Inleiding
dit document bevat basisinformatie die nodig is om uw router te configureren voor het routeren van IP, zoals hoe adressen worden opgesplitst en hoe subnetting werkt. U leert hoe u aan elke interface op de router een IP-adres toewijst met een uniek subnet. Er zijn voorbeelden opgenomen om te helpen alles aan elkaar te binden.
vereisten
vereisten
Cisco raadt u aan een basiskennis van binaire en decimale getallen te hebben.
gebruikte componenten
dit document is niet beperkt tot specifieke software-en hardwareversies.
de informatie in dit document is gemaakt van de apparaten in een specifieke labomgeving. Alle apparaten die in dit document worden gebruikt, zijn gestart met een gewist (standaard) configuratie. Als uw netwerk live is, zorg er dan voor dat u de mogelijke impact van een commando begrijpt.
aanvullende informatie
als definities nuttig zijn voor u, gebruik deze woordenschat termen om u op weg te helpen:
-
adres-het unieke nummer-ID dat is toegewezen aan één host of interface in een netwerk.
-
Subnet-een deel van een netwerk dat een bepaald subnetadres deelt.
-
subnetmasker-een 32-bits combinatie die wordt gebruikt om te beschrijven welk deel van een adres verwijst naar het subnet en welk deel verwijst naar de host.
-
Interface-een netwerkverbinding.
als u uw legitieme adres(sen) al hebt ontvangen van het Internet Network Information Center (InterNIC), bent u klaar om te beginnen. Als u geen verbinding met Internet wilt maken, raadt Cisco sterk aan dat u gereserveerde adressen van RFC 1918 
.
IP-adressen begrijpen
een IP-adres is een adres dat wordt gebruikt om een apparaat op een IP-netwerk uniek te identificeren. Het adres bestaat uit 32 binaire bits, die deelbaar kunnen zijn in een netwerkgedeelte en hostgedeelte met behulp van een subnetmasker. De 32 binaire bits zijn onderverdeeld in vier octetten (1 octet = 8 bits). Elk octet wordt geconverteerd naar decimaal en gescheiden door een punt (punt). Om deze reden wordt gezegd dat een IP-adres wordt uitgedrukt in gestippeld decimaal formaat (bijvoorbeeld, 172.16.81.100). De waarde in elk octet varieert van 0 tot 255 decimaal, of 00000000-11111111 binair.
Hier is hoe binaire octetten converteren naar decimaal: het meest rechtse bit, of minst significante bit, van een octet heeft een waarde van 20. Het stukje links daarvan heeft een waarde van 21. Dit gaat door tot het meest linkse bit, of meest significante bit, die een waarde van 27 heeft. Dus als alle binaire bits één zijn, zou het decimale equivalent 255 zijn zoals hier getoond:
1 1 1 1 1 1 1 1 128 64 32 16 8 4 2 1 (128+64+32+16+8+4+2+1=255)
Hier is een voorbeeldoctetconversie wanneer niet alle bits op 1 zijn gezet.
0 1 0 0 0 0 0 1 0 64 0 0 0 0 0 1 (0+64+0+0+0+0+0+1=65)
en dit voorbeeld toont een IP-adres weergegeven in zowel binair als decimaal.
10. 1. 23. 19 (decimal) 00001010.00000001.00010111.00010011 (binary)
deze octetten worden opgesplitst om een adresseringsschema te bieden dat geschikt is voor grote en kleine netwerken. Er zijn vijf verschillende klassen van netwerken, A tot en met E. Dit document richt zich op de klassen A tot en met C, aangezien de klassen D en E gereserveerd zijn en de bespreking ervan buiten het bestek van dit document valt.
opmerking: merk ook op dat de termen “Klasse A, klasse B” enzovoort in dit document worden gebruikt om het begrip van IP-adressering en subnetting te vergemakkelijken. Deze termen worden zelden meer gebruikt in de industrie vanwege de introductie van klasseloze interdomain routing (CIDR).
gegeven een IP-adres, kan de klasse worden bepaald uit de drie high-order bits (de drie meest linkse bits in het eerste octet). Figuur 1 toont de betekenis in de drie hoge orde bits en het bereik van adressen die in elke klasse vallen. Voor informatieve doeleinden worden ook Klasse D-en klasse E-adressen weergegeven.
