项目二网络设备IP规划与配置.docx
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项目二网络设备IP规划与配置
项目二网络设备IP规划与配置
某公司分为总部、销售与配送部门、零售店3层结构.公司总部网络组成为：
市场部100人之内，总经办在7—12人之间，工程部32—60人,财务部4—6人，后勤部22-30人，人事处3-4人。
总部在全国30个地区都有销售部与和配送部门，每个部门通过2条链路与总部的主干路由器连接.每个销售与配送部门均有管理处、市场处、工程处、财务处、后勤处、人事处6个处室，其人数均在30之内。
每个地区还有多个与公司总部级联的下属零售店（不超过100个）,每个零售店有1个LAN,最多连接14台计算机。
请给出合理的IP地址分配方案，满足所有部门的需求并尽量节约IP地址资源，给出每个部门子网的子网地址和子网掩码.
该公司网络拓扑结构如2—1所示.
图21该公司网络拓扑结构
一、教学目标
最终目标：
通过对中小型企业IP地址划分与规划，理解IP地址分类及作用，掌握IP地址的分配原则，掌握如何划分中小型企业的IP规划与子网划分。
促成目标:
1．了解IP地址分类。
2．掌握了网划分原则及方法.
3．理解VLSM和CIDR原理。
4．掌握IP子网地址的划分和应用。
二、工作任务
1．家居办公网络IP地址规划及配置。
2．小型企业办公网络IP地址规划及配置.
3．大中型企业办公网络IP地址规划及配置。
任务一、家居办公网络IP地址规划及配置
一、情境描述
随着ADSL的普及，为了共享上网，SOHO宽带路由器也开始走入千家万户了，可是很多人对这个时髦的东西不会使用，经常会出现上不了网或者网速很慢，而且PC很容易中病毒等现象。
而随着无线SOHO路由器的使用，经常会发现有人蹭网，并且利用无线网络进行攻击局域网PC,根据这些情况，作为SOHO宽带路由器使用者，你将通过配置路由器解决上述这些问题。
二、知识储备
1．IPV4地址定义及表示
所谓IP地址就是给每个连接在Internet上的主机分配的一个32bit（4字节）地址。
IP地址就好象电话号码：
有了某人的电话号码，你就能与他通话了.同样，有了某台主机的IP地址，你就能与这台主机通信了。
1）IP网络中每台主机都必须有一个惟一的IP地址；
2）IP地址是一个逻辑地址；（与MAC地址比较一下）；
3）因特网上的IP地址具有全球唯一性；
4）32位，4个字节，常用点分的十进制标记法；如11001000.10101000.00000000。
00000001记为192.168。
0.1。
5）IP地址的结构：
网络号（netid）+主机号（hostid），如192.168.1。
10表示如下:
●网络号:
192.168。
1
●网络地址:
192。
168。
1。
0
●主机号：
10
●主机地址：
192.168。
1。
10
●广播地址:
192.168。
1.255
6）主机号的所有位全为“0”或全为“1”的IP地址不用于表示单个主机，主机号的所有位全为“0”是网络地址，如192.168.1。
0；主机号的所有位全为“1"是广播地址，如192。
168.1.255。
2．IPV4地址分类
IP地址分为五类,A类保留给政府机构，B类分配给中等规模的公司，C类分配给任何需要的人,D类用于组播，E类用于实验，各类可容纳的地址数目不同。
如图2—2所示。
图22IPV4分类
1）A类地址：
第1个字节代表网络号，后3个代表主机，范围是0xxxxxxx，即0～127，其中0和127保留，所以实际使用的只是1～126.A类地址的范围:
1.0.0.1～126.255。
255.254。
2）B类地址：
前2个字节代表网络号，后2个代表主机位,范围是10xxxxxx，即128~191。
B类地址的范围:
128。
0.0.1～191.255。
255。
254。
3）C类地址：
前3个字节代表网络号,后1个代表主机位,范围是110xxxxx，即192~223.C类地址的范围：
192.0.0.1~223.255。
255。
254.
4）D类地址：
多播地址，范围是224到239。
5）E类地址：
保留用作实验的地址，范围是240到255。
3．子网掩码
子网掩码用来判断任意两个IP地址是否属于同一子网络，只有在同一子网的计算机才能直接通信。
子网掩码中用二进制的1表示网络位，0表示主机位，默认A类、B类和C类3种主类地址的子网掩码分别为255。
0。
0.0（/8）、255.255.0。
0（/16）和255。
255。
255。
0（/24）。
子网掩码必须由连续的1位或者连续的0位构成，1中间不能空0出现，如图2—3所示。
图23默认子网掩码
4．IPv4特殊的IP地址
1）本地回环（loopback）测试地址127。
0.0.1。
2）本地广播地址255。
255.255.255。
路由器不转发此广播数据包到其他网段.
