局域网实验讲义(3)

如果压接线序不正确或者错位时，对应错位的指示灯亮显示。 实验步骤：

1、网络配线和端接实训。

每次端接有对应的指示灯直观显示端接电气连接状况和线序，能够直观显示和判断跨接、反接、短路、断路等故障。

每次端接6根双绞线两端，每人端接线实训96次。 2、永久链路/信道链路端接和实训。

实验仪与网络配线架、通信跳线架、跳线等组合，进行多种永久链路/信道链路的端接实训，仿真网络机柜内配线端接工程技术。熟练掌握工程技术和操作技巧。 实验记录和结果分析：

一、报告要求 实验题目 实验目的 实验设备 实验内容总结 二、思考题

1. 如何正确判断网络配线和端接过程中出现的各种故障？ 2. 如何建立永久链路？

实验4 IP地址划分和子网规划

实验目的

1. 使学生掌握子网规划的方法

2. 使学生掌握在内部局域网上划分逻辑子网并应用和测试的方法 3．理解IP协议与MAC地址的关系

4．熟悉ARP命令的使用：arp [–d], [-a] 实验内容

1. 在内部局域网上划分逻辑子网 2. 应用和测试 实验步骤

（一）子网编址的方法

在IP互联网中，A类、B类、C类IP地址是经常使用的IP地址。由于经过网络号和主机号的层次划分，它们能适应于不同的网络规模。使用A类IP地址的网络可以容纳1600万台主机，而使用C类IP地址的网络仅仅可以容纳254台主机。但是，随着计算机的发展和网络技术的进步，个人计算机应用迅速普及，小型网络（特别的小型局域网）越来越多。这些网络多则拥有几十台主机，少则拥有两三台主机，对于这样一些小规模网络即使采用一个C类地址仍然的一种浪费（可以容纳254台主机），因而在实际应用中，人们开始寻找新的解决方案以克服IP地址的浪费现象，其中子网编址就是方案之一。

IP地址具有层次结构，标准的IP地址分为网络号和主机号两层。为了避免IP地址的浪费，子网编址的主机号部分进一步划分成子网部分和主机部分，如图4.1所示

图4.1子网编址的层次结构

为了创建一个子网地址，网络管理员从标准IP地址的主机号部分“借”位并把它们指定为子网号部分。只要主机号部分能够剩余两位，子网地址可以借用主机号部分的任何位数（但至少应借用2位）。因为B类网络的主机号部分只有两个字节。故而最多只能借用14位创建子网。而在C类网络中，由于主机号部分只有一个字节，故最多只能借用6位去创建子网。

128.168.0.0是一个B类IP地址。它的主机号部分有两个字节。在图4.2中，借用了其中的一个字节作为子网号。

图4.2 借用B类IP地址的一个字节作为子网号

当然，如果从IP地址的主机号部分借用来创建子网，相应子网中的主机数目就会减少。例如一个C类网络，它用一个字节表示主机号，可以容纳的主机数为254台。当利用这个C类网络创建子网时，如果借用2位子网号，那么可以剩下的6位表示子网号的主机，可以容纳的主机数为62台；如果借用3位作为子网号，那么仅可以使用剩下的5位来表示子网中的主机，可以容纳的主机数也可以减少到30台。 （二）子网的规划方法

子网规划,就是根据子网个数要求及每一个子网的有效主机地址个数要求，确定借几位主机号作为子网号，然后写出借位后的子网个数、每一个子网的有效主机地址个数、每一个子网的子网地址、子网掩码和每一个子网的有效主机地址。子网规划和IP地址分配在网络规划中占有重要地位。在确定借几位主机号作为子网号时应使子网号部分产生足够的子网，而剩余的主机号部分能容纳足够的主机。例如，一个网络被分配了一个C类地址211.87.40.0。如果该网络有10个子网组成，每个子网包含10台主机，那么应该怎样规划和使用IP地址呢？

表5.1 C类网络子网划分对应关系表 子网号位数 子网数 主机数 子网掩码 2 3 4 5 6 2 6 14 30 62 62 30 14 6 2 255.255.255.192 255.255.255.224 255.255.255.240 255.255.255.248 255.255.255.252 在C 类子网中，子网位数、子网掩码、容纳的子网数和主机数的对应关系如表4.1所示，从表5.1中可以看出，子网位数为4位，子网掩码为255.255.255.240，可以产生14个子网，每个子网容纳14台主机，满足例子中10个子网，每个子网10台主机的要求，因此可以采取这种规划方案；如果存在多种可选方案，可以在其中选出最佳方案（方法是在为将来的扩展留有余地的同时尽量提高IP地址的利用率）。211.87.40.0在掩码为255.255.255.240时的地址分配情况请看表5.2。

