实验 – 使用 VLSM 设计和实施 IPv4 编址

- 拓扑
- 目标
- 背景/场景
- 所需资源
第 1 部分:分析网络要求
第 2 部分:设计 VLSM 地址方案
第 3 部分:连接并配置 IPv4 网络

拓扑

目标

第 1 部分：检查网络要求
第 2 部分：设计 VLSM 地址方案
第 3 部分：布线和配置 IPv4 网络

背景/场景

可变长子网掩码 (VLSM) 旨在帮助节省 IP 地址。使用 VLSM 时，可对网络划分子网，然后对子网再进行子网划分。该过程可以多次重复，以便根据每个子网所需的主机数量创建不同大小的子网。为了有效使用 VLSM，要求进行地址规划。
在本实验中，您需要根据给定的网络地址 172.16.128.0/17 为拓扑图所示网络制定地址方案。在此会用到 VLSM 以满足编址要求。在设计了 VLSM 地址方案后，您将为路由器上的接口配置适当的 IP 地址信息。
注意：CCNA 动手实验所用的路由器是采用 Cisco IOS Release 15.2(4)M3（universalk9 映像）的 Cisco 1941 集成多业务路由器 (ISR)。也可使用其他路由器以及 Cisco IOS 版本。根据型号以及 Cisco IOS 版本不同，可用命令和产生的输出可能与实验显示的不一样。请参考本实验末尾的“路由器接口摘要表”以了解正确的接口标识符。
注意：请确保已经清除路由器的启动配置。如果不确定，请联系教师。

所需资源

·3 台路由器（支持 Cisco IOS 15.2(4)M3 版通用映像的 Cisco 1941 或同类路由器）
·1 台 PC（支持终端模拟程序，比如 Tera Term，用于配置路由器）
·控制台电缆通过控制台端口配置 Cisco IOS 设备
·如拓扑所示的以太网（可选）电缆和串行电缆
·Windows 计算器（可选）

第 1 部分:分析网络要求

在第 1 部分，您需要检查网络要求，使用网络地址 172.16.128.0/17 为拓扑图所示网络制定 VLSM 地址方案。
注意：您可以使用 Windows 计算器应用程序和 www.ipcalc.org IP 子网计算器帮助您进行计算。
第 1 步:确定有多少个可用主机地址，需要多少个子网。
/17 网络中有多少个可用主机地址？2^15-2______
拓扑图中需要的主机地址总数是多少？31500______
网络拓扑中需要多少子网？6____
第 2 步:确定所需的最大子网。
子网说明（例如 BR1 G0/1 LAN 或 BR1-HQ WAN 链路）HQ G0/0_________________
最大的子网需要多少 IP 地址？16000________
支持这些地址的最小子网是什么？255.255.192.0___________________
子网支持多少个主机地址？2^14-2_______
是否能对 172.16.128.0/17 网络划分子网以支持该子网？能___
该子网划分可以生成哪两个网络地址？
172.16.128.0/18___________________
172.16.192.0/18___________________
该子网使用第一个网络地址。
第 3 步:确定所需的第二大子网。
子网说明_HQ G0/1____________________________
第二大的子网需要多少 IP 地址？8000____
支持这些主机的最小子网是什么？255.255.224.0_________________
子网支持多少个主机地址？2^13-2________
是否能继续划分剩余子网并且仍然支持该子网？能____
该子网划分可以生成哪两个网络地址？
172.16.192.0/19___________________
172.16.224.0/19___________________
该子网使用第一个网络地址。
第 4 步:确定下一个最大的子网。
子网说明_BR1 G0/1____________________________
下一个最大的子网需要多少 IP 地址？4000____
支持这些主机的最小子网是什么？255.255.240.0_________________
子网支持多少个主机地址？2^12-2________
是否能继续划分剩余子网并且仍然支持该子网？能____
该子网划分可以生成哪两个网络地址？
172.16.224.0/20___________________
172.16.240.0/20___________________
该子网使用第一个网络地址。
第 5 步:确定下一个最大的子网。
子网说明_BR1 G0/0____________________________
下一个最大的子网需要多少 IP 地址？2000____
支持这些主机的最小子网是什么？255.255.248.0_________________
子网支持多少个主机地址？2^11-2________
是否能继续划分剩余子网并且仍然支持该子网？能____
该子网划分可以生成哪两个网络地址？
172.16.240.0/21___________________
172.16.248.0/21___________________
该子网使用第一个网络地址。
第 6 步:确定下一个最大的子网。
子网说明_BR2 G0/1____________________________
下一个最大的子网需要多少 IP 地址？1000____
支持这些主机的最小子网是什么？255.255.252.0_________________
子网支持多少个主机地址？2^10-2________
是否能继续划分剩余子网并且仍然支持该子网？能____
该子网划分可以生成哪两个网络地址？
172.16.248.0/22___________________
172.16.252.0/22___________________
该子网使用第一个网络地址。
第 7 步:确定下一个最大的子网。
子网说明_BR2 G0/0____________________________
下一个最大的子网需要多少 IP 地址？500____
支持这些主机的最小子网是什么？255.255.255.0_________________
子网支持多少个主机地址？2^9-2________
是否能继续划分剩余子网并且仍然支持该子网？能____
该子网划分可以生成哪两个网络地址？
172.16.252.0/23___________________
172.16.254.0/23___________________
该子网使用第一个网络地址。
第 8 步:确定需要支持串行链路的子网。
每个串行子网链路需要多少个主机地址？2____
支持这些主机地址的最小子网是什么？255.255.224.0_________________
a.对剩余子网进行子网划分，并在下面写出通过该子网划分得到的网络地址。
172.16.254.0/24_________________
172.16.255.0/24_________________
b.请继续对每个新子网的第一个子网进行子网划分，直到您得到四个 /30 子网。在下面写出这些 /30 子网的前三个网络地址。
172.16.254.0/30_________________
172.16.254.4/30_________________
172.16.254.8/30_________________
c.为以下这三个子网输入子网说明。
HQ S0/0/0 – BR1 S0/0/0__________________________
HQ S0/0/1 – BR2 S0/0/1__________________________
BR1 S0/0/1 – BR2 S0/0/0__________________________

