Proiectarea adreselor: VLSM și DHCP

1Ce înseamnă „a proiecta adresele”

Un furnizor vă dă un bloc de adrese - un singur bloc. Din el trebuie să iasă toate rețelele firmei: producția, birourile, serverele, legăturile dintre rutere. Fiecare bucată trebuie să fie destul de mare cât să încapă stațiile, dar nu mai mare decât e nevoie, pentru că restul rămâne pentru mai târziu.

2Echipamente necesare

3Tema de proiectare

4Cum se calculează, pas cu pas

Metoda are patru pași și nu se sare peste niciunul.

1. Adăugați creșterea la fiecare cerință și rotunjiți în sus. Producție: 420 × 1,15 = 483.
2. Calculați biții de host necesari, din inegalitatea 2ⁿ − 2 ≥ cerința. Pentru 483 de stații, n = 9 (2⁹ − 2 = 510 utilizabile), deci prefixul este 32 − 9 = /23.
3. Ordonați descrescător după dimensiune și alocați în această ordine, începând de la adresa de start a blocului.
4. Verificați că totalul încape și notați ce a rămas liber.

Un exemplu complet, pentru primele două

Continuați singuri cu Depozit, Oaspeți, Servere, Management și cele trei legături punct-la-punct. Apoi verificați:

Faceți întâi calculul pe hârtie, apoi comparați cu widgetul. Dacă rezultatele diferă, găsiți unde ați greșit - de obicei la rotunjire sau la ordinea alocării. Widgetul este pentru verificare, nu pentru a înlocui exercițiul: la examen nu îl aveți.

Verificarea fiecărei subrețele

Introduceți pe rând fiecare subrețea din planul vostru și confirmați intervalul utilizabil și adresa de broadcast. Verificați în special că broadcast-ul unei subrețele este cu exact 1 mai mic decât adresa de rețea a următoarei - dacă nu, ori ați lăsat o gaură, ori subrețelele se suprapun.

5Topologia de implementat

Tabelul de adresare - se completează înainte de orice comandă

Primele două rânduri sunt completate ca model. Convenția: gateway-ul primește prima adresă utilizabilă din fiecare subrețea. Este o convenție, nu o regulă - dar dacă o respectați consecvent, oricine vă poate citi rețeaua fără să întrebe.

6Bancul de lucru

O parte din topologie - R1 cu Birouri și Servere, R2 cu Producție, legate printr-o serială. Este suficientă ca să implementați planul, să configurați DHCP-ul și relay-ul, și să provocați toate cele patru probleme din secțiunea 10. Restul segmentelor se adaugă în Packet Tracer, după același tipar.

7Implementarea planului

1. Configurați ruterele

   Adresele din exemplul de mai jos sunt cele din planul din secțiunea 5. Dacă planul vostru diferă, folosiți valorile voastre - dar atunci diferă și obiectivele din bancul de lucru.

   pe R1copiază

   Router> enable
   Router# configure terminal
   Router(config)# hostname R1
   R1(config)# no ip domain-lookup
   
   R1(config)# interface gigabitEthernet 0/0/0
   R1(config-if)# description LAN Birouri
   R1(config-if)# ip address 172.20.18.1 255.255.255.0
   R1(config-if)# no shutdown
   R1(config-if)# exit
   
   R1(config)# interface gigabitEthernet 0/0/1
   R1(config-if)# description LAN Servere
   R1(config-if)# ip address 172.20.19.193 255.255.255.192
   R1(config-if)# no shutdown
   R1(config-if)# exit
   
   R1(config)# interface serial 0/1/0
   R1(config-if)# description Legatura spre R2
   R1(config-if)# ip address 172.20.20.33 255.255.255.252
   R1(config-if)# clock rate 128000
   R1(config-if)# no shutdown
   R1(config-if)# end
   
