Activitats

L’única manera de saber si les adreces són correctes o incorrectes és passar-les a binari i fixar-se en el valor dels bits de les diferents parts de l’adreça.

1. La primera adreça 157.123.34.0/25 té una màscara de 25 bits, o el que és el mateix, 255.255.255.128.

IP decimal: 201.63.7.0        157   .    123    .   34    .     0
IP binari:                 10011101 . 01111011 . 00100010 . 00000000

Màscara binària:            11111111 . 11111111 . 11111111 . 10000000
Màscara decimal:             255        255        255        128

La part de xarxa és correcta, però la part de host és tota a 0, per tant, és una adreça incorrecta per a un host, ja que aquesta adreça correspon a l’adreça d’una xarxa o subxarxa. Perquè l’adreça sigui correcta per a un host ha de tenir una combinació d’uns i zeros en la part de host.

2. La segona adreça 93.74.136.0/18 té una màscara de 18 bits, o el que és el mateix, 255.255.192.0

IP decimal: 201.63.7.0        93    .    74    .   136    .     0
IP binari:                 01011101 . 01001010 . 10001000 . 00000000

Màscara binària:            11111111 . 11111111 . 11000000 . 00000000
Màscara decimal:             255        255        192         0

En aquest cas, la part de xarxa i la part de host tenen una combinació d’uns i zeros, per tant, és correcta com a adreça de host. Concretament, per saber a quina xarxa pertany el host, hem de posar tota la part de host de l’adreça a 0, i així obtenim l’adreça de la xarxa: 93.74.128.0/18.

3. La tercera adreça, 201.23.67.175/28, té una màscara de 28 bits, o el que és el mateix, 255.255.255.240.

IP decimal: 201.63.7.0        201   .    23    .    67    .   175
IP binari:                 11001001 . 00010111 . 01000011 . 10101111

Màscara binària:            11111111 . 11111111 . 11111111 . 11110000
Màscara decimal:             255        255        255         240

Aquesta adreça té tota la part de hosts a 1 i, per tant, correspon a l’adreça broadcast de la xarxa 201.23.67.160/28. Per tant, aquesta adreça és incorrecta per a un host. Per calcular l’adreça de la xarxa, recordeu que heu de posar tota la part de hosts a 0. En aquest cas, el valor de l’últim byte si posem tota la part de host a 0 passa de 10101111 (175) a 10100000 (160).

4. Finalment, l’adreça 201.23.67.175/27 és la mateixa que l’anterior, però s’ha modificat la màscara de xarxa, que ara és de 27 bits, o el que és el mateix, 255.255.255.224.

IP decimal: 201.63.7.0        201   .    23    .    67    .   175
IP binari:                 11001001 . 00010111 . 01000011 . 10101111

Màscara binària:            11111111 . 11111111 . 11111111 . 11100000
Màscara decimal:             255        255        255         224

Amb aquesta petita modificació fixeu-vos que la part de host té un bit més, i ara el valor de la part de host és 01111. Per tant, ja no és una adreça broadcast ni l’adreça de cap xarxa i és correcta. És l’adreça d’un host que pertany a la xarxa 201.23.67.160/27.

Aquest és un exemple típic de divisió de xarxes en subxarxes de mida variable. Com que en fer els càlculs de les subxarxes podem agafar rangs que se superposin, començarem dividint per la subxarxa més gran, ja que resulta més fàcil fer els càlculs d’aquesta manera.

La xarxa original és:

IP decimal: 193.240.0.0       193   .    240   .    0     .    0
IP binari:                 11000001 . 11110000 . 00000000 . 00000000

Màscara binària:            11111111 . 11111111 . 11000000 . 00000000
Màscara decimal:             255        255        192         0

Per tant, aquesta xarxa té 18 bits de xarxa i 14 bits de host. Amb 14 bits de host es pot tenir un total de adreces, més que suficient per a les subxarxes que volem.

1 subxarxa de 4.096 adreces

Una subxarxa de 4.096 adreces necessita 12 bits de hosts, ja que . Si tenim 12 bits de host, això vol dir que la resta (20 bits) seran de xarxa i subxarxa. Com que d’entrada la xarxa té 18 bits de xarxa, la resta (2 bits) seran de subxarxa.