第 2 部分:设计 VLSM 地址方案

第 1 步:计算子网信息。
使用您在第 1 部分获得的信息填写下表。

第 2 步:完成设备的接口地址表。
将子网中的第一个主机地址分配给以太网接口。应该为 HQ 分配指向 BR1 和 BR2 的串行链路上的第一个主机地址。应该为 BR1 分配指向 BR2 的串行链路的第一个主机地址。

第 3 部分:连接并配置 IPv4 网络

在第 3 部分，您将连接网络拓扑并使用您在第 2 部分制定的 VLSM 地址方案配置三台路由器。
第 1 步:建立如拓扑图所示的网络。
第 2 步:配置每个路由器的基本设置。
a.为路由器分配设备名称。
b.禁用 DNS 查找，以防路由器尝试将输入有误的命令视为主机名进行转换。
c.指定 class 作为特权 EXEC 加密密码。

d.指定 cisco 作为控制台密码并启用登录。

e.指定 cisco 作为 vty 密码并启用登录。

f.加密明文密码。（BR1明文密码已被加密）

g.创建一个向访问设备者发出警告的标语：未经授权，禁止访问。

第 3 步:配置每台路由器的接口。

a.使用您在第 2 部分完成的表格为每个接口分配 IP 地址和子网掩码。
b.配置每个接口的接口说明。
c.将所有 DCE 串行接口上的时钟频率设置为 128000。
HQ(config-if)# clock rate 128000
d.激活接口。

第 4 步:保存所有设备上的配置。

第 5 步:测试连通性。

a.从 HQ，对 BR1 的 S0/0/0 接口地址执行 ping 操作。

在测试机中ping命令正确；
在路由器中ping命令正确。
b.从 HQ，对 BR2 的 S0/0/1 接口地址执行 ping 操作。

在测试机中ping命令正确；
在路由器中ping命令正确。
c.从 BR1，对 BR2 的 S0/0/0 接口地址执行 ping 操作。

在测试机中ping命令正确；
在路由器中ping命令正确。
d.如果 ping 操作不成功，则请排除连接故障。
注意：对其他路由器上的 GigabitEthernet 接口执行 ping 操作不会成功。模拟指向 GigabitEthernet 接口的 LAