Introducere
acest document oferă informațiile de bază necesare pentru a configura routerul pentru rutarea IP, cum ar fi modul în care adresele sunt defalcate și cum funcționează subreținerea. Aflați cum să atribuiți fiecărei interfețe de pe router o adresă IP cu o subrețea unică. Există exemple incluse în scopul de a ajuta lega totul împreună.
cerințe preliminare
cerințe
Cisco recomandă să aveți o înțelegere de bază a numerelor binare și zecimale.
componente utilizate
acest document nu este limitat la anumite versiuni de software și hardware.
informațiile din acest document au fost create de la dispozitivele dintr-un mediu de laborator specific. Toate dispozitivele utilizate în acest document au început cu o configurație eliminată (implicită). Dacă rețeaua dvs. este live, Asigurați-vă că înțelegeți impactul potențial al oricărei comenzi.
informații suplimentare
dacă definițiile vă sunt utile, utilizați acești Termeni de vocabular pentru a vă începe:
-
adresa – numărul unic de identificare atribuit unei gazde sau unei interfețe dintr-o rețea.
-
subrețea – o porțiune a unei rețele care partajează o anumită adresă de subrețea.
-
mască de subrețea – o combinație pe 32 de biți utilizată pentru a descrie ce porțiune a unei adrese se referă la subrețea și care parte se referă la gazdă.
-
Interfață – o conexiune la rețea.
Dacă ați primit deja adresa dvs. legitimă (e) de la Internet Network Information Center (InterNIC), sunteți gata să începeți. Dacă nu intenționați să vă conectați la Internet, Cisco sugerează cu tărie să utilizați adrese rezervate de la RFC 1918 
.
înțelegerea adreselor IP
o adresă IP este o adresă utilizată pentru a identifica în mod unic un dispozitiv dintr-o rețea IP. Adresa este alcătuită din 32 de biți binari, care pot fi divizibili într-o porțiune de rețea și o porțiune gazdă cu ajutorul unei măști de subrețea. Cei 32 de biți binari sunt împărțiți în patru octeți (1 octet = 8 biți). Fiecare octet este convertit în zecimal și separat de un punct (punct). Din acest motiv, se spune că o adresă IP este exprimată în format zecimal punctat (de exemplu, 172.16.81.100). Valoarea din fiecare octet variază de la 0 la 255 zecimal sau 00000000-11111111 binar.
iată cum octeții binari se convertesc în zecimale: bitul cel mai corect sau cel mai puțin semnificativ al unui octet deține o valoare de 20. Bitul din stânga are o valoare de 21. Aceasta continuă până la bitul cel mai stâng, sau cel mai semnificativ bit, care deține o valoare de 27. Deci, dacă toți biții binari sunt unul, echivalentul zecimal ar fi 255 așa cum se arată aici:
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)
aici este un exemplu de conversie octet atunci când nu toți biții sunt setați la 1.
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)
și acest eșantion arată o adresă IP reprezentată atât în binar, cât și în zecimal.
10. 1. 23. 19 (decimal) 00001010.00000001.00010111.00010011 (binary)
aceste octeți sunt defalcate pentru a oferi o schemă de adresare care poate găzdui rețele mari și mici. Există cinci clase diferite de rețele, de la A la E. Prezentul document se concentrează pe clasele A-C, deoarece clasele D și E sunt rezervate, iar discutarea acestora depășește domeniul de aplicare al prezentului document.
notă: de asemenea, rețineți că termenii „clasa A, Clasa B” și așa mai departe sunt utilizați în acest document pentru a facilita înțelegerea adresării IP și a subreținerii. Acești termeni sunt rareori folosiți în industrie din cauza introducerii rutării interdomain fără clase (CIDR).
având o adresă IP, clasa sa poate fi determinată din cei trei biți de ordin înalt (cei trei biți cei mai din stânga din primul octet). Figura 1 prezintă semnificația celor trei biți de ordin înalt și gama de adrese care se încadrează în fiecare clasă. În scop informativ, sunt afișate și adresele de clasă D și clasa E.
Figura 1
într – o adresă de clasă A, primul octet este porțiunea de rețea, astfel încât exemplul clasei A din Figura 1 are o adresă de rețea majoră de 1.0.0.0-127.255.255.255. Octeții 2, 3 și 4 (următorii 24 de biți) sunt pentru ca managerul de rețea să se împartă în subrețele și gazde după cum consideră potrivit. Adresele de clasă A sunt utilizate pentru rețele care au mai mult de 65.536 de gazde (de fapt, până la 16777214 gazde!).
într – o adresă de clasă B, primii doi octeți sunt porțiunea de rețea, astfel încât exemplul de clasă B din Figura 1 are o adresă de rețea majoră de 128.0.0.0-191.255.255.255. Octeții 3 și 4 (16 biți) sunt pentru subrețele și gazdele locale. Adresele de clasă B sunt utilizate pentru rețele care au între 256 și 65534 gazde.
într-o adresă de clasă C, primii trei octeți sunt porțiunea de rețea. Exemplul clasei C din Figura 1 are o adresă de rețea majoră de 192.0.0.0 – 223.255.255.255. Octetul 4 (8 biți) este pentru subrețele și gazdele locale – perfect pentru rețelele cu mai puțin de 254 de gazde.
măști de rețea
o mască de rețea vă ajută să știți care porțiune a adresei identifică rețeaua și care porțiune a adresei identifică nodul. Rețelele de clasă A, B și C au măști implicite, cunoscute și sub numele de măști naturale, așa cum se arată aici:
Class A: 255.0.0.0Class B: 255.255.0.0Class C: 255.255.255.0
o adresă IP dintr-o rețea de clasă A care nu a fost subnetată ar avea o pereche adresă/mască similară cu: 8.20.15.1 255.0.0.0. Pentru a vedea cum masca vă ajută să identificați părțile de rețea și nod ale adresei, convertiți adresa și masca în numere binare.
8.20.15.1 = 00001000.00010100.00001111.00000001255.0.0.0 = 11111111.00000000.00000000.00000000
odată ce aveți adresa și masca reprezentată în binar, atunci identificarea ID-ului de rețea și gazdă este mai ușoară. Orice biți de adresă care au biți de mască corespunzători setați la 1 reprezintă ID-ul rețelei. Orice biți de adresă care au biți de mască corespunzători setați la 0 reprezintă ID-ul nodului.
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
Subnetting vă permite să creați mai multe rețele logice care există într-o singură rețea de clasă A, B sau C. Dacă nu faceți subrețea, puteți utiliza o singură rețea din rețeaua dvs. de clasă A, B sau C, ceea ce este nerealist.
fiecare legătură de date dintr-o rețea trebuie să aibă un ID de rețea unic, fiecare nod de pe acea legătură fiind membru al aceleiași rețele. Dacă rupeți o rețea majoră (clasa A, B sau C) în subrețele mai mici, aceasta vă permite să creați o rețea de subrețele de interconectare. Fiecare legătură de date din această rețea ar avea apoi un ID unic de rețea/subrețea. Orice dispozitiv sau gateway care conectează n rețele / subrețele are n adrese IP distincte, câte una pentru fiecare rețea / subrețele pe care le interconectează.
pentru a subrețea o rețea, extindeți masca naturală cu câțiva biți din porțiunea id gazdă a adresei pentru a crea un ID de subrețea. De exemplu, având în vedere o rețea de clasa C de 204.17.5.0 care are o mască naturală de 255.255.255.0, puteți crea subrețele în acest mod:
204.17.5.0 - 11001100.00010001.00000101.00000000255.255.255.224 - 11111111.11111111.11111111.11100000 --------------------------|sub|----
prin extinderea masca să fie 255.255.255.224, ați luat trei biți (indicați prin „Sub”) din porțiunea gazdă originală a adresei și le-ați folosit pentru a crea subrețele. Cu aceste trei biți, este posibil să se creeze opt subrețele. Cu restul de cinci biți de ID gazdă, fiecare subrețea poate avea până la 32 de adrese gazdă, dintre care 30 pot fi atribuite efectiv unui dispozitiv, deoarece ID-urile gazdă ale tuturor zerourilor sau ale tuturor nu sunt permise (este foarte important să ne amintim acest lucru). Deci, având în vedere acest lucru, aceste subrețele au fost create.
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
Notă: există două moduri de a desemna aceste măști. În primul rând, deoarece utilizați trei biți mai mult decât masca „naturală” de clasă C, puteți desemna aceste adrese ca având o mască de subrețea pe 3 biți. Sau, în al doilea rând, masca de 255.255.255.224 poate fi, de asemenea, notat ca /27 deoarece există 27 de biți care sunt setați în mască. Această a doua metodă este utilizată cu CIDR. Cu această metodă, una dintre aceste rețele poate fi descrisă cu prefixul/lungimea notației. De exemplu, 204.17.5.32/27 denotă rețeaua 204.17.5.32 255.255.255.224. Când este cazul, notația prefix/lungime este utilizată pentru a desemna masca în restul acestui document.
schema de subrețele de rețea din această secțiune permite opt subrețele, iar rețeaua poate apărea ca:
Figura 2
observați că fiecare dintre routerele din Figura 2 este atașat la patru subrețele, o subrețele este comună ambelor routere. De asemenea, fiecare router are o adresă IP pentru fiecare subrețea la care este atașat. Fiecare subrețea ar putea suporta până la 30 de adrese gazdă.
