Inledning
detta dokument innehåller grundläggande information som behövs för att konfigurera din router för routing IP, till exempel hur adresser bryts ner och hur subnetting fungerar. Du lär dig hur du tilldelar varje gränssnitt på routern en IP-adress med ett unikt undernät. Det finns exempel som ingår för att hjälpa till att knyta allt ihop.
förutsättningar
krav
Cisco rekommenderar att du har en grundläggande förståelse för binära och decimaltal.
komponenter som används
detta dokument är inte begränsat till specifika programvaru-och hårdvaruversioner.
informationen i det här dokumentet skapades från enheterna i en specifik labbmiljö. Alla enheter som används i det här dokumentet började med en rensad (standard) konfiguration. Om ditt nätverk är live, Se till att du förstår den potentiella effekten av något kommando.
ytterligare Information
om definitioner är användbara för dig, använd dessa ordförråd för att komma igång:
-
Adress – det unika nummer-ID som tilldelats en värd eller gränssnitt i ett nätverk.
-
Subnet-en del av ett nätverk som delar en viss subnätadress.
-
Subnet mask-en 32-bitars kombination som används för att beskriva vilken del av en adress som refererar till undernätet och vilken del som refererar till värden.
-
gränssnitt-En nätverksanslutning.
Om du redan har fått din legitima adress(er) från Internet Network Information Center (InterNIC), är du redo att börja. Om du inte planerar att ansluta till Internet föreslår Cisco starkt att du använder reserverade adresser från RFC 1918 
.
förstå IP-adresser
en IP-adress är en adress som används för att unikt identifiera en enhet i ett IP-nätverk. Adressen består av 32 binära bitar, som kan delas in i en nätverksdel och värddel med hjälp av en subnätmask. De 32 binära bitarna är uppdelade i fyra oktetter (1 oktett = 8 bitar). Varje oktett konverteras till decimal och separeras med en punkt (punkt). Av denna anledning sägs en IP-adress uttryckas i prickat decimalformat (till exempel 172.16.81.100). Värdet i varje oktett varierar från 0 till 255 decimal, eller 00000000 – 11111111 binär.
här är hur binära oktetter konvertera till decimal: den högra mest bit, eller minst betydande bit, av en oktett har ett värde av 20. Biten precis till vänster om det har ett värde av 21. Detta fortsätter till vänster bit, eller mest betydande bit, som har ett värde av 27. Så om alla binära bitar är en, skulle decimalekvivalenten vara 255 som visas här:
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)
här är ett exempel oktettkonvertering när inte alla bitar är inställda på 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)
och detta prov visar en IP-adress representerad i både binär och decimal.
10. 1. 23. 19 (decimal) 00001010.00000001.00010111.00010011 (binary)
dessa oktetter är uppdelade för att ge ett adresseringsschema som rymmer stora och små nätverk. Det finns fem olika klasser av nätverk, A till E. Detta dokument fokuserar på klasserna A till C, eftersom klasserna D och E är reserverade och diskussionen om dem ligger utanför detta dokument.Observera också att termerna” klass A, klass B ” och så vidare används i detta dokument för att underlätta förståelsen av IP-adressering och subnetting. Dessa termer används sällan i branschen längre på grund av införandet av classless interdomain routing (CIDR).
givet en IP-adress kan dess klass bestämmas från de tre högorderbitarna (de tre vänstra bitarna i den första oktetten). Figur 1 visar betydelsen i de tre högordningsbitarna och adressintervallet som faller i varje klass. För informationsändamål visas också adresser i klass D och klass E.