figuur 1
In Een Klasse A – adres is het eerste octet het netwerkgedeelte, dus het Klasse A-voorbeeld in Figuur 1 heeft een belangrijk netwerkadres van 1.0.0.0-127.255.255.255. Octets 2, 3, en 4 (de volgende 24 bits) zijn voor de netwerkbeheerder om te verdelen in subnetten en hosts zoals hij/zij het nodig acht. Klasse A adressen worden gebruikt voor netwerken die meer dan 65.536 hosts (eigenlijk, tot 16777214 hosts!).
in een klasse B-adres zijn de eerste twee octetten het netwerkgedeelte, dus het klasse B-voorbeeld in Figuur 1 heeft een belangrijk netwerkadres van 128.0.0.0-191.255.255.255. Octetten 3 en 4 (16 bits) zijn voor lokale subnetten en hosts. Klasse B-adressen worden gebruikt voor netwerken die tussen 256 en 65534 hosts hebben.
in een klasse C-adres zijn de eerste drie octetten het netwerkgedeelte. Het Class C voorbeeld in Figuur 1 heeft een belangrijk netwerkadres van 192.0.0.0-223.255.255.255. Octet 4 (8 bits) is voor lokale subnetten en hosts – perfect voor netwerken met minder dan 254 hosts.
Netwerkmaskers
een netwerkmasker helpt u te weten welk deel van het adres het netwerk identificeert en welk deel van het adres het knooppunt identificeert. Klasse A -, B-en C-netwerken hebben standaardmaskers, ook bekend als natuurlijke maskers, zoals hier weergegeven:
Class A: 255.0.0.0Class B: 255.255.0.0Class C: 255.255.255.0
een IP-adres op een Klasse A-netwerk dat niet is gesubneteerd, zou een adres/masker paar hebben vergelijkbaar met: 8.20.15.1 255.0.0.0. Om te zien hoe het masker U helpt de netwerk-en knooppuntdelen van het adres te identificeren, converteert u het adres en het masker naar binaire getallen.
8.20.15.1 = 00001000.00010100.00001111.00000001255.0.0.0 = 11111111.00000000.00000000.00000000
zodra u het adres en het masker in binair hebt weergegeven, is identificatie van het netwerk en de host-ID gemakkelijker. Alle adresbits met bijbehorende maskerbits ingesteld op 1 vertegenwoordigen de netwerk-ID. Alle adresbits met bijbehorende maskerbits ingesteld op 0 vertegenwoordigen het knooppunt-ID.
8.20.15.1 = 00001000.00010100.00001111.00000001255.0.0.0 = 11111111.00000000.00000000.00000000 ----------------------------------- net id | host id netid = 00001000 = 8hostid = 00010100.00001111.00000001 = 20.15.1
Understand Subnetting
met Subnetting kunt u meerdere logische netwerken maken die bestaan binnen een enkel Klasse A, B of C netwerk. Als u geen subnet gebruikt, kunt u slechts één netwerk van uw Klasse A -, B-of C-netwerk gebruiken, wat onrealistisch is.
elke datalink op een netwerk moet een unieke netwerk-ID hebben, waarbij elk knooppunt op die link lid is van hetzelfde netwerk. Als u een groot netwerk (Klasse A, B of C) in kleinere subnetwerken opsplitst, kunt u een netwerk van onderling verbonden subnetwerken maken. Elke datalink op dit netwerk zou dan een unieke netwerk/subnetwork ID hebben. Elk apparaat of gateway dat n-netwerken/subnetwerken met elkaar verbindt, heeft n afzonderlijke IP-adressen, één voor elk netwerk / subnetwerk dat met elkaar wordt verbonden.
om een netwerk te subneteren, breidt u het natuurlijke masker uit met enkele bits van het host-ID-gedeelte van het adres om een SUBNETWERKID te maken. Bijvoorbeeld, gegeven een klasse C netwerk van 204.17.5.0 met een natuurlijk masker van 255.255.255.0, kunt u subnetten op deze manier aanmaken:
204.17.5.0 - 11001100.00010001.00000101.00000000255.255.255.224 - 11111111.11111111.11111111.11100000 --------------------------|sub|----
door het masker uit te breiden tot 255.255.255.224, hebt u drie bits (aangegeven door “sub”) van het oorspronkelijke hostgedeelte van de adres en gebruikte ze om subnetten te maken. Met deze drie bits is het mogelijk om acht subnetten te maken. Met de resterende vijf host ID bits kan elk subnet tot 32 Host adressen hebben, waarvan er 30 daadwerkelijk aan een apparaat kunnen worden toegewezen omdat host ID ‘ s van alle nullen of alle enen niet zijn toegestaan (het is erg belangrijk om dit te onthouden). Dus, met dit in gedachten, deze subnetten zijn gemaakt.