   R1# show ip interface brief
   

   pe R2copiază

   Router> enable
   Router# configure terminal
   Router(config)# hostname R2
   
   R2(config)# interface gigabitEthernet 0/0/0
   R2(config-if)# description LAN Productie
   R2(config-if)# ip address 172.20.16.1 255.255.254.0
   R2(config-if)# no shutdown
   R2(config-if)# exit
   
   R2(config)# interface serial 0/1/0
   R2(config-if)# ip address 172.20.20.34 255.255.255.252
   R2(config-if)# no shutdown
   R2(config-if)# end
   

   Masca /23 nu este 255.255.255.0 Producția are 512 adrese, deci masca este 255.255.254.0. Este cea mai frecventă greșeală din această lucrare, și are un simptom perfid: jumătate din stații răspund, cealaltă jumătate nu. Verificați cu show ip interface brief și cu calculatorul de subrețele de mai sus.
2. Adăugați rutare statică provizorie

   Cele două rutere nu se cunosc încă între ele. Rutarea propriu-zisă este subiectul laboratorului 5; deocamdată scriem rutele de mână, cât să putem testa planul.

   pe R1copiază

   R1(config)# ip route 172.20.16.0 255.255.254.0 172.20.20.34
   

   pe R2copiază

   R2(config)# ip route 172.20.18.0 255.255.255.0 172.20.20.33
   R2(config)# ip route 172.20.19.192 255.255.255.192 172.20.20.33
   

   Verificați cu show ip route pe fiecare ruter, apoi dați ping de pe serverul din segmentul Servere către interfața lui R2. Dacă merge, planul de adresare este consistent.

8DHCP pe ruter

Un ruter Cisco poate fi el însuși server DHCP. Este soluția uzuală în rețele mici și medii: nu mai aveți nevoie de un server dedicat.

1. Configurați rezervoarele
   pe R1copiază

   R1(config)# ip dhcp excluded-address 172.20.18.1 172.20.18.20
   R1(config)# ip dhcp excluded-address 172.20.16.1 172.20.16.20
   
   R1(config)# ip dhcp pool BIROURI
   R1(dhcp-config)# network 172.20.18.0 255.255.255.0
   R1(dhcp-config)# default-router 172.20.18.1
   R1(dhcp-config)# dns-server 172.20.19.194
   R1(dhcp-config)# lease 0 8 0
   R1(dhcp-config)# exit
   
   R1(config)# ip dhcp pool PRODUCTIE
   R1(dhcp-config)# network 172.20.16.0 255.255.254.0
   R1(dhcp-config)# default-router 172.20.16.1
   R1(dhcp-config)# dns-server 172.20.19.194
   R1(dhcp-config)# end
   
   R1# show ip dhcp pool
   

   Excluderile se scriu întotdeauna primele Dacă definiți rezervorul înainte de excluderi, ruterul poate aloca deja adresa gateway-ului unei stații. Rezultatul este un conflict de adrese greu de diagnosticat, pentru că apare doar când se conectează suficient de multe stații.
   
   lease 0 8 0 înseamnă 0 zile, 8 ore, 0 minute. Într-o rețea de birou, 8 ore acoperă o zi de lucru; într-o rețea de oaspeți, o oră este mai potrivit, ca adresele să se elibereze rapid.
2. Testați pe o stație

   În bancul din pagină: alegeți PC-BIR și apăsați butonul cere prin DHCP, sau scrieți în terminal ipconfig /renew. În Packet Tracer: comutați configurația IP a stației pe DHCP.

   pe PC-BIRcopiază

   ipconfig /release
   ipconfig /renew
   ipconfig /all
   

   Trebuie să apară:

   ce trebuie să apară

   DHCP: adresă primită de la R1
   IP address......................: 172.20.18.21
   Subnet Mask.....................: 255.255.255.0
   Default Gateway.................: 172.20.18.1
   DNS Server......................: 172.20.19.194
   

   Observați .21: primele douăzeci de adrese au fost excluse, deci prima liberă este a douăzeci și una. Pe ruter, verificați evidența:

   pe R1copiază

   R1# show ip dhcp binding
   

   Adresa apare împreună cu adresa MAC a clientului. Aceasta este legătura care face ca aceeași stație să primească aceeași adresă și data viitoare.

