоит?

Что такое сетевой префикс?

Может ли конечный узел иметь несколько IP-адресов?

Ответ: Логический 32-битный IP-адрес представляет собой иерархическую систему и состоит из двух частей. Первая идентифицирует сеть, вторая — узел в сети. Обе части являются обязательными. Сетевой префикс — это форма записи информации о том, сколько бит в IP адресе содержат информацию о сети. Конечный узел также может входить в несколько IP-сетей. В этом случае компьютер должен иметь несколько IP-адресов, по числу сетевых связей.

8) Что такое маска подсети? Как записываются маски и для чего они используются?

Что такое VSLM? 

Ответ: В терминологии сетей TCP/IP маской подсети или маской сети называется битовая маска, определяющая, какая часть IP-адреса узла сети относится к адресу сети, а какая — к адресу самого узла в этой сети. Например, узел с IP-адресом 12.34.56.78 и маской подсети 255.255.255. Бесклассовая адресация (англ. Classless Inter-Domain Routing, англ. CIDR) — метод IP-адресации, позволяющий гибко управлять пространством IP-адресов, не используя жёсткие рамки классовой адресации. Использование этого метода позволяет экономно использовать ограниченный ресурс IP-адресов, поскольку возможно применение различных масок подсетей к различным подсетям.

9) Как называется адрес 255.255.255.255?

Какие узлы получат информацию по такому адресу назначения?

Что такое направленное широковещательное сообщение?

Почему в сетях TCP/IP широковещательный шторм ограничен?

Ответ: Ограниченный широковещательный адрес (limited broadcast address) – это адрес 255.255.255.255.

10) Перечислите всевозможные пути преодоления дефицита IP-адресов?

Ответ: Пути преодоления дефицита IP адресов:

  • IPv6 – 16-ти байтные адреса;
  • CIDR – отказ от класса, использование масок переменной длинны;
  • NAT – технология трансляции адресов.

11) Чем отличаются адреса IPv6-фдреса? Какова их форма записи?

Ответ: отличия между публичными и частными адресами, IPv4-и IPv6-адресацией, а также одноадресными и широковещательными сообщениями.

12) На какие типы делятся IPv6 – адреса? Для чего применяются ID-зоны в канальных IP-адресах? 

Ответ: существуют различные типы адресов IPv6: одноадресные (Unicast), групповые (Anycast) и многоадресные (Multicast).

Адреса типа Unicast хорошо всем известны. Пакет, посланный на такой адрес, достигает в точности интерфейса, который этому адресу соответствует.

Адреса типа Anycast синтаксически неотличимы от адресов Unicast, но они адресуют группу интерфейсов. Пакет, направленный такому адресу, попадёт в ближайший (согласно метрике маршрутизатора) интерфейс. Адреса Anycast могут использоваться только маршрутизаторами.

Адреса типа Multicast идентифицируют группу интерфейсов. Пакет, посланный на такой адрес, достигнет всех интерфейсов, привязанных к группе многоадресного вещания.

Широковещательные адреса IPv4 (обычно xxx.xxx.xxx.255) выражаются адресами многоадресного вещания IPv6.

Адреса разделяются двоеточиями (напр. fe80:0:0:0:200:f8ff:fe21:67cf). Большое количество нулевых групп может быть пропущено с помощью двойного двоеточия (fe80::200:f8ff: fe21:67cf). Такой пропуск должен быть единственным в адресе.

13) Какие технологии перехода на IPv6 используются в настоящее время?

Ответ: В настоящее время протокол IPv6 уже используется в нескольких тысячах сетей по всему миру (более 14000 сетей на осень2013), но пока ещё не получил столь широкого распространения в Интернете, как IPv4. На конец 2012 года, доля IPv6сетевого трафика составляла около 1 %[1]. К концу 2013 года ожидался рост до 3 %[2]. В России коммерческое использование операторами связи невелико (не более 1 % трафика). DNS-серверы многих российских регистраторов доменов и провайдеров хостинга используют IPv6.

62