                     
IP decimal: 193.240.0.0       193   .    240   .      0     .    0
IP binari:                 11000001 . 11110000 . 00 00 0000 . 00000000
Significat del bit:        xxxxxxxx . xxxxxxxx . xx ss hhhh . hhhhhhhh

Màscara binària:            11111111 . 11111111 . 11 11 0000 . 00000000
Màscara decimal:             255        255        240         0

x = bit de xarxa
s = bit de subxarxa
h = bit de host

Fixeu-vos que la màscara s’ha modificat per indicar els bits de xarxa i subxarxa de l’adreça IP. Ara on el bit de l’adreça IP és de xarxa o subxarxa, la màscara val 1 i, quan el bit de l’adreça IP correspon a host, la màscara val 0.

Tenim 2 bits de subxarxa que poden agafar els valors següents: 00, 01, 10, 11. Per a aquesta subxarxa agafarem el valor 00, encara que en podríem haver agafat qualsevol altre.

El rang d’adreces vàlid de la subxarxa està constituït pels valors que van des del valor mínim de la part de host (tots a 0) fins al valor màxim de la part de host (tots a 1) que es corresponen amb l’adreça de la mateixa xarxa i l’adreça broadcast en aquesta.

                     

Adreça de la xarxa

IP decimal: 193.240.0.0       193   .    240   .      0     .    0
IP binari:                 11000001 . 11110000 . 00 00 0000 . 00000000  
Significat del bit:        xxxxxxxx . xxxxxxxx . xx ss hhhh . hhhhhhhh

Adreça broadcast

IP decimal: 193.240.15.255    193   .    240   .     15     .   255
IP binari:                 11000001 . 11110000 . 00 00 1111 . 11111111

x = bit de xarxa
s = bit de subxarxa
h = bit de host

Per tant, la primera subxarxa és la 193.240.0.0/20, i el rang d’adreces és de 193.240.0.0 a 193.240.15.255.

4 subxarxes de 1.024 adreces

Una subxarxa de 1.024 adreces necessita 10 bits de hosts, ja que . Si tenim 10 bits de host, això vol dir que la resta (22 bits) seran de xarxa i subxarxa. Com que d’entrada la xarxa té 18 bits de xarxa, la resta (4 bits) seran de subxarxa.

                     
IP decimal: 193.240.0.0       193   .    240   .      0     .    0
IP binari:                11000001 . 11110000 . 00 0000 00 . 00000000
Significat del bit:        xxxxxxxx . xxxxxxxx . xx ssss hh . hhhhhhhh

Màscara binària:           11111111 . 11111111 . 11 1111 00 . 00000000
Màscara decimal:             255        255         252         0

x = bit de xarxa
s = bit de subxarxa
h = bit de host

De nou la màscara s’ha modificat per indicar els bits de xarxa i subxarxa de l’adreça IP.

Tenim 4 bits de subxarxa que poden agafar els valors següents: 0000, 0001, 0010, 0011… fins a 1100, 1101, 1110, 1111.

En aquest cas, ja tenim una subxarxa creada (la de 4.096 adreces), per tant, haurem d’escollir els bits de subxarxa perquè no se superposin amb la subxarxa creada anteriorment. Vegem a continuació què passa si no tenim en compte aquesta restricció.

Per exemple, per a les quatre subxarxes podríem agafar els primers quatre valors possibles de subxarxa: 0000, 0001, 0010 i 0011. Si feu el càlcul per crear les subxarxes amb aquests valors pels bits de subxarxa obtindríeu, per exemple, per a la primera subxarxa (la 0000):

                     

Adreça de la xarxa

IP decimal: 193.240.0.0       193   .    240   .      0     .    0
IP binari:                11000001 . 11110000 . 00 0000 00 . 00000000  
Significat del bit:        xxxxxxxx . xxxxxxxx . xx ssss hh . hhhhhhhh

Adreça broadcast

IP decimal: 193.240.3.255     193   .    240   .      3     .   255
IP binari:                11000001 . 11110000 . 00 0000 11 . 11111111

x = bit de xarxa
s = bit de subxarxa
h = bit de host

El rang d’adreces d’aquesta subxarxa va de 193.240.0.0 a 193.240.3.255. Aquest rang d’adreces se superposa amb el rang de la subxarxa anterior, que anava de 193.240.0.0 a 193.240.15.255 i, per tant, tindríem 1.024 adreces assignades a dues subxarxes diferents; això és una errada.

Per escollir el valor dels bits de subxarxa que no se superposaran amb el rang anterior, us heu de fixar en els valors escollits amb les subxarxes anteriors. Si us hi fixeu, en la subxarxa anterior el valor escollit per als bits de subxarxa va ser 00 i, per tant, totes les subxarxes que comencin per 00 se superposaran amb aquesta. Per aquest motiu escollirem per als valors dels bits de subxarxa els que comencin amb un rang diferent, per exemple, 01: 0100, 0101, 0110 i 0111. Per a cadascuna d’aquestes subxarxes hem de calcular el valor de posar la part de host tota a 0 i tota a 1, ja que això ens indicarà els valors màxims de la xarxa (recordeu que corresponen a l’adreça de la subxarxa i la de broadcast en la subxarxa).

La primera subxarxa (0100) serà:

                     
Adreça de la xarxa

IP decimal: 193.240.16.0      193   .    240   .     16     .    0
IP binari:                 11000001 . 11110000 . 00 0100 00 . 00000000  
Significat del bit:        xxxxxxxx . xxxxxxxx . xx ssss hh . hhhhhhhh

Adreça broadcast

IP decimal: 193.240.19.255    193   .    240   .     19     .   255
IP binari:                 11000001 . 11110000 . 00 0100 11 . 11111111

x = bit de xarxa
s = bit de subxarxa
h = bit de host

Per tant, la primera subxarxa és la 193.240.16.0/22, i el rang d’adreces és de 193.240.16.0 a 193.240.19.255.

La segona subxarxa (0101):

                     
Adreça de la xarxa

IP decimal: 193.240.20.0      193   .    240   .     20     .    0
IP binari:                 11000001 . 11110000 . 00 0101 00 . 00000000  
Significat del bit:        xxxxxxxx . xxxxxxxx . xx ssss hh . hhhhhhhh

Adreça broadcast

IP decimal: 193.240.23.255    193   .    240   .     23     .   255
IP binari:                 11000001 . 11110000 . 00 0101 11 . 11111111

x = bit de xarxa
s = bit de subxarxa
h = bit de host

Per tant, la segona subxarxa és la 193.240.20.0/22, i el rang d’adreces és de 193.240.20.0 a 193.240.23.255.

La tercera subxarxa (0110) serà:

                     

Adreça de la xarxa

IP decimal: 193.240.24.0      193   .    240   .     24     .    0
IP binari:                 11000001 . 11110000 . 00 0110 00 . 00000000  
Significat del bit:        xxxxxxxx . xxxxxxxx . xx ssss hh . hhhhhhhh

Adreça broadcast

IP decimal: 193.240.27.255    193   .    240   .     27     .   255
IP binari:                 11000001 . 11110000 . 00 0110 11 . 11111111

x = bit de xarxa
s = bit de subxarxa
h = bit de host

Per tant, la tercera subxarxa és la 193.240.24.0/22, i el rang d’adreces és de 193.240.24.0 a 193.240.27.255.

La quarta subxarxa (0111) serà:

                     

Adreça de la xarxa

IP decimal: 193.240.28.0      193   .    240   .     28     .    0
IP binari:                 11000001 . 11110000 . 00 0111 00 . 00000000  
Significat del bit:        xxxxxxxx . xxxxxxxx . xx ssss hh . hhhhhhhh

Adreça broadcast

IP decimal: 193.240.31.255    193   .    240   .     31     .   255
IP binari:                 11000001 . 11110000 . 00 0111 11 . 11111111

x = bit de xarxa
s = bit de subxarxa
h = bit de host

Per tant, la primera subxarxa és la 193.240.28.0/22, i el rang d’adreces és de 193.240.28.0 a 193.240.31.255.