204.17.5.0 255.255.255.224 host address range 1 to 30204.17.5.32 255.255.255.224 host address range 33 to 62204.17.5.64 255.255.255.224 host address range 65 to 94204.17.5.96 255.255.255.224 host address range 97 to 126204.17.5.128 255.255.255.224 host address range 129 to 158204.17.5.160 255.255.255.224 host address range 161 to 190204.17.5.192 255.255.255.224 host address range 193 to 222204.17.5.224 255.255.255.224 host address range 225 to 254
Opmerking: Er zijn twee manieren om deze maskers aan te duiden. Ten eerste, omdat je drie bits meer gebruikt dan het “natuurlijke” klasse C masker, kun je deze adressen aangeven als een 3-bit subnet masker. Of, ten tweede, het masker van 255.255.255.224 kan ook worden aangeduid als / 27 omdat er 27 bits in het masker zitten. Deze tweede methode wordt gebruikt met CIDR. Met deze methode kan een van deze netwerken worden beschreven met het notatievoorvoegsel/lengte. Bijvoorbeeld, 204.17.5.32 / 27 staat voor het netwerk 204.17.5.32 255.255.255.224. Indien van toepassing, wordt de prefix/lengte notatie gebruikt om het masker aan te duiden in de rest van dit document.
het netwerk subnettings schema in deze sectie staat acht subnetten toe, en het netwerk kan verschijnen als:
Figuur 2
merk op dat elk van de routers in Figuur 2 is gekoppeld aan vier subnetwerken, één subnetwerk is gemeenschappelijk voor beide routers. Ook heeft elke router een IP-adres voor elk subnetwerk waaraan het is gekoppeld. Elk subnetwerk kan maximaal 30 hostadressen ondersteunen.
Dit brengt een interessant punt naar voren. Hoe meer hostbits je gebruikt voor een subnetmasker, hoe meer subnetten je beschikbaar hebt. Echter, hoe meer subnetten beschikbaar zijn, hoe minder hostadressen beschikbaar zijn per subnet. Bijvoorbeeld een klasse C netwerk van 204.17.5.0 en een masker van 255.Met 255.255.224 (/27) kunt u acht subnetten hebben, elk met 32 hostadressen (waarvan er 30 aan apparaten kunnen worden toegewezen). Als u een masker van 255.255.255.240 (/28) gebruikt, is de opsplitsing:
204.17.5.0 - 11001100.00010001.00000101.00000000255.255.255.240 - 11111111.11111111.11111111.11110000 --------------------------|sub |---
aangezien u nu vier bits hebt om subnetten mee te maken, hebt u nog maar vier bits over voor hostadressen. In dit geval kunt u tot 16 subnetten hebben, die elk tot 16 hostadressen kunnen hebben (waarvan 14 aan apparaten kunnen worden toegewezen).
bekijk hoe een klasse B-netwerk gesubneteerd kan worden. Als je netwerk 172 hebt.16.0.0, dan weet je dat het natuurlijke masker 255.255.0.0 of 172.16.0.0/16 is. Het uitbreiden van het masker naar iets buiten 255.255.0.0 betekent dat je subnetting. Je kunt snel zien dat je de mogelijkheid hebt om veel meer subnetten aan te maken dan met het klasse C netwerk. Als je een masker van 255.255.248.0 (/21) gebruikt, hoeveel subnetten en hosts per subnet staat dit toe?
172.16.0.0 - 10101100.00010000.00000000.00000000255.255.248.0 - 11111111.11111111.11111000.00000000 -----------------| sub |-----------
u gebruikt vijf bits van de originele hostbits voor subnetten. Hiermee kunt u 32 subnetten (25) hebben. Na het gebruik van de vijf bits voor subnetting, blijft er 11 bits over voor host adressen. Dit staat elk subnet dus hebben 2048 host adressen (211), 2046 van die kunnen worden toegewezen aan apparaten.
opmerking: In het verleden waren er beperkingen aan het gebruik van een subnet 0 (alle subnetbits zijn ingesteld op nul) en alle enen subnet (alle subnetbits zijn ingesteld op één). Sommige apparaten zouden het gebruik van deze subnetten niet toestaan. Met Cisco Systems-apparaten kunnen deze subnetten worden gebruikt wanneer de opdracht ip-subnet zero is geconfigureerd.
voorbeelden
Voorbeeldoefening 1
nu u inzicht hebt in subnetting, kunt u deze kennis gebruiken. In dit voorbeeld krijgt u twee adres / masker combinaties, geschreven met het voorvoegsel / lengte notatie, die zijn toegewezen aan twee apparaten. Uw taak is om te bepalen of deze apparaten zich op hetzelfde subnet of verschillende subnetten bevinden. U kunt het adres en het masker van elk apparaat gebruiken om te bepalen tot welk subnet elk adres behoort.