3）代表任何网络0。
0。
0。
0。
多用于默认路由.
4）网络号全为0代表本网络所有主机。
5）主机位全为0代表某个网段的任何主机地址，即网络地址。
如：
192.168.1。
0。
6）主机位全为1代表该网段的所有主机,即直接广播地址。
如：
192.168。
1。
255.路由器转发本网段的数据包到其他网段。
7）169.254。
X.X是保留地址。
如果你的IP地址是自动获取IP地址，而你在网络上又没有找到可用的DHCP服务器，就会得到其中一个IP。
如169。
254。
1.1。
5．IPv4私有IPV4地址
IPv4中为了节约IP地址空间，增加网络的安全性,保留了一些IP地址段作为私网的IP地址.私有IP地址不能在Internet上使用,处于私有IP地址的网络称为内网或私网.局域网主要使用私有地址，要与Internet进行通信时，必须通过网络地址转换（NAT）。
私有IPV4规定：
只能用于局域网，不可以用于广域网，范围如下：
1）A类地址中:
10.0。
0.0到10。
255.255.255。
255，只有一个网段。
2）B类地址中：
172.16.0。
0到172。
31。
255。
255，有16个网段。
3）C类地址中：
192。
168。
0。
0到192.168。
255.255,有256个网段.
6．网关和DNS服务服务器
1）网关就是本局域网PC与路由器直接相连的路由器接口IP地址。
2）DNS服务器IP地址就是你装宽带所在网络运营商ISP提供的DNS服务器的IP地址，除非你单位已经拥有DNS服务器，家居办公网SOHO路由器使用网络运营商ISP的DNS服务器IP地址。
三、任务实施
1．网络拓扑结构
家居办公网SOHO路由器1台，无线网卡笔记本2台，有线网卡PC机2台。
如图2—4所示。
图24SOHO办公网拓扑结构
2．TCP/IP基本配置
1）将线路连好，wan口（本模拟器称为Inetrnet口）接外网（即ADSL或别的宽带）,LAN口接内网即你的电脑网卡；
2）每个路由器都有默认的LAN口IP地址，看看说明书就知道，本模拟器是192。
168.0.1；
3）配置静态IP地址：
将自己的电脑IP配置为192.168。
0.x（本模拟器使用192.168.0。
2，必须与LAN口在同一网段），网关192.168。
0。
1（就是路由器LAN口IP地址）和DNS服务器地址61。
153。
177.196（你装宽带所在网络运营商ISP提供的DNS服务器的IP地址）;真实环境如图2—5所示，模拟环境如图2-6所示。
图25真实环境PC的TCP/IP设置
图26模拟环境PC的TCP/IP设置
4）打开电脑上的InternetExplorer,输入http:
//192.168.0。
1/，输入用户名和密码，出厂默认均为admin（如图2-7所示），进入路由器的配置界面（如图2—8所示）；
图27登录对话框设置
图28路由器配置界面
4）配置动态IP地址：
配置路由器DHCP服务器并开启。
如图2—9所示。
PC2自动获取IP地址如图2-10所示。
图29路由器DHCP配置界面
图210动态获取IP地址界面
3．IP地址、MAC地址和端口绑定
1）在PC上进行绑定：
局域网中采用静态IP地址分配，并用代理服务器接入Internet，在服务器端可用以下命令绑定IP地址和MAC地址:
ARP—sIP地址MAC地址。
如图2-11所示
图211PC上用命令绑定IP和MAC
2）通过路由器DHCP服务器绑定：
局域网中，如果是动态分配IP地址，可在DHCP服务器中实现IP地址和MAC地址的绑定。
在如图2—12左侧菜单中选择“静态地址分配”选项显示所示对话框，可以在本页中设置绑定局域网计算机的IP地址，前提是要通过ipconfig、nbtstat等命令获取局域网计算机网卡的MAC地址,这样就为局域网中的计算机绑定静态IP地址。
图212路由器DHCP服务器绑定IP和MAC
4．无线接入安全
1）禁用DHCP功能
DHCP是DynamicHostConfigurationProtocol（动态主机分配协议）缩写，主要功能就是帮助用户随机分配IP地址，省去了用户手动设置IP地址、子网掩码以及其他所需要的TCP/IP参数的麻烦.这本来是方便用户的功能，但却被很多别有用心的人利用。
一般的路由器DHCP功能是默认开启的,这样所有在信号范围内的无线设备都能自动分配到IP地址，这就留下了极大的安全隐患。
攻击者可以通过分配的IP地址轻易得到很多你的路由器的相关信息，所以禁用DHCP功能非常必要。
如图2—13所示。
图213路由器禁用DHCP功能
2）采用WPA加密而不采用WEP加密.