4 subxarxes de 256 adreces

Una subxarxa de 256 adreces necessita 8 bits de hosts, ja que . Si tenim 8 bits de host, això vol dir que la resta (24 bits, que corresponen als tres primers bytes de l’adreça) seran de xarxa i subxarxa. Com que d’entrada la xarxa té 18 bits de xarxa, la resta (6 bits) seran de subxarxa.

                     
IP decimal: 193.240.0.0       193   .    240   .      0    .    0
IP binari:                 11000001 . 11110000 . 00 000000 . 00000000
Significat del bit:        xxxxxxxx . xxxxxxxx . xx ssssss . hhhhhhhh

Màscara binària:            11111111 . 11111111 . 11 111111 . 00000000
Màscara decimal:             255        255         255         0

x = bit de xarxa
s = bit de subxarxa
h = bit de host

De nou la màscara s’ha modificat per indicar els bits de xarxa i subxarxa de l’adreça IP.

Tenim 6 bits de subxarxa que poden agafar els valors següents: 000000, 000001, 000010, 000011… fins a 111100, 111101, 111110, 111111.

Igual que abans hem d’escollir el valor dels bits de subxarxa que no se superposin amb els valors escollits per a les subxarxes anteriors, ja que, si no, les adreces IP estarien assignades a més d’una subxarxa alhora.

La primera subxarxa creada (de 4.096) tenia el valor dels bits de subxarxa 00, i les quatre subxarxes de 1.024 tenien els valors 0100, 0101, 0110 i 0111. Per tant, no podem escollir cap d’aquest valors (no poden començar per 00 ni per 01). Per tant, escollirem bits de subxarxa que comencin per 10 o 11, per exemple: 100000, 100001, 100010 i 100011.

La primera subxarxa (100000) serà:

                     
Adreça de la xarxa

IP decimal: 193.240.32.0      193   .    240   .     32    .    0
IP binari:                 11000001 . 11110000 . 00 100000 . 00000000
Significat del bit:        xxxxxxxx . xxxxxxxx . xx ssssss . hhhhhhhh

Adreça broadcast

IP decimal: 193.240.32.255    193   .    240   .     32    .    0
IP binari:                11000001 . 11110000 . 00 100000 . 11111111

x = bit de xarxa
s = bit de subxarxa
h = bit de host

La primera subxarxa és la 193.240.32.0/24, i el rang d’adreces és de 193.240.32.0 a 193.240.32.255.

La segona subxarxa (100001) serà:

                     
Adreça de la xarxa

IP decimal: 193.240.33.0      193   .    240   .     33    .    0
IP binari:                 11000001 . 11110000 . 00 100001 . 00000000
Significat del bit:        xxxxxxxx . xxxxxxxx . xx ssssss . hhhhhhhh

Adreça broadcast

IP decimal: 193.240.33.255    193   .    240   .     33    .    255
IP binari:                 11000001 . 11110000 . 00 100001 . 11111111


x = bit de xarxa
s = bit de subxarxa
h = bit de host

La primera subxarxa és la 193.240.33.0/24, i el rang d’adreces és de 193.240.33.0 a 193.240.33.255.

La tercera subxarxa (100010) serà:

                     
Adreça de la xarxa

IP decimal: 193.240.34.0      193   .    240   .     34    .    0
IP binari:                 11000001 . 11110000 . 00 100010 . 00000000
Significat del bit:        xxxxxxxx . xxxxxxxx . xx ssssss . hhhhhhhh

Adreça broadcast

IP decimal: 193.240.34.255    193   .    240   .     34    .    0
IP binari:                 11000001 . 11110000 . 00 100010 . 11111111

x = bit de xarxa
s = bit de subxarxa
h = bit de host

La tercera subxarxa és la 193.240.34.0/24, i el rang d’adreces és de 193.240.34.0 a 193.240.34.255.

La quarta subxarxa (100011) serà:

                     
Adreça de la xarxa

IP decimal: 193.240.35.0      193   .    240   .     35    .    0
IP binari:                 11000001 . 11110000 . 00 100011 . 00000000
Significat del bit:        xxxxxxxx . xxxxxxxx . xx ssssss . hhhhhhhh

Adreça broadcast

IP decimal: 193.240.35.255    193   .    240   .     35    .    0
IP binari:                 11000001 . 11110000 . 00 100011 . 11111111

x = bit de xarxa
s = bit de subxarxa
h = bit de host

La quarta subxarxa és la 193.240.35.0/24, i el rang d’adreces és de 193.240.35.0 a 193.240.35.255.