Acest lucru aduce un punct interesant. Cu cât folosiți mai mulți biți gazdă pentru o mască de subrețea, cu atât aveți mai multe subrețele disponibile. Cu toate acestea, cu cât sunt disponibile mai multe subrețele, cu atât sunt mai puține adrese gazdă disponibile pentru fiecare subrețea. De exemplu, o rețea de clasă C de 204.17.5.0 și o mască de 255.255.255.224 (/27) Vă permite să aveți opt subrețele, fiecare cu 32 de adrese gazdă (dintre care 30 ar putea fi atribuite dispozitivelor). Dacă utilizați o mască de 255.255.255.240 (/28), defalcarea este:
204.17.5.0 - 11001100.00010001.00000101.00000000255.255.255.240 - 11111111.11111111.11111111.11110000 --------------------------|sub |---
Din moment ce acum aveți patru biți pentru a face subrețele cu, aveți doar patru biți stânga pentru gazdă adrese. Deci, în acest caz, puteți avea până la 16 subrețele, fiecare dintre ele putând avea până la 16 adrese gazdă (dintre care 14 pot fi atribuite dispozitivelor).
aruncati o privire la modul în care o rețea de clasa B ar putea fi subnetted. Dacă aveți rețea 172.16.0.0, atunci știi că masca sa naturală este 255.255.0.0 sau 172.16.0.0 / 16. Extinderea măștii la orice dincolo de 255.255.0.0 înseamnă că sunteți subnetting. Puteți vedea rapid că aveți capacitatea de a crea mult mai multe subrețele decât cu rețeaua de clasă C. Dacă utilizați o mască de 255.255.248.0 (/21), câte subrețele și gazde pe subrețea permite acest lucru?
172.16.0.0 - 10101100.00010000.00000000.00000000255.255.248.0 - 11111111.11111111.11111000.00000000 -----------------| sub |-----------
utilizați cinci biți din biții gazdă originali pentru subrețele. Acest lucru vă permite să aveți 32 de subrețele (25). După utilizarea celor cinci biți pentru subnetting, rămâneți cu 11 biți pentru adresele gazdă. Acest lucru permite ca fiecare subrețea să aibă 2048 de adrese gazdă (211), dintre care 2046 ar putea fi atribuite dispozitivelor.
notă: în trecut, existau limitări la utilizarea unei subrețele 0 (toți biții de subrețea sunt setați la zero) și a tuturor subrețelelor (toți biții de subrețea sunt setați la unu). Unele dispozitive nu ar permite utilizarea acestor subrețele. Dispozitivele Cisco Systems permit utilizarea acestor subrețele atunci când este configurată comanda ip subrețea zero.
Exemple
exemplu de exercițiu 1
acum, că aveți o înțelegere de subnetting, pune aceste cunoștințe pentru a utiliza. În acest exemplu, vi se oferă două combinații de adrese / măști, scrise cu notația prefix/lungime, care au fost atribuite la două dispozitive. Sarcina dvs. este să determinați dacă aceste dispozitive se află pe aceeași subrețea sau subrețele diferite. Puteți utiliza adresa și masca fiecărui dispozitiv pentru a determina la care subrețea aparține fiecare adresă.
DeviceA: 172.16.17.30/20DeviceB: 172.16.28.15/20
determinați subrețea pentru 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
privind biții de adresă care au un bit de mască corespunzător setat la unul și setând toți ceilalți biți de adresă la zero (acest lucru este echivalent cu efectuarea unui „și” logic între mască și adresă), vă arată la care subrețea aparține această adresă. În acest caz, DeviceA aparține subreței 172.16.16.0.
determinați subrețea pentru 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
Din aceste determinări, DeviceA și DeviceB au adrese care fac parte din aceeași subrețea.
exemplu de exercițiu 2
având în vedere rețeaua de clasa C de 204.15.5.0 / 24, subrețea rețeaua în scopul de a crea rețeaua în Figura 3 cu cerințele gazdă prezentate.