现在很多的无线路由器都拥有了无线加密功能，这是无线路由器的重要保护措施,通过对无线电波中的数据加密来保证传输数据信息的安全.一般的无线路由器或AP都具有WEP加密和WPA加密功能，WEP一般包括64位和128位两种加密类型,只要分别输入10个或26个16进制的字符串作为加密密码就可以保护无线网络.WEP协议是对在两台设备间无线传输的数据进行加密的方式，用以防止非法用户窃听或侵入无线网络，但WEP密钥一般是是保存在Flash中，所以有些黑客可以利用你网络中的漏洞轻松进入你的网络。
WEP加密出现的较早，现在基本上都已升级为WPA加密，WPA是一种基于标准的可互操作的WLAN安全性增强解决方案，可大大增强现有无线局域网系统的数据保护和访问控制水平;WPA加强了生成加密密钥的算法,黑客即便收集到分组信息并对其进行解析,也几乎无法计算出通用密钥。
WPA的出现使得网络传输更加的安全可靠。
如图2—14所示。
图214路由器选择WPA加密
3）关闭SSID广播
简单来说,SSID便是你给自己的无线网络所取的名字.在搜索无线网络时，你的网络名字就会显示在搜索结果中。
一旦攻击者利用通用的初始化字符串来连接无线网络，极容易入侵到你的无线网络中来，所以笔者强烈建议你关闭SSID广播.还要注意，由于特定型号的访问点或路由器的缺省SSID在网上很容易就能搜索到,比如“netgear，linksys等”，因此一定要尽快更换掉。
对于一般家庭来说选择差别较大的命名即可。
关闭SSID后再搜索无线网络你会发现由于没有进行SSID广播，该无线网络被无线网卡忽略了,尤其是在使用WindowsXP管理无线网络时，可以达到“掩人耳目”的目的，使无线网络不被发现。
不过关闭SSID会使网络效率稍有降低,但安全性会大大提高,因此关闭SSID广播还是非常值得的。
如图2-15所示。
图215路由器关闭SSID广播
4）IP过滤和MAC地址过滤列表
由于每个网卡的MAC地址是唯一的，所以可以通过设置MAC地址列表来提高安全性。
在启用了IP地址过滤功能后，只有IP地址在MAC列表中的用户才能正常访问无线网络，其它的不在列表中的就自然无法连入网络了。
另外需要注意在“过滤规则”中一定要选择“仅允许已设MAC地址列表中已生效的MAC地址访问无线网络”选项,要不无线路由器就会阻止所有用户连入网络.对于家庭用户来说这个方法非常实用，家中有几台电脑就在列表中添加几台即可，这样既可以避免邻居“蹭网”也可以防止攻击者的入侵。
如图2-16所示.
图216路由器MAC地址过滤列表
四、归纳总结
1．IP地址的结构：
网络号（netid）+主机号（hostid）。
●网络号标识了该主机（网络设备）所属的物理网络；
●主机号则是该主机在所属网络中的具体地址。
2．IP地址划分为五类:
A-E类，常用的为A、B、C类,D类地址为组播地址，E类地址为将来使用的保留地址。
●A类地址的范围：
1。
0。
0。
1～126.255。
255.254；
●B类地址的范围：
1.0。
0.1～126。
255。
255.254；
●C类地址的范围:
1.0.0.1～126.255。
255.254。
3．主机号的所有位全为“0”或全为“1"的IP地址不用于表示单个主机.
●主机号的所有位全为“0”是网络地址,用于标识一个网络，如106。
0.0。
0指明网络号为106的一个A类网络；
●主机号的所有位全为“1”是广播地址，如106.255。
255。
255用于向位于106.0。
0。
0网络上的所有主机广播。
4．私有地址，只能用于局域网，不可以用于广域网.
