網絡設備配置與調試案例教程 課件 第一章1.2網絡IP地址規(guī)劃與分配_第1頁
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文檔簡介

主講人:萬鵬第一章

網絡規(guī)劃與設計網絡設備配置與調試案例教程CONTENTS教學目標

本章講解網絡規(guī)劃與設計知識,并對實際項目進行了分析、設計和模擬實現(xiàn)。【知識目標】

?掌握網絡規(guī)劃與設計的基礎知識。

?了解和掌握網絡工程分析的一般過程。

?掌握網絡需求分析的方法。

?掌握網絡規(guī)劃的原則、網絡規(guī)劃流程和網絡生命周期。

?掌握網絡設備配置中IP地址方案的規(guī)劃、分析與制定?!炯寄苣繕恕?/p>

?能夠進行網絡工程需求分析。

?能夠進行網絡IP地址設置。

?具備大、中、小型網絡方案的規(guī)劃設計能。CONTENTS1.1網絡規(guī)劃與設計知識1.21.31.4網絡IP地址規(guī)劃與分配網絡規(guī)劃與設計實訓項目網絡規(guī)劃與設計項目訓練1.2網絡IP地址規(guī)劃與分配網絡設備配置與調試案例教程1.2.1工作任務

一個大型網絡的IP地址管理結構設計要充分考慮,否則很容易引起整個網絡地址重新設計和部署。這不僅會引起長時間的停機,而且還會在重新編址階段引起不穩(wěn)定,這會消耗掉很多的人力和財力。

使用子網劃分技術,大部分網絡能夠獲得較好的地址規(guī)劃。但在大型網絡中,由于網絡的數量與主機的數量比例不平衡,這里就需要可變長的子網掩碼(VLSM)技術作為規(guī)劃的依據。1.網絡規(guī)劃需求

某學校的網絡ID為180.29.0.0/16,此次IP規(guī)劃分配任務首先需要保留一半的地址空間供將來使用。另外,學校共有15個分系部,每個系部可能包含2000臺主機和不同用途的服務器,為此需要將網絡再劃分出為子網。

當然,不能規(guī)范每個系部的分配方案,因此,需要為其中一所系部創(chuàng)建8個可擁有250個主機的子網,其他系部可參照這個模板執(zhí)行。1.2網絡IP地址規(guī)劃與分配網絡設備配置與調試案例教程2.VLSM技術分析

嚴格按照TCP/IP中的A、B、C、D定義給IP地址分類的環(huán)境下,全0和全1網段都不允許使用,這種環(huán)境叫做基于類的IP。在這種環(huán)境下,子網掩碼只在所定義的路由器內有效,掩碼信息無法傳遞到其他路由器。如RIPvl版本,它在進行路由廣播時根本不帶掩碼信息,收到路由廣播的路由器因為無從知道該網絡的掩碼,只好照標準TCP/IP的定義賦予它一個掩碼。

子網劃分的原始用途之一是將基于類的網絡細分為一系列同等大小的子網。例如,對B類網絡進行4位子網劃分后,會生成16個同等大小的子網?;陬惖木W絡或無類別的網絡中可以存在不同大小的子網,這一規(guī)則正好適合現(xiàn)實世界中的環(huán)境。因為在現(xiàn)實網絡中包含的主機數量不同,所以需要使用不同大小的子網來避免IPv4地址浪費的現(xiàn)象。從IPv4網絡創(chuàng)建和部署不同大小子網的做法叫做可變長度子網劃分,這種技術使用可變前綴長度,又叫做可變長度子網掩碼(VariableLengthSubnetMask,VLSM)。1.2網絡IP地址規(guī)劃與分配網絡設備配置與調試案例教程3.任務實施作為學校的網絡管理員,網絡ID為180.29.0.0/16,任務如下。?保留地址:需要保留一半的地址空間供將來使用。?分配各個系部地址:有15個子網供各個系部使用,每個系部可能包含2000臺主機和不同用途的服務器。?創(chuàng)建IP地址模板:為其中一所系部創(chuàng)建8個可擁有250個主機的子網,其他學院可參照執(zhí)行。1)保留地址任務為了達到保留一半地址空間供將來使用這一要求,應當對網絡180.29.0.0進行1位的子網劃分。這種子網劃分生成了2個子網180.29.0.0/17和180.29.128.0/17,將地址空間平均分成了兩部分??梢赃x擇180.29.0.0/17作為保留的那一部分地址空間的網絡,從而滿足上述要求。表中列出了保留的那一半地址空間。子網編號網絡ID(點分十進制)網絡ID(網絡前綴)1180.29.0255.255.128.0180.29.0.0/17第1次子網劃分1.2網絡IP地址規(guī)劃與分配網絡設備配置與調試案例教程2)各系部地址分配

