实验2子网划分设计实验指导书

1、湖南科技学院计算机与信息科学系实验指导书实验名称：子网划分与设计 实验课程：一实验类别： 一 主讲教师:张彬实验室：司新网络实验室20年3月一、实验目的掌握子网划分的方法和子网掩码的设置.理解IP协议与MAC地址的关系.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5组，每组8台双网卡PC机，4台路由器，2台二层交换机，2台三层交换机三、实验原理随着互连网应用的不断扩大，原先的IPv4的弊端也逐渐暴露出来，即网络号占位太多，而主机号位太少，所以其能提供的主机地址也越来越稀缺，目前除了使用NAT在企业内部利用保留地址自行分配以外，通常都对一个高类别的IP地址进行再划分，以形成多个子网，提

2、供给不同规模的用户群使用。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。1X为什么要划分子网在20世纪70年代初期，建立I nternet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 0

3、 127 08 位 24 位B 类 128- 19110 16 位 16位C 类 192223110 24位8位D 类 224- 2391110组播地址E 类 240- 255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，考虑没有到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

4、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。

5、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K ,/ IJ 3, j 二JZU 久,/二二口 P 1 H J 1 P /vj /二 ALrTJ ,n/J、 l-L npyjp 9 nuI H JL-q/L *17 ZXJ /J-L H J J o q、J J J 吧 y面非0部分为网络号基础实验1:1 ）两人一组，设置两台主机的IP地址与子网掩码：A: 10.2.2.210. 2. 3.3 ）两台主机均不设置缺省网关。3）用arp-d命令清除两台

6、主机上的ARP表，然后在A与B上分另U用p i ng命令与对方通信，观察并记录结果，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（1022.0），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2.1）将A的子网掩码改为：，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、：入将目标设备的IP地址（10. 2. 3.3）和自己的子网掩码0相“与“得，和自己不在同一网段（A所在网段为：）则A必须将该IP分组首先发向缺省网关。基础实验3并分析原因。10. 2. 2.2）和自己的子网地址，并可以正确地向A1）按照实验2的配置，接着在B 上ping-A，观察并记录结果，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（掩码0相”与”，发现目标主机自己均位于同一网段（），因此，B通过ARP协议获得A的MAC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pi ngARP的请求与响应在该

8、实验操作中，通过观察A与B的ARP表的变化，可以验证：在一次四、设计实验要求：个小的公司中，目前有5个部门a至e,其中：a部门有10台pc （host，主机），b部门2。台，c部门3。台，d部门15台，e部门2 0台，然后cio分配了一个总的网段192,给你，作为admin,你的任务是为每个部门划分单独的网段示范方案（实验步骤）：其中，是一个C类网段，24是表示子网掩码中1的个数是 24个，这是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，

9、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。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：2*-2 二 hosts 2An-2=30.n-5n代表掩码中0的个数，5个零则意味着二进制掩码为，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：；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b- e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

10、1为11与0的结果均为0o已知：当前的ip地址的最后一位是0,二进制表示为00000000;而我们已经算出的掩码的最后一位是224,二进制表示为。I、面让我们来做个与运算。要江忘、，由丁丁电码口的后五位刀 U，刀p么 甲土戚HLK有前三位参 加运算，而后 五位仅仅列出，不参加运算。0 0 0 0 0 0 0 0 I ALLFPJ -（十进制：3 2）这样就得到了 a部门的网络id为，依此类推，根据主机数最多为30个的原则，b部门为，c部门为等等。第二步，确定a部门的地址范围。如果a部门的网络i d从3 2开始、并且主机数为3 0的时候，似乎b部门的i d应该是从6 2开始才对，为什么b部门的1d为6 4呢这是因为，根据局域网规范，网络中必须要有两个保留地址作为网络专用，一个叫网络回环地址，代表网络本身，其地址全为