●A类10.0。
0.0-10。
255。
255.255（大中型企业私有网络分配）；
●B类169。
254。
0.0—169。
254。
255.255（DHCP自动获取IP获取不到时分配）；
172。
16.0.0–172。
31。
255。
255（中小型企业私有网络分配）；
●C类192.168.0.0–192。
168。
255.255（小型企业私有网络分配）。
五、任务思考
1．在SOHO路由器配置中可采取什么措施制止IP地址冲突和IP地址盗用的现象发生？
2．有哪些措施可以防止SOHO无线网络接入安全?
3．某公司采用代理服务器接入Internet,网络拓扑结构如图2—17所示。
图217某公司网络拓扑结构
在host1的DOS命令窗口中，运行routeprint命令显示其路由信息,得到的结果如图2—18所示.
图218运行routeprint命令显示其路由信息
1）主机host1网卡的IP地址、子网掩码、网关如何设置？
2）代理服务器网卡接口2的IP地址、子网掩码、网关如何设置?
3）代理服务器网卡接口3的IP地址、子网掩码、网关如何设置？
任务二、小型企业办公网络IP地址规划及配置
一、情境描述
假设你是某企业分公司的网络管理员，该企业为你们分公司分配了一个C类地址块192.168.1。
0/24.公司部门组成为：
市场部100人之内，总经办在7—12人之间，工程部32-60人，财务部4-6人,后勤部22—30人，人事处3-4人。
请你给出合理的IP地址分配方案，满足所有部门的需求并尽量节约IP地址资源，给出每个部门子网的子网地址和子网掩码。
二、知识储备
1．IPv4子网划分
1）子网划分的原因：
两级IP地址不够灵活,IP地址空间没有全部利用。
2）子网划分是把IP地址中的主机号划分成子网号和主机号两部分,从而把一个大型网络划分成许多较小的子网（subnet）。
3）默认IP地址的结构：
网络号+主机号，如192.168。
1.100/24表示如下：
●网络号：
192.168.1
●网络地址：
192.168.1.0
●主机号：
100
●主机地址：
192。
168.1。
100
●广播地址：
192。
168。
1.255
4）子网划分后的IP地址结构：
网络号+子网号+主机号,如192。
168.1。
100/27表示如下：
●子网号：
96
●子网地址:
192.168.1.96
●子网掩码：
255.255.255.224
●（子网）主机号：
4
●（子网）广播地址：
192.168.1。
127
5）子网划分是采用变子网掩码位来实现的，注意变子网掩码必须是连续的1位或者连续的0位。
确定子网号，首先必须给定子网掩码.
例如:
C类地址192。
168.1.100
默认子网掩码：
192.168.1。
100/24
11111111．11111111．11111111．00000000=255.255。
255。
0
可借1位主机：
192。
168。
1。
100/25
11111111．11111111．11111111．10000000=255.255。
255.128
可借2位主机：
192.168.1。
100/26
11111111．11111111．11111111．11000000=255。
255.255。
192
可借3位主机：
192.168。
1。
100/27
11111111．11111111．11111111．11100000=255.255.255。
224
可借4位主机：
192。
168.1。
100/28
11111111．11111111．11111111．11110000=255.255。
255.240
可借5位主机:
192。
168。
1.100/29
11111111．11111111．11111111．11111000=255。
255。
255.248
可借6位主机：
192.168。
1.100/30
11111111．11111111．11111111．11111100=255.255。
255.252
注：
各类网络可以用来再划分子网的位数为为主机的位数:
A类有24位可以借，B类有16位可以借,C类有8位可以借。
然而实际上不可以让主机位全部都借出来,因为IP地址中必须要有主机位的部分，而且主机位部分剩下一位是没有意义的，所以在实际中可以借的位数是主机位数再减去2。
也就是说：
A类有24-2=22位可以借，B类有16—2=14位可以借，C类有8-2=6位可以借。
其中:
IP地址192。
168.1.100与子网掩码255.255.255.224相与
１１００００００．１０１０１０００．０００００００１．０１１００１００
^１１１１１１１１．１１１１１１１１．１１１１１１１１．１１１０００００
１１００００００．１０１０１０００．０００００００１．０１１０００００
解答：
首先根据IP地址，确定192。
168。
1.100/27这是C类地址的子网划分,它在最后8位的原主机位借了3位为网络号，共27位掩码位。
共划分为23=8个子网，去掉全0和全1子网，有效子网6个,每个子网的主机位还剩下5位，因此每个子网主机数为25=32（包括网络地址和广播地址），那么具有这种掩码的网络地址一定是32的倍数。
而网络地址是该子网IP地址的开始,广播地址是子网IP地址的结束,因此网络地址是比主机地址小的最大的32的倍数的数。
比100小的32的倍数的最大数是96，所以网络地址是192。
168。
1.96。
而广播地址就是下一个网络的网络地址减1。
而下一个32的倍数是128，因此可以得到广播地址为192.168。
1.127。
所以192.168.1.100/27的网络范围为192.168.1.96～192.168。
1。
127.