DeviceA: 172.16.17.30/20DeviceB: 172.16.28.15/20
Bepaal het Subnet voor DeviceA:
172.16.17.30 - 10101100.00010000.00010001.00011110255.255.240.0 - 11111111.11111111.11110000.00000000 -----------------| sub|------------subnet = 10101100.00010000.00010000.00000000 = 172.16.16.0
kijkend naar de adresbits die een bijbehorende maskerbit hebben ingesteld op één, en alle andere adresbits op nul zetten (dit is gelijk aan het uitvoeren van een logische” en ” tussen het masker en adres), toont u tot welk subnet dit adres behoort. In dit geval behoort DeviceA tot subnet 172.16.16.0.
Bepaal het Subnet voor DeviceB:
172.16.28.15 - 10101100.00010000.00011100.00001111255.255.240.0 - 11111111.11111111.11110000.00000000 -----------------| sub|------------subnet = 10101100.00010000.00010000.00000000 = 172.16.16.0
uit deze bepalingen, DeviceA en DeviceB hebben adressen die deel uitmaken van hetzelfde subnet.
voorbeeld Oefening 2
gegeven Het klasse C netwerk van 204.15.5.0 / 24, subnet het netwerk om het netwerk te creëren in Figuur 3 met de host vereisten weergegeven.
Figuur 3
kijkend naar het netwerk in Figuur 3, kunt u zien dat u vijf subnetten moet maken. Het grootste subnet moet 28 hostadressen ondersteunen. Is dit mogelijk met een klasse C netwerk? en zo ja, hoe dan?
u kunt beginnen door te kijken naar de vereiste subnet. Om de vijf benodigde subnetten te maken zou je drie bits van de klasse C host bits moeten gebruiken. Met twee bits kun je maar vier subnetten (22) gebruiken.
omdat u drie subnetbits nodig hebt, blijft er vijf bits over voor het hostgedeelte van het adres. Hoeveel hosts ondersteunt dit? 25 = 32 (30 bruikbaar). Dit voldoet aan de eis.
Daarom hebt u bepaald dat het mogelijk is om dit netwerk aan te maken met een klasse C netwerk. Een voorbeeld van hoe u de subnetwerken zou kunnen toewijzen is:
netA: 204.15.5.0/27 host address range 1 to 30netB: 204.15.5.32/27 host address range 33 to 62netC: 204.15.5.64/27 host address range 65 to 94netD: 204.15.5.96/27 host address range 97 to 126netE: 204.15.5.128/27 host address range 129 to 158
VLSM voorbeeld
in alle voorgaande voorbeelden van subnetting, merk op dat hetzelfde subnetmasker werd toegepast voor alle subnetten. Dit betekent dat elk subnet hetzelfde aantal beschikbare hostadressen heeft. U kunt dit in sommige gevallen nodig hebben, maar in de meeste gevallen, het hebben van hetzelfde subnetmasker voor alle subnetten eindigt met het verspillen van adresruimte. Bijvoorbeeld, in de Voorbeeldoefening 2 sectie, werd een klasse C netwerk opgesplitst in acht subnetten van gelijke grootte; elk subnet maakte echter geen gebruik van alle beschikbare hostadressen, wat resulteert in verspilde adresruimte. Figuur 4 illustreert deze verspilde adresruimte.
Figuur 4
Figuur 4 illustreert dat van de subnetten die worden gebruikt, NetA, NetC en NetD veel ongebruikte hostadresruimte hebben. Het is mogelijk dat dit een opzettelijk ontwerp was dat rekening hield met toekomstige groei, maar in veel gevallen is dit gewoon verspilde adresruimte vanwege het feit dat hetzelfde subnetmasker voor alle subnetten wordt gebruikt.met
subnetmaskers met variabele lengte (VLSM) kunt u verschillende maskers voor elk subnet gebruiken, waardoor u de adresruimte efficiënt kunt gebruiken.
