09级信息管理专业计算机网络实验指导书(6)

《计算机网络》实验指导书

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实验四 IP地址分类及子网划分实验

一、相关知识

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：

IP地址 十进制范围 固定最高位 网络地址 主机地址

A类 0－127 01111111 8位 24位 61.x.x.x 61.0.0.0----61.255.255.255 255.0.0.0 61.0.0.0

B类 128－191 10000000 16位 16位 172.16.x.x

255.255.11100000(224).0 172.16.0.0

C类 192－223 110 24位 8位 192.158.5.x 255.255.255.0 192.158.5.0

D类 224－239 1110 组播地址 E类 240－255 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）。

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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。(参考P189)

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。参考（P190表7-5） 二、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. 熟悉ARP命令的使用：arp [-d], [-a] 三、实验设备和环境

PC机和交换机 四、实验步骤

第一步：

1） 两人一组，设置两台主机的IP地址与子网掩码：

A: 10.2.2.2 255.255.254.0 B: 10.2.3.3 255.255.254.0 2）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。

第二步:

1）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\，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：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。

第三步：

1）按照实验2 的配置，接着在B上\，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\，

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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。

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实验五 局域网服务器安装和配置

一、常用服务简介

1、DNS（Domain Name System）：域名系统。它为Internet（因特网）上的计算机提供名称（即如“www.abc.com”的域名）到地址（即如“192.168.0.48”的IP地址）的映射服务以用于域名解析。

2、IIS（Internet Infomation Server）：Internet信息服务。它是一种Web服务，主要包括WWW服务器、FTP服务器等。它使得在Intranet（局域网）或Internet（因特网）上发布信息很容易。Windows 2000 Advanced Server上提供的为IIS 5.0。

3、DHCP（Dynamic Host Configure Protocol）：动态主机配置协议。它是设计用于简化管理地址配置的TCP/IP标准。它使用服务器集中管理 IP地址以及在您的网络上使用的其他相关配置（比如网关、DNS服务器等）的详细信息。

二、添加DNS、IIS和DHCP服务

1、添加IIS。选“控制面板→添加/删除程序→添加/删除Windows组件→Internet信息服务→全选”。

2、添加DHCP和DNS。选“控制面板→添加/删除程序→添加/删除Windows组件→网络服务→选中：动态主机配置协议DHCP→选中：域名服务系统DNS”。

3、添加成功后，不需重新启动，即可在“开始→程序→管理工具”中看到并使用相关服务。如下图：

三、网络属性设置

要使用以上所述服务，本机必须要有静态（即固定）的IP地址。如果只是在局域网中使用，原则上可用任意的IP地址，最常用的是“192.168.0.1”到“192.168.0.254”范围内的任意值。欲为网卡绑定静态IP地址，按如下操作：

1、打开网络属性设置窗口：即TCP／IP属性设置窗口。选“控制面板→网络和拨号连接→本地连接→属性→Internet协议(TCP/IP)→属性”。

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