Figur 1
i en klass A – adress är den första oktetten nätverksdelen, så klass A-exemplet i Figur 1 har en stor nätverksadress på 1.0.0.0-127.255.255.255. Oktetter 2, 3 och 4 (de närmaste 24 bitarna) är för nätverkshanteraren att dela upp i undernät och värdar som han/hon tycker är lämplig. Klass A-adresser används för nätverk som har mer än 65 536 värdar (faktiskt upp till 16777214 värdar!).
i en klass B-adress är de två första oktetterna nätverksdelen, så klass B – exemplet i Figur 1 har en stor nätverksadress på 128.0.0.0-191.255.255.255. Oktetter 3 och 4 (16 bitar) är för lokala subnät och värdar. Klass B-adresser används för nätverk som har mellan 256 och 65534 värdar.
i en klass C-adress är de tre första oktetterna nätverksdelen. Klass C-exemplet i Figur 1 har en stor nätverksadress på 192.0.0.0 – 223.255.255.255. Octet 4 (8 bitar) är för lokala subnät och värdar – perfekt för nätverk med mindre än 254 värdar.
Nätverksmasker
en nätverksmask hjälper dig att veta vilken del av adressen som identifierar nätverket och vilken del av adressen som identifierar noden. Klass A -, B-och C-nätverk har standardmasker, även kända som naturliga masker, som visas här:
Class A: 255.0.0.0Class B: 255.255.0.0Class C: 255.255.255.0
en IP-adress i ett klass A-nätverk som inte har subnetted skulle ha ETT adress/maskpar som liknar: 8.20.15.1 255.0.0.0. För att se hur masken hjälper dig att identifiera nätverks-och noddelarna i adressen, konvertera adressen och masken till binära tal.
8.20.15.1 = 00001000.00010100.00001111.00000001255.0.0.0 = 11111111.00000000.00000000.00000000
När du har adressen och masken representerad i binär, är det lättare att identifiera nätverket och värd-ID. Alla adressbitar som har motsvarande maskbitar inställda på 1 representerar nätverks-ID. Alla adressbitar som har motsvarande maskbitar inställda på 0 representerar nod-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
förstå Subnetting
Subnetting låter dig skapa flera logiska nätverk som finns inom ett enda klass A -, B-eller C-nätverk. Om du inte undernät kan du bara använda ett nätverk från ditt klass A -, B-eller C-nätverk, vilket är orealistiskt.
varje datalänk i ett nätverk måste ha ett unikt nätverks-ID, där varje nod på den länken är medlem i samma nätverk. Om du bryter ett större nätverk (klass A, B eller C) i mindre undernätverk kan du skapa ett nätverk av anslutande undernätverk. Varje datalänk i det här nätverket skulle då ha ett unikt nätverks – / subnätverks-ID. Varje enhet, eller gateway, som ansluter n nätverk/subnät har n distinkta IP-adresser, en för varje nätverk / subnät som den sammankopplar.
för att subnät ett nätverk, utöka den naturliga masken med några av bitarna från värd-ID-delen av adressen för att skapa ett subnätverks-ID. Till exempel ges ett klass C-nätverk av 204.17.5.0 som har en naturlig mask av 255.255.255.0, kan du skapa subnät på detta sätt:
204.17.5.0 - 11001100.00010001.00000101.00000000255.255.255.224 - 11111111.11111111.11111111.11100000 --------------------------|sub|----
genom att utvidga masken till att vara 255.255.255.224, du har tagit tre bitar (indikerad med ”sub”) från den ursprungliga värddelen av adressen och använt dem för att skapa undernät. Med dessa tre bitar är det möjligt att skapa åtta undernät. Med de återstående fem värd-ID-bitarna kan varje delnät ha upp till 32 värdadresser, varav 30 faktiskt kan tilldelas en enhet eftersom värd-ID för alla nollor eller alla inte är tillåtna (det är mycket viktigt att komma ihåg detta). Så med detta i åtanke har dessa undernät skapats.
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
Obs: Det finns två sätt att beteckna dessa masker. För det första, eftersom du använder tre bitar mer än den ”naturliga” klass C-masken, kan du beteckna dessa adresser som en 3-bitars subnätmask. Eller för det andra masken av 255.255.255.224 kan också betecknas som /27 eftersom det finns 27 bitar som är inställda i masken. Denna andra metod används med CIDR. Med denna metod kan ett av dessa nätverk beskrivas med notationsprefixet/längden. Till exempel betecknar 204.17.5.32 / 27 nätverket 204.17.5.32 255.255.255.224. När det är lämpligt används prefixet / längdnotationen för att beteckna masken i resten av detta dokument.
nätverkssubnettningsschemat i det här avsnittet tillåter åtta undernät, och nätverket kan visas som:
Figur 2
Observera att var och en av routrarna i Figur 2 är kopplad till fyra undernätverk, ett undernätverk är vanligt för båda routrarna. Dessutom har varje router en IP-adress för varje undernätverk som den är ansluten till. Varje undernätverk kan potentiellt stödja upp till 30 värdadresser.
detta ger en intressant punkt. Ju fler värdbitar du använder för en subnätmask, desto fler subnät har du tillgängliga. Ju fler subnät som är tillgängliga, desto mindre värdadresser är tillgängliga per subnät. Till exempel ett klass C-nätverk av 204.17.5.0 och en mask av 255.255.255.224 (/27) låter dig ha åtta undernät, var och en med 32 värdadresser (varav 30 kan tilldelas enheter). Om du använder en mask av 255.255.255.240 (/28) är nedbrytningen:
204.17.5.0 - 11001100.00010001.00000101.00000000255.255.255.240 - 11111111.11111111.11111111.11110000 --------------------------|sub |---
eftersom du nu har fyra bitar att göra undernät med, har du bara fyra bitar kvar för värd adresser. Så i det här fallet kan du ha upp till 16 undernät, som var och en kan ha upp till 16 värdadresser (varav 14 kan tilldelas enheter).
ta en titt på hur ett klass B-nätverk kan subnettas. Om du har nätverk 172.16.0.0, då vet du att dess naturliga mask är 255.255.0.0 eller 172.16.0.0/16. Att utvidga masken till något utöver 255.255.0.0 betyder att du subnetting. Du kan snabbt se att du har möjlighet att skapa mycket fler undernät än med klass C-nätverket. Om du använder en mask av 255.255.248.0 (/21), hur många subnät och värdar per subnät tillåter detta?
172.16.0.0 - 10101100.00010000.00000000.00000000255.255.248.0 - 11111111.11111111.11111000.00000000 -----------------| sub |-----------
du använder fem bitar från de ursprungliga värdbitarna för subnät. Detta gör att du kan ha 32 subnät (25). Efter att ha använt de fem bitarna för subnetting, är du kvar med 11 bitar för värdadresser. Detta gör att varje subnät så har 2048 värdadresser (211), 2046 som kan tilldelas enheter.
Obs: tidigare fanns det begränsningar för användningen av ett subnät 0 (Alla subnätbitar är inställda på noll) och alla subnät (alla subnätbitar inställda på en). Vissa enheter tillåter inte användning av dessa undernät. Cisco Systems-enheter tillåter användning av dessa undernät när kommandot ip subnet zero är konfigurerat.
exempel
Provövning 1
nu när du har en förståelse för subnetting, använd denna kunskap. I det här exemplet får du två adress / maskkombinationer, skrivna med prefixet/längdnotationen, som har tilldelats två enheter. Din uppgift är att avgöra om dessa enheter finns på samma undernät eller olika undernät. Du kan använda adressen och masken för varje enhet för att bestämma vilket delnät varje adress tillhör.
DeviceA: 172.16.17.30/20DeviceB: 172.16.28.15/20
Bestäm delnätet för 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
Om du tittar på adressbitarna som har en motsvarande maskbit inställd på en och ställer in alla andra adressbitar till noll (detta motsvarar att utföra en logisk” och ” mellan masken och adressen), visar du vilket delnät den här adressen tillhör. I detta fall tillhör DeviceA subnät 172.16.16.0.
Bestäm delnätet för 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
från dessa bestämningar har DeviceA och DeviceB adresser som ingår i samma delnät.