VLSM voorbeeld
gegeven hetzelfde netwerk en dezelfde vereisten als in Voorbeeld Oefening 2 ontwikkel een subnettingschema met het gebruik van VLSM, gegeven:
netA: must support 14 hostsnetB: must support 28 hostsnetC: must support 2 hostsnetD: must support 7 hostsnetE: must support 28 host
Bepaal welk masker het vereiste aantal hosts toelaat.
netA: requires a /28 (255.255.255.240) mask to support 14 hostsnetB: requires a /27 (255.255.255.224) mask to support 28 hostsnetC: requires a /30 (255.255.255.252) mask to support 2 hostsnetD*: requires a /28 (255.255.255.240) mask to support 7 hostsnetE: requires a /27 (255.255.255.224) mask to support 28 hosts* a /29 (255.255.255.248) would only allow 6 usable host addresses therefore netD requires a /28 mask.
De makkelijkste manier om subnetten toe te wijzen is door eerst de grootste toe te wijzen. U kunt bijvoorbeeld op deze manier toewijzen:
netB: 204.15.5.0/27 host address range 1 to 30netE: 204.15.5.32/27 host address range 33 to 62netA: 204.15.5.64/28 host address range 65 to 78netD: 204.15.5.80/28 host address range 81 to 94netC: 204.15.5.96/30 host address range 97 to 98
Dit kan grafisch worden weergegeven zoals weergegeven in Figuur 5:
Figuur 5
figuur 5 illustreert hoe het gebruik van VLSM hielp meer dan de helft van de adresruimte te besparen.
CIDR
Classless Interdomain Routing (CIDR) werd geïntroduceerd om zowel het gebruik van de adresruimte als de schaalbaarheid van de routering op het Internet te verbeteren. Het was nodig vanwege de snelle groei van het Internet en de groei van de IP-routeringstabellen in de internetrouters.
CIDR beweegt weg van de traditionele IP-klassen (Klasse A, klasse B, klasse C, enzovoort). In CIDR wordt een IP-netwerk weergegeven door een prefix, wat een IP-adres is en een indicatie van de lengte van het masker. Lengte betekent het aantal links-meest aaneengesloten masker bits die zijn ingesteld op een. Dus netwerk 172.16.0.0 255.255.0.0 kan worden weergegeven als 172.16.0.0 / 16. CIDR toont ook een meer hiërarchische Internetarchitectuur, waarbij elk domein zijn IP-adressen van een hoger niveau haalt. Dit maakt het mogelijk om de samenvatting van de domeinen op het hogere niveau te doen. Bijvoorbeeld, als een ISP eigenaar is van network 172.16.0.0/16, dan kan de ISP 172.16.1.0/24, 172.16.2.0/24, enzovoort aanbieden aan klanten. Toch, bij het adverteren naar andere providers, de ISP hoeft alleen te adverteren 172.16.0.0 / 16.
voor meer informatie over CIDR, zie RFC 1518 en RFC 1519 .
Appendix
Sample Config
Routers A and B are connected via serial interface.
Router A
hostname routera ! ip routing ! int e 0 ip address 172.16.50.1 255.255.255.0 !(subnet 50) int e 1 ip address 172.16.55.1 255.255.255.0 !(subnet 55) int s 0 ip address 172.16.60.1 255.255.255.0 !(subnet 60) int s 0 ip address 172.16.65.1 255.255.255.0 (subnet 65) !S 0 connects to router B router rip network 172.16.0.0
Router B
hostname routerb ! ip routing ! int e 0 ip address 192.1.10.200 255.255.255.240 !(subnet 192) int e 1 ip address 192.1.10.66 255.255.255.240 !(subnet 64) int s 0 ip address 172.16.65.2 (same subnet as router A's s 0) !Int s 0 connects to router A router rip network 192.1.10.0 network 172.16.0.0
Host/Subnet Quantities Table
Class B Effective Effective# bits Mask Subnets Hosts------- --------------- --------- --------- 1 255.255.128.0 2 32766 2 255.255.192.0 4 16382 3 255.255.224.0 8 8190 4 255.255.240.0 16 4094 5 255.255.248.0 32 2046 6 255.255.252.0 64 1022 7 255.255.254.0 128 510 8 255.255.255.0 256 254 9 255.255.255.128 512 126 10 255.255.255.192 1024 62 11 255.255.255.224 2048 30 12 255.255.255.240 4096 14 13 255.255.255.248 8192 6 14 255.255.255.252 16384 2Class C Effective Effective# bits Mask Subnets Hosts------- --------------- --------- --------- 1 255.255.255.128 2 126 2 255.255.255.192 4 62 3 255.255.255.224 8 30 4 255.255.255.240 16 14 5 255.255.255.248 32 6 6 255.255.255.252 64 2 *Subnet all zeroes and all ones included. These might not be supported on some legacy systems.*Host all zeroes and all ones excluded.