為了達到擁有15個子網,每個子網有大約2000臺主機這一要求,對子網網絡180.29.128.0/17執(zhí)行4位子網劃分,地址前綴變?yōu)?1。第2次子網劃分生成了16個子網。180.29.128.0/21.180.29.136.0/21、…、180.29.240.0/21和180.29.248.0/21,每個子網可擁有多達2046臺主機??梢赃x擇15個子網(從180.29.128.0/21~180.29.240.0/21)作為分系部的子網,從而完成了第2個任務。表中列出了這15個子網網絡地址,其中每個子網可擁有多達2046臺主機。第2次子網劃分子網編號網絡ID(點分+進制)網絡ID(網絡前綴)1180.29.128.0255.255.248.0180.29.128.0/212180.29.136.0255.255.248.0180.29.136.0/211.2網絡IP地址規(guī)劃與分配網絡設備配置與調試案例教程3180.29.144.0255.255.248.0180.29.144.0/214180.29.152.0255.255.248.0180.29.152.0/215180.29.160.0255.255.248.0180.29.160.0/216180.29.168.0255.255.248.0180.29.168.0/217180.29.176.0255.255.248.0180.29.176.0/218180.29.184.0255.255.248.0180.29.184.0/219180.29.192.0255.255.248.0180.29.192.0/2110180.29.200.0255.255.248.0180.29.200.0/2111180.29.208.0255.255.248.0180.29.208.0/2112180.29.216.0255.255.248.0180.29.216.0/2113180.29.224.0255.255.248.0180.29.224.0/2114180.29.232.0255.255.248.0180.29.232.0/2115180.29.240.0255.255.248.0180.29.240.0/211.2網絡IP地址規(guī)劃與分配網絡設備配置與調試案例教程3)創(chuàng)建地址分配模板

為達到創(chuàng)建8個可擁有250個主機的子網模板要求,以子網180.29.248.0/21為例進行3位的子網劃分。第3次子網劃分會生成8個子網。180.29.248.0/24、180.29.249.0/24、…、180.29.254.0/24和180.29.255.0/24,每個子網可擁有254個主機。可以選擇所有8個子網,從180.29.248.0/24-180.29.255.0/24,作為網絡地址分配給單個子網,從而完成整個任務。表中列出了8個子網,其中每個子網可擁有254臺主機。第3次子網劃分子網編號網絡ID(點分十進制)網絡ID(網絡前綴)1180.29.248.0255.255.255.0180.29.248.0/242180.29.249.0255.255.255.0180.29.249.0/243180.29.250.0255.255.255.0180.29.250.0/241.2網絡IP地址規(guī)劃與分配網絡設備配置與調試案例教程4180.29.251.0255.255.255.0180.29.251.0/245180.29.252.0255.255.255.0180.29.252.0/246180.29.253.0255.255.255.0180.29.253.0/247180.29.254.0255.255.255.0180.29.254.0/248180.29.255.0255.255.255.0180.29.255.0/24

當然,每個系部的內部還有可能對250臺主機再次進行可變長子網掩碼的操作,如劃分VLAN等。此次IP規(guī)劃任務完成情況可以根據圖中看到這次子網劃分的流程圖。子網劃分流程圖1.2網絡IP地址規(guī)劃與分配網絡設備配置與調試案例教程1.2.2相關知識

在IP地址規(guī)劃中有些IP地址是不能被配置到網絡設備接口使用的,這些IP地址是網絡地址和廣播地址。另外,這家公司屬于典型的小型網絡,機器數量一般在50臺以下,需要根據網絡的規(guī)??紤]IP地址的分配與管理。1.確定合法地址

網絡中第1個不能使用的地址就是網絡地址。網絡地址用于表示網絡本身,主機位部分為全“0”的IP地址代表一個特定的網絡。網絡地址對于網絡通信數據量的控制非常重要,位于同一網絡中的主機必然具有相同的網絡號,它們之間可以直接相互通信。而網絡號不同的主機之間則不能直接進行通信,必須經過第3層網絡設備(如路由器)進行轉發(fā)。