3. Urmăriți DORA detaliat în Packet Tracer

   În Simulation, filtrat pe DHCP, rulați ipconfig /renew pe stație și urmăriți cele patru mesaje. Pentru fiecare, deschideți plicul și notați:

   Mesaj	IP sursă	IP destinație	Unicast sau broadcast?
   Discover
   Offer
   Request
   Ack

   Întrebare

   Ce adresă IP sursă are mesajul Discover și de ce?

   Vezi răspunsul

   0.0.0.0. Clientul nu are încă nicio adresă - exact de aceea întreabă. Destinația este 255.255.255.255, broadcast limitat, pentru că nu știe nici adresa serverului.

   Consecința importantă: fiind un broadcast, mesajul nu trece prin niciun ruter. De aceea, pentru segmentele fără server local, este obligatoriu un relay - exact ce urmează.

9DHCP relay

Segmentul Producție nu are server DHCP local. Serverul este pe R1, dincolo de o legătură serială - iar cererea, fiind broadcast, nu trece.

1. Convingeți-vă că nu merge

   Pe PC-PROD, apăsați cere prin DHCP. Trebuie să obțineți:

   ce trebuie să apară

   DHCP: nu a răspuns niciun server. Stația și-a atribuit singură o adresă APIPA.
   IP address......................: 169.254.x.x
   Subnet Mask.....................: 255.255.0.0
   Default Gateway.................: 0.0.0.0
   

   Adresa care spune totul O stație cu adresă din 169.254.0.0/16 nu a primit răspuns la Discover. Nu căutați în altă parte: fie nu există server, fie cererea nu ajunge la el (relay lipsă, VLAN greșit, cablu în portul greșit), fie rezervorul este epuizat. Este unul dintre puținele simptome din rețelistică care indică direct cauza.
2. Configurați relay-ul
   pe R2, interfața dinspre stațiicopiază

   R2(config)# interface gigabitEthernet 0/0/0
   R2(config-if)# ip helper-address 172.20.18.1
   R2(config-if)# end
   

   Adresa este a interfeței lui R1 pe care rulează serviciul DHCP. Ce face ruterul: preia cererea de broadcast, o transformă într-un unicast către server și atașează informația despre rețeaua din care a venit. Serverul alege rezervorul potrivit după acea informație - de aceea trebuie să existe pe R1 un rezervor definit pentru rețeaua Producție.

   Cereți din nou adresă pe PC-PROD. Acum trebuie să apară:

   ce trebuie să apară

   DHCP: adresă primită de la R1 (prin relay)
   IP address......................: 172.20.16.21
   Subnet Mask.....................: 255.255.254.0
   Default Gateway.................: 172.20.16.1
   

   Observați masca: 255.255.254.0, adică /23 - vine din rezervorul PRODUCTIE, nu din cel al Birourilor. Serverul a ales corect.

10Patru probleme de diagnosticat

Provocați fiecare situație și rezolvați-o. Notați, de fiecare dată, ce comandă v-a arătat problema.

11Sarcini de lucru

• Elaborați planul VLSM complet, pe hârtie, și justificați fiecare prefix ales
• Completați tabelul de adresare cu toate cele nouă subrețele
• Implementați planul pe toate cele trei rutere și verificați cu show ip route
• Configurați rezervoare DHCP pentru Birouri, Producție, Depozit și Oaspeți
• Configurați relay pe R2 și R3 și demonstrați că funcționează
• Documentați cele patru mesaje DORA, cu adrese sursă și destinație
• Provocați și rezolvați cele patru probleme din secțiunea 10
• Calculați și raportați: câte adrese ați consumat, câte au rămas libere, în ce blocuri

12Aplicație de aprofundare

13Întrebări de verificare

14Livrabile

Păstrați fișierul: laboratorul 5 pornește din exact această topologie.