Figura 3
privind rețeaua prezentată în Figura 3, puteți vedea că vi se cere să creați cinci subrețele. Cea mai mare subrețea trebuie să accepte 28 de adrese gazdă. Este posibil acest lucru cu o rețea de clasa C? și dacă da, atunci cum?
puteți începe prin a privi cerința de subrețea. Pentru a crea cele cinci subrețele necesare, va trebui să utilizați trei biți din biții gazdă de clasă C. Doi biți ar permite doar patru subrețele (22).
Din moment ce aveți nevoie de trei biți de subrețea, care vă lasă cu cinci biți pentru porțiunea gazdă a adresei. Câte gazde acceptă acest lucru? 25 = 32 (30 utilizabil). Aceasta îndeplinește cerința.
prin urmare, ați stabilit că este posibil să creați această rețea cu o rețea de clasă C. Un exemplu de modul în care s-ar putea atribui subrețele este:
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 exemplu
în toate exemplele anterioare de subrețele, observați că aceeași mască de subrețea a fost aplicată pentru toate subrețele. Aceasta înseamnă că fiecare subrețea are același număr de adrese gazdă disponibile. Puteți avea nevoie de acest lucru în unele cazuri, dar, în majoritatea cazurilor, având aceeași mască de subrețea pentru toate subrețele ajunge să irosească spațiul de adrese. De exemplu, în secțiunea eșantion exercițiu 2, o rețea de clasă C a fost împărțită în opt subrețele de dimensiuni egale; cu toate acestea, fiecare subrețea nu a utilizat toate adresele gazdă disponibile, ceea ce duce la pierderea spațiului de adrese. Figura 4 ilustrează acest spațiu de adrese irosit.
Figura 4
Figura 4 ilustrează faptul că dintre subrețele care sunt utilizate, neta, NetC și NetD au o mulțime de spațiu de adrese gazdă neutilizat. Este posibil ca acesta să fi fost un design deliberat care să conteze creșterea viitoare, dar în multe cazuri acesta este doar spațiu de adrese irosit datorită faptului că aceeași mască de subrețea este utilizată pentru toate subrețele.
măști de subrețea cu lungime variabilă (VLSM) vă permite să utilizați măști diferite pentru fiecare subrețea, utilizând astfel spațiul de adrese eficient.
VLSM exemplu
având în vedere aceeași rețea și cerințele ca în Proba de exercițiu 2 dezvolta o schemă de subnetting cu utilizarea de VLSM, dat:
netA: must support 14 hostsnetB: must support 28 hostsnetC: must support 2 hostsnetD: must support 7 hostsnetE: must support 28 host
determina ce masca permite numărul necesar de gazde.
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.
cel mai simplu mod de a atribui subrețele este de a atribui prima cea mai mare. De exemplu, puteți atribui în acest mod:
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
aceasta poate fi reprezentată grafic așa cum se arată în Figura 5:
Figura 5
Figura 5 ilustrează modul în care utilizarea VLSM a ajutat la economisirea a mai mult de jumătate din spațiul de adrese.
CIDR
classless Interdomain Routing (CIDR) a fost introdus pentru a îmbunătăți atât utilizarea spațiului de adrese, cât și scalabilitatea rutării pe Internet. A fost nevoie din cauza creșterii rapide a Internetului și a creșterii tabelelor de rutare IP deținute în routerele de Internet.CIDR se deplasează de la clasele tradiționale de IP (clasa A, Clasa B, Clasa C și așa mai departe). În CIDR, o rețea IP este reprezentată de un prefix, care este o adresă IP și o indicație a lungimii măștii. Lungime înseamnă numărul de biți de mască contiguă din stânga care sunt setați la unul. Deci, rețeaua 172.16.0.0 255.255.0.0 poate fi reprezentată ca 172.16.0.0 / 16. CIDR descrie, de asemenea, o arhitectură de internet mai ierarhică, unde fiecare domeniu își ia adresele IP de la un nivel superior. Acest lucru permite ca sumarizarea domeniilor să se facă la nivelul superior. De exemplu, dacă un ISP deține rețeaua 172.16.0.0/16, atunci ISP poate oferi clienților 172.16.1.0/24, 172.16.2.0/24 și așa mai departe. Cu toate acestea, atunci când face publicitate altor furnizori, ISP-ul trebuie doar să facă publicitate 172.16.0.0/16.
Pentru mai multe informații despre CIDR, consultați RFC 1518 și 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.