El primer que hem de fer és identificar la topologia de la xarxa que dissenyarem. Llegint l’enunciat de l’activitat veiem que la distribució de la xarxa és la següent:

• Primer edifici:
  • Departament informàtic (20 IP) al segon pis
  • Departament administratiu (10 IP) al primer pis
• Segon edifici:
  • Oficines noves (4 IP) connectat al primer pis del primer edifici

Vegem algunes de les restriccions de l’enunciat per entendre com s’han de connectar els diferents departaments:

• A cada planta de cada oficina tindreu un commutador que connectarà tots els host entre ells.
• No està permès connectar un host d’una planta a qualsevol dispositiu d’una altra.
• La connectivitat entre plantes està restringida a commutador-encaminador o encaminador-encaminador
• La connectivitat entre edificis està restringida a encaminador-encaminador i es farà mitjançant un cable sèrie.

Per tant, la topologia de la xarxa serà una cosa com el que es veu en la figura següent:

El punt següent és decidir quantes subxarxes necessitem. L’enunciat ja ens dóna unes quantes pistes:

• Totes les xarxes de l’empresa (i, per tant, tots els hosts) estaran dins de l’espai d’adreces públic contractat.
• Els diferents departaments estaran en subxarxes diferents. Feu divisions de l’espai d’adreces contractat.

Per tant, s’han de fer subxarxes per al departament informàtic, el departament administratiu i les noves oficines. També s’ha de crear una subxarxa per a la línia sèrie. La línia en sèrie s’ha de tractar com una xarxa més amb dues adreces IP útils (una per cada interfície dels encaminadors). En general, a aquestes interfícies no s’hi accedeix. Per això es podria haver posar un rang d’adreces privat per a la línia en sèrie (com 192.168.1.0), però com que l’enunciat diu que “Totes les xarxes de l’empresa (i, per tant, tots els hosts) estaran dins de l’espai d’adreces públic contractat” ho farem així. D’aquesta manera la resolució de xarxes també resulta més interessant i l’activitat és més didàctica.

La mida de la subxarxa dependrà de les adreces IP que necessitem per a cada una. Sempre hem de reservar dues adreces extra a cada subxarxa per a l’adreça de la mateixa subxarxa i per a l’adreça broadcast. Les subxarxes sempre han de tenir mides potència de 2 (2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256…), per tant, sempre agafarem el rang immediatament superior.

Així, les necessitats de cada subxarxa són les següents:

Tots els departaments tenen la subxarxa mínima i necessària. La línia en sèrie té dues adreces IP útils (una per cada encaminador) més l’adreça de la xarxa, més l’adreça de broadcast: quatre en total.

La divisió en subxarxes la fem de la manera següent. Apliquem la màscara resultant del càlcul de la taula anterior i escollim el valor dels bits de subxarxa que no provoquin superposició amb les subxarxes creades anteriorment. Per saber el rang complet d’adreces IP de la subxarxa posem tots els bits de host a 0 per obtenir l’adreça de la subxarxa, i tots els bits de host a uns per obtenir l’adreça broadcast de la subxarxa. Tots els valors entre aquest dos valors, seran les IP que es podran utilitzar en aquesta subxarxa.

Partint de la xarxa 145.56.32.0/26.

Departament de desenvolupament (32 adreces)

                     
Adreça de la xarxa

IP decimal: 145.56.32.0/27    145   .    56    .    32    .     0
IP binari:                 10010001 . 00111000 . 00100000 . 000 00000  
Significat del bit:        xxxxxxxx . xxxxxxxx . xxxxxxxx . sss hhhhh

Adreça broadcast

IP decimal: 145.56.32.31      145   .    56    .    32    .     31
IP binari:                 10010001 . 00111000 . 00100000 . 000 11111  

x = bit de xarxa
s = bit de subxarxa
h = bit de host

Departament administratiu (16 adreces)

                     
Adreça de la xarxa

IP decimal: 145.56.32.32/28   145   .    56    .    32    .     32
IP binari:                 10010001 . 00111000 . 00100000 . 0010 0000  
Significat del bit:        xxxxxxxx . xxxxxxxx . xxxxxxxx . ssss hhhh

Adreça broadcast

IP decimal: 145.56.32.47      145   .    56    .    32    .     47
IP binari:                 10010001 . 00111000 . 00100000 . 0010 1111  

x = bit de xarxa
s = bit de subxarxa
h = bit de host

Noves oficines (8 adreces)

                     
Adreça de la xarxa

IP decimal: 145.56.32.48/29   145   .    56    .    32    .    48
IP binari:                 10010001 . 00111000 . 00100000 . 00110 000  
Significat del bit:        xxxxxxxx . xxxxxxxx . xxxxxxxx . sssss hhh

Adreça broadcast

IP decimal: 145.56.32.55      145   .    56    .    32    .     55
IP binari:                 10010001 . 00111000 . 00100000 . 00110 111  


x = bit de xarxa
s = bit de subxarxa
h = bit de host

Línia en sèrie (4 adreces)

145.56.32. 001110 | 00 subxarxa 145.56.32.56/30 145.56.32. 001110 | 11 broadcast 145.56.32.59

                     
Adreça de la xarxa

IP decimal: 145.56.32.56/30   145   .    56    .    32    .    56
IP binari:                 10010001 . 00111000 . 00100000 . 001110 00  
Significat del bit:        xxxxxxxx . xxxxxxxx . xxxxxxxx . ssssss hh

Adreça broadcast

IP decimal: 145.56.32.59      145   .    56    .    32    .     59
IP binari:                 10010001 . 00111000 . 00100000 . 001110 11   

x = bit de xarxa
s = bit de subxarxa
h = bit de host

A continuació ho podeu veure gràficament en la figura següent:

Ara queda configurar les interfícies dels dispositius. Com que els commutadors no tenen VLAN, no cal cap tipus de configuració per a ells. En els hosts s’ha de configurar l’adreça IP, la màscara i l’adreça de l’encaminador per defecte. En els encaminadors cal configurar l’adreça IP, la màscara i la descripció de la interfície.

Donem als encaminadors la primera adreça de cada subxarxa a la qual estan connectats. En la connexió en sèrie, l’encaminador de l’oficina principal crearà el senyal de rellotge per sincronització, funcionant com a DCE.

Encaminador 0

Encaminador 1

Amb això ja podríeu veure si hi ha connectivitat entre les xarxes que estan connectades al mateix encaminador, per exemple, el primer pis i el segon pis de l’edifici d’oficines principal. Ho podeu comprovar fent un ping d’un host a un altre des del mode de simulació. Per tal de veure únicament els paquets que us poden interessar traieu del filtre d’esdeveniments tots els esdeveniments excepte ARP i ICMP. Feu un ping d’un host d’una xarxa a un de l’altra (per exemple, del PC1 al PC3) i seguiu el recorregut del paquet pas a pas. Si la primera vegada no funciona, feu clic en el botó Delete del menú d’escenari i torneu-ho a intentar un parell de vegades (de vegades al simulador li costa fer-ho a la primera).

L’únic que falta és definir als encaminadors les rutes a les xarxes a les quals no estan directament connectats.

Encaminador 0

L’ordre a l’encaminador seria:

 
ip route 145.56.32.48 255.255.255.248 145.56.32.58

Encaminador 1

Les ordres a l’encaminador serien:

 
ip route 145.56.32.0 255.255.255.224  145.56.32.57  
ip route 145.56.32.32 255.255.255.240  145.56.32.57 

En tots dos casos, i com que a cada encaminador totes les rutes estan encaminades cap a la mateixa adreça, es podrien resumir amb una ruta per defecte. Per exemple, en l’encaminador 1 aquesta ruta podria substituir a les dues anteriors.

ip route 0.0.0.0 0.0.0.0  145.56.32.57 

Una vegada muntada la xarxa, en podeu provar el funcionament fent pings entre les diferents xarxes des del Packet Tracer en el mode simulador. Per exemple, amb un ping del PC0 al PC4, i un altre del PC2 al PC5.