Provövning 2
Med tanke på klass C-nätverket 204.15.5.0/24, subnät nätverket för att skapa nätverket i Figur 3 med värdkraven som visas.
Figur 3
Om du tittar på nätverket som visas i Figur 3 kan du se att du måste skapa fem undernät. Det största undernätet måste stödja 28 värdadresser. Är detta möjligt med ett klass C-nätverk? och i så fall hur?
Du kan börja med att titta på subnätkravet. För att skapa de fem nödvändiga undernäten skulle du behöva använda tre bitar från klass C-värdbitarna. Två bitar skulle bara tillåta dig fyra undernät (22).
eftersom du behöver tre subnätbitar, lämnar du dig med fem bitar för värddelen av adressen. Hur många värdar stöder detta? 25 = 32 (30 användbar). Detta uppfyller kravet.
därför har du bestämt att det är möjligt att skapa detta nätverk med ett klass C-nätverk. Ett exempel på hur du kan tilldela undernätverken är:
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-exempel
i alla tidigare exempel på subnät, Lägg märke till att samma subnätmask applicerades för alla undernät. Detta innebär att varje delnät har samma antal tillgängliga värdadresser. Du kan behöva detta i vissa fall, men i de flesta fall har samma subnätmask för alla subnät slutar slösa bort adressutrymme. Till exempel, i avsnittet Provövning 2, delades ett klass C-nätverk i åtta lika stora subnät; varje delnät utnyttjade dock inte alla tillgängliga värdadresser, vilket resulterar i bortkastat adressutrymme. Figur 4 illustrerar detta bortkastade adressutrymme.
Figur 4
Figur 4 illustrerar det för de undernät som används, NetA, NetC och NetD har mycket oanvänt värdadressutrymme. Det är möjligt att detta var en avsiktlig design som redogör för framtida tillväxt, men i många fall är det bara bortkastat adressutrymme på grund av att samma subnätmask används för alla subnät.
Variable Length Subnet Masks (VLSM) låter dig använda olika masker för varje subnät och därigenom använda adressutrymme effektivt.
VLSM exempel
med samma nätverk och krav som i Provövning 2 utveckla ett subnettingsschema med användning av VLSM, givet:
netA: must support 14 hostsnetB: must support 28 hostsnetC: must support 2 hostsnetD: must support 7 hostsnetE: must support 28 host
Bestäm vilken mask som tillåter det önskade antalet av värdar.
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.
det enklaste sättet att tilldela undernäten är att tilldela den största först. Till exempel kan du tilldela på detta sätt:
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
detta kan grafiskt representeras som visas i Figur 5:
Figur 5
figur 5 illustrerar hur användning av VLSM hjälpte till att spara mer än hälften av adressutrymmet.
CIDR
Classless Interdomain Routing (CIDR) infördes för att förbättra både adressutrymme utnyttjande och routing skalbarhet på Internet. Det behövdes på grund av den snabba tillväxten av Internet och tillväxten av IP-routingtabellerna i Internet-routrarna.
CIDR flyttar sig från de traditionella IP-klasserna (klass A, klass B, klass C och så vidare). I CIDR representeras ett IP-nätverk av ett prefix, vilket är en IP-adress och en viss indikation på maskens längd. Längd betyder antalet sammanhängande maskbitar till vänster som är inställda på en. Så nätverk 172.16.0.0 255.255.0.0 kan representeras som 172.16.0.0/16. CIDR visar också en mer hierarkisk internetarkitektur, där varje domän tar sina IP-adresser från en högre nivå. Detta gör det möjligt att summera domänerna på högre nivå. Till exempel, om en ISP äger nätverk 172.16.0.0/16, kan ISP erbjuda 172.16.1.0/24, 172.16.2.0/24, och så vidare till kunder. Men när du annonserar till andra leverantörer behöver ISP bara annonsera 172.16.0.0 / 16.
För mer information om CIDR, se RFC 1518 och 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.