实验二 IP子网划分实验

1、实验二 IP子网划分实验一、实验目的 1.掌握子网划分的方法和子网掩码的设置2.理解IP协议与MAC地址的关系3.掌握ARP和IPCONFIG命令的应用4.根据实际的网络需求设计合理的子网划分方案二、实验环境 共6组，每组8台双网卡PC机，多台路由器，多台交换机，用以太网交换机连接起来的WINDOWS XP操作系统计算机。拓扑结构图三、实验相关知识本实验要求学生通过掌握子网划分的方法和子网掩码的设置的方法，具有根据实际的网络需求设计合理的子网划分方案的创新能力。1、为什么要划分子网在20世纪70年代初期，建立Internet的工程师们并未意识到计算机和通信在未来的迅猛发展。局域网和个人电脑的发

2、明对未来的网络产生了巨大的冲击。开发者们依据他们当时的环境，并根据那时对网络的理解建立了逻辑地址分配策略。他们知道要有一个逻辑地址管理策略，并认为32位的地址已足够使用。为了给不同规模的网络提供必要的灵活性，IP地址的设计者将IP地址空间划分为五个不同的地址类别，如下表所示，其中A,B,C三类最为常用：A类 0127 0 8位 24位B类 128191 10 16位 16位C类 192223 110 24位 8位D类 224239 1110 组播地址E类 240255 1111 保留试验使用从当时的情况来看，32位的地址空间确实足够大，能够提供232（4,294,967,296，约为43亿）个

3、独立的地址。这样的地址空间在因特网早期看来几乎是无限的，于是便将IP地址根据申请而按类别分配给某个组织或公司，而很少考虑是否真的需要这么多个地址空间，没有考虑到IPv4地址空间最终会被用尽。但是在实际网络规划中，它们并不利于有效地分配有限的地址空间。对于A、B类地址，很少有这么大规模的公司能够使用，而C类地址所容纳的主机数又相对太少。所以有类别的IP地址并不利于有效地分配有限的地址空间，不适用于网络规划。 2、如何划分子网为了提高IP地址的使用效率，引入了子网的概念。将一个网络划分为子网：采用借位的方式，从主机位最高位开始借位变为新的子网位，所剩余的部分则仍为主机位。这使得IP地址的结构分为三

4、级地址结构：网络位、子网位和主机位。这种层次结构便于IP地址分配和管理。它的使用关键在于选择合适的层次结构-如何既能适应各种现实的物理网络规模，又能充分地利用IP地址空间（即：从何处分隔子网号和主机号）。3、子网掩码的作用简单地来说，掩码用于说明子网域在一个IP地址中的位置。子网掩码主要用于说明如何进行子网的划分。掩码是由32位组成的，很像IP地址。对于三类IP地址来说，有一些自然的或缺省的固定掩码。4、如何来确定子网地址如果此时有一个I P地址和子网掩码，就能够确定设备所在的子网。子网掩码和IP地址一样长，用32bit组成，其中的1表示在IP地址中对应的网络号和子网号对应比特，0表示在IP地

5、址中的主机号对应的比特。将子网掩码与IP地址逐位相“与”，得全0部分为主机号，前面非0部分为网络号四、实验内容基础实验1： Ipconfig是调试计算机网络的常用命令，通常大家使用它显示计算机中网络适配器的IP地址、子网掩码及默认网关，Ipconfig /all：显示本机TCP/IP配置的详细信息。基础实验2：1） 两人一组或四人一组，设置两台主机的IP地址与子网掩码：A: 10.2.2.2 255.255.254.0B: 10.2.3.3 255.255.254.02）两台主机均不设置缺省网关。3）用arp -d命令清除两台主机上的ARP表，然后在A与B上分别用ping命令与对方通信，观察并

6、记录结果，并分析原因。4）在两台PC上分别执行arp -a命令，观察并记录结果，并分析原因。提示：由于主机将各自通信目标的IP地址与自己的子网掩码相"与"后，发现目标主机与自己均位于同一网段（10.2.2.0），因此通过ARP协议获得对方的MAC地址，从而实现在同一网段内网络设备间的双向通信。基础实验31）将A的子网掩码改为：255.255.255.0，其他设置保持不变。2）在两台PC上分别执行arp -d命令清除两台主机上的ARP表。然后在A上"ping"B，观察并记录结果。3）在两台PC上分别执行 arp -a命令，观察并记录结果，并分析原因。提示：

7、A将目标设备的IP地址（10.2.3.3）和自己的子网掩码（255.255.255.0）相"与"得10.2.3.0，和自己不在同一网段（A所在网段为：10.2.2.0），则A必须将该IP分组首先发向缺省网关。基础实验41）按照实验2 的配置，接着在B上"ping"A，观察并记录结果，并分析原因。2）在B 上执行arp -a命令，观察并记录结果，并分析原因。提示：B将目标设备的IP地址（10.2.2.2）和自己的子网掩码（255.255.254.0）相"与"，发现目标主机与自己均位于同一网段（10.2.2.0），因此，B通过ARP协议获

8、得A的MAC地址，并可以正确地向A发送Echo Request报文。但由于A不能向B正确地发回Echo Reply报文，故B上显示ping的结果为"请求超时"。在该实验操作中，通过观察A与B的ARP表的变化，可以验证：在一次ARP的请求与响应过程中，通信双方就可以获知对方的MAC地址与IP地址的对应关系，并保存在各自的ARP表中。设计实验：一个小的公司中，目前有6个部门a至f，其中：部门有台pc（，主机），部门台，部门台，部门台，部门台，f部门600台,然后CIO分配了3个网段192.168.2.0, 192.168.3.0, 192.168.4.0给你，作为admin，任

9、务是为每个部门划分单独的网段示范方案（实验步骤）：其中，192.168.2.0/24是一个类网段，24是表示子网掩码中的个数是24个，这是255.255.255.0的另外一种表示方法，每一个255表示一个二进制的8个1，最后一个0表示二进制的8个0，在计算机语言中以二进制表示为11111111 11111111 11111111 00000000，0表示可容纳的主机的个数。要划分子网，必须制定每一个子网的掩码规划，换句话说,就是要确定每一个子网能容纳的最多的主机数，即0的个数，显然，应该以这几个部门中拥有主机数量最多的为准，在本例中，c部门有30台主机，那么我们在操作中可以套用这样一个经典公式： 2n-2=hosts 2n-2=30 n=5 n代表掩码中0的个数，5个零则意味着二进制掩码为11100000，即十进制的224加上前面24个1，1 的总数为27个。该掩码十进制表示为：255.255.255.224/27；确定掩码规则以后，就要确认每一个子网的具体地址段。我们从a部门开始，其余be部门的操作可参照进行。 第一步：确定a部门的网络id 网络id，即本部门所在的网段，是由ip地址与掩码作“与运算”的结果。“与运算”是一种逻辑算法，其规则是：1与1为1；0与0 、0与1、1与0的结果均为0。已知：当前的ip地址192.168.2.0的最后一