如圖中示例,上半部分的框架中表示網絡198.150.ll.0。從局域網外部看,任何發(fā)往該網絡主機198.150.11.1~198.150.11.254的數據,目的網絡都是198.150.11.0,只有數據到達上半部分的框架(局域網)時,才能進行主機位的匹配。下半部分的網絡編號用198.150.12.0表示,數據進行比對的情況也是相同。1.2網絡IP地址規(guī)劃與分配網絡設備配置與調試案例教程網絡地址與尋址1.2網絡IP地址規(guī)劃與分配網絡設備配置與調試案例教程

網絡中第2個不能使用的地址是廣播地址(BroadcastAddress)。它用于向網絡中的所有設備廣播分組,具有正常的網絡號部分,主機號部分為全“1”的IP地址代表一個在指定網絡中的廣播,被稱為廣播地址。

廣播地址對于網絡通信同樣重要。在計算機網絡通信中,經常會出現(xiàn)對某一指定網絡中的所有機器發(fā)送數據的情形,如果沒有廣播地址,源主機就要對所有目的主機啟動多次IP分組的封裝與發(fā)送過程。

除了網絡標識地址和廣播地址之外,其他一些包含全“0”和全“1”的地址格式也是保留地址。圖中標明了這些特殊地址的用途。特殊的保留地址1.2網絡IP地址規(guī)劃與分配網絡設備配置與調試案例教程2.選擇專用IP地址

Internet的穩(wěn)定直接取決于網絡地址的唯一性。這個工作最初由InterNIC(Internet網絡信息中心)來分配IP地址,現(xiàn)在已被IANA(Internet地址分配中心)取代。IANA管理著剩余IP地址的分配,以確保不會發(fā)生公用地址重復使用的問題。

1)公用IP地址

公用IP地址在Internet上是唯一的,因為公用IP地址是全局的和標準的,因此沒有任何兩臺連到公共網絡的主機擁有相同的IP地址。所有連接Internet的主機都遵循此規(guī)則,公用IP地址是從Internet服務供應商(ISP)或地址注冊處獲得的。如果Internet的直接(路由)連接,則必須使用公用地址;如果Internet的間接(代理或轉換)連接,則可以使用公用地址或專用地址。1.2網絡IP地址規(guī)劃與分配網絡設備配置與調試案例教程2)私有IP地址

隨著Internet的發(fā)展,各個連接到Internet的組織需要為每臺設備的每個接口獲取一個公用地址。每個網絡接口都需要有一個公有IP地址是不可能的,至少在IPv4版本中。這一需求對公用地址池提出了很髙的要求,A、B、C類地址的總數滿足不了全世界所有網絡設備的標識。Internet設計者注意到了這個問題,保留了IPv4地址空間的一部分供內部地址使用。IANA提供了一個為專用網際網絡保留網絡ID地址的方案,以下這些網絡ID是內部網絡中可任意部署的:10.0.0.0網絡地址池,子網掩碼為255.0.0.0。

172.16.0.0網絡地址池,子網掩碼為255.240.0.0。

192.168.0.0網絡地址池,子網掩碼為255.255.0.0。1.2網絡IP地址規(guī)劃與分配網絡設備配置與調試案例教程3.地址轉換技術

有一種情況需要特別注意,如果公司網絡沒有以任何方式連接到Internet,則可以使用任何IP地址。但如果這家公司網絡需要連接到Internet,則應當使用公用地址或地址轉換技術,以防止非法IP地址暴露在公網之上,使得使用私有IP的計算機也可以接入Internet。

為了讓使用私有IP地址的計算機能夠訪問Internet,必須使用網絡地址轉換(NAT)和路由。NAT使用戶能夠把使用專用IP地址的客戶端計算機連接到使用公共IP地址的Internet。這需要有兩個接口來隔離本地網絡和Internet網絡。這兩個接口是必須的,因為兩個網絡之間的請求必須通過路由器服務或設備進行傳送。當路由器接收到請求時,它在兩個接口之間轉發(fā)這些請求。NAT服務幫助從源網絡到目標網絡,把IP地址轉換成正確的地址。

1.2網絡IP地址規(guī)劃與分配網絡設備配置與調試案例教程4.IP地址配置方法

1)手工分配

手工設置的IP地址為靜態(tài)IP地址,在沒有重新配置之前,計算機將一直擁有該IP地址。因此,既可以據此訪問網絡內的某臺計算機,也可以據此判斷計算機是否已經開機并接入網絡

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