表5.2 211.87.40.0在掩码为255.255.255.240时的地址分配表 子网 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 子网号 子网地址 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1010 1011 1100 1101 211.87.40.16 211.87.40.32 211.87.40.48 211.87.40.64 211.87.40.80 211.87.40.96 211.87.40.112 211.87.40.128 211.87.40.144 211.87.40.160 211.87.40.176 211.87.40.192 211.87.40211.87.40.209~.222 255.255.255.240 211.87.40.193~.206 255.255.255.240 211.87.40.177~.190 255.255.255.240 211.87.40.161~.174 255.255.255.240 211.87.40.145~.158 255.255.255.240 211.87.40.129~.142 255.255.255.240 211.87.40.113~.126 255.255.255.240 211.87.40.97~.110 255.255.255.240 211.87.40.81~.94 255.255.255.240 211.87.40.65~.78 255.255.255.240 211.87.40.49~.62 255.255.255.240 211.87.40.33~.46 255.255.255.240 每一个子网的有效主机地址范围 211.87.40.17~.30 子网掩码 255.255.255.240 .208 14 1110 211.87.40.224 与标准的IP地址相同，子网编址也为子网网络和子网广播保留了地址编号。在子网编址中以二进制全“0”结尾的IP地址是子网地址，用来表示子网；而以二进制全“1”结尾的IP地址则是子网直接广播地址，为子网广播所保留。 由于这个C类地址最后一个字节的4位用作划分子网，因此子网中的主机号只能用剩下的4位来表达。在这4位中，全部为“0”的表示该子网网络，全部为“1”的表示子网广播，其余的可以分配给子网中的主机。

为了与标准的IP编址保持一致，二进制全“0”或全“1”的子网号不能分配给实际的子网。在上面的例子中，除“0”和“15”外（二进制“0000”和“1111”），其他的子网号都可进行分配。

IP协议规定，将与IP地址的网络号和子网号部分相对应的位用“1”、与IP地址的主机号部分相对应的位用“0”表示后，就得出了该IP地址对应的子网掩码。将IP地址和它的子网掩码相结合，就可以判断出IP地址中哪些位表示网络和子网，哪些位表示主机。

32位全为“1”的IP地址（255.255.255.255）为有限广播地址，如果在子网中使用该广播地址，广播将被限制在本子网内。

需要注意的是，进行子网互连的路由器也需要占用有效的IP地址，因此，在计算机网络中（或子网中）需要使用的IP数时，不要忘记连接该网络（或子网）的路由器。在图4.3中 ，尽管子网3只有2台主机，但由于两个路由器分别有一条连接与该网相连。因此，该子网需要4个有效的IP地址。

211.87.40.225~.238 255.255.255.240

图4.3路由器的每个一条连接要占用1个有效的IP地址

(三) 在内部局域网上划分逻辑子网

尽管子网编址的初衷是为了避免小型或微型网络浪费IP地址，但是，有时候将一个大规模的物理网络划分成几个小规模的子网还有其他的好处：由于各个子网在逻辑上是独立的，因此没有路由器的转发，子网之间的主机不可能相互通信，尽管这些主机处于同一个物理网络中。

在实验一中，我们已经组装了一个以太网。在本次实验中，我们以4台计算机为一组，将组装好的以太网在逻辑上划分成若干个子网，4台计算机有2台属于同一个子网，另2台属于另一个子网，以便相互验证测试。分配给该网络的网络地址我们使用保留用于私有网络地址分配的C类网络地址192.168.1.0 to 192.168.254.0，第一组可以使用192.168.1.0，第二组可以使用192.168.1.0，依此类推。

如果要求划分成多个子网的网络有5个子网组成，每个子网包含15台主机，那么应该怎样在逻辑上划分子网呢？我们以第一组为例，分配给该组的网络地址是192.168.1.0。从表5.1中可以看出，子网位数为3位，子网掩码为255.255.255.224，可以产生6个子网，每个子网容纳30台主机，满足子网5个，每个子网15台主机的要求，因此可以采取这种规划方案。这样，子网掩码为255.255.255.224，子网号可在1到6之间选择，而每个子网中的主机号从1开始直到30。表5.3给出了这个C类网在掩码为255.255.255.240时的地址分配表，图4.4给出了按照这种方案进行子网划分的具体例子。

表5.3 192.168.1.0在掩码为255.255.255.224时的地址分配表 子网 子网号 1 2 3 4 5 6 001 010 011 100 101 110 子网地址 192.168.1.32 192.168.1.64 192.168.1.96 192.168.1.128 192.168.1.160 192.168.1.192 192.168.1.193~.222 255.255.255.224 192.168.1.161~.190 255.255.255.224 192.168.1.129~.158 255.255.255.224 192.168.1.97~.126 255.255.255.224 192.168.1.65~.94 255.255.255.224 每一个子网的有效主机地址范围 192.168.1.33~.62 子网掩码 255.255.255.224

图4.4将一个以太网在逻辑上划分成若干个子网

(四) 应用和测试

在子网划分方案定好之后，就可以动手修改计算机的配置了。配置方法如下： 1．启动Windows 2000 Server,通过“开始”?“设置”?“控制面板” ?“网络拨号连接”?“本地连接”?“属性”进入“本地连接属性”对话框，如图4.5所示；

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