192。
168。
1。
100/27子网划分具体情况如表2—1所示：
表2-1192.168。
1。
100/27子网划分情况
子网掩码借3位主机
IP主机范围
所在子网
主机范围
11100000=224
192.168。
1。
0~31
00000000
00000000~00011111（0～31）
11100000=224
192。
168.1。
32~63
00100000
00100000～00111111（32~63）
11100000=224
192。
168。
1.64～95
01000000
01000000~01011111（64～95）
11100000=224
192。
168.1。
96~127
01100000
01100000~01111111（95～127）
11100000=224
192。
168。
1.128~159
10000000
10000000～10011111（128~159）
11100000=224
192。
168.1.160～191
10100000
10100000~10111111（160～191）
11100000=224
192。
168.1。
192～223
11000000
11000000～11011111（192～223）
11100000=224
192.168。
1.224～255
11100000
11100000~11111111（224~255）
2．IP地址规划原则
1）唯一性：
一个IP网络中不能有两个主机采用相同的IP地址。
2）简单性：
地址分配应简单易于管理，降低网络扩展的复杂性,简化路由表的款项。
3）连续性:
连续地址在层次结构网络中易于进行路由汇总，大大缩减路由表，提高路由算法的效率。
4）可扩展性：
地址分配在每一层次上都要留有余量,在网络规模扩展时能保证地址总结所需的连续性
5）灵活性：
地址分配应具有灵活性,可借助可变长子网掩码技术（VLSM），以满足多种路由策略的优化，充分利用地址空间
三、任务实施
1．子网划分举例：
某个单位分配了一个C类地址：
200.100.10。
0。
根据本单位情况，假设需要5个子网，每个子网有25台主机。
请问应该如何划分：
1）对于子网划分，首先要确定子网号，要从最后8位中分出几位作为子网地址。
◆本题中根据要求需要5个子网，假设子网号n位
◆因为2n〉=5，所以n>=3（n可取值3，4,5,6,7）
2）其次是确定每个子网的主机数,检查剩余的位数能否满足每个子网中主机台数的要求
◆本题中要求每个子网有25台主机.因为当子网位为n（n可取值3,4，5，6，7）时
◆每个子网的主机数为2（8—n）－2
◆因此2（8—n）－2>=25，所以n〈=3（n可取值1，2，3）。
3）综合上面两个必要条件
◆首先满足子网数限制n>=3
◆同时满足主机数限制n<=3
◆所以n=3（n必须等于3）
◆子网掩码为11111111.11111111。
11111111.11100000000=255.255。
255。
224
4）子网地址可在32、64、96、128、160、192共6个子网上任意选择5个子网。
◆200。
100.10。
32~200。
100.10。
63
◆200。
100.10。
64～200.100.10。
95
◆200。
100.10.96~200.100.10。
127
◆200。
100.10.128～200。
100.10。
159
◆200。
100。
10.160~200。
100。
10。
191
◆200。
100.10。
192～200.100。
10。
223
2．任务解析
假设你是某企业分公司的网络管理员，该企业为你们分公司分配了一个C类地址块192.168.1.0/24.公司部门组成为:
市场部100人之内,总经办在7-12人之间,工程部32-60人，财务部4-6人,后勤部22-30人，人事处3-4人。
请你给出合理的IP地址分配方案，满足所有部门的需求并尽量节约IP地址资源，给出每个部门子网的子网地址和子网掩码。
第一步：
计算公司需要IP地址数与分配的IP地址数是否够分配,分公司总共获得地址范围是192。
168。
1。
1~192。
168.1。
254总计254个可用地址。
公司需求最大的IP地址数为：
100+12+60+6+30+4=212〈254-12=242//此处证明地址还是够分配的
注:
254—12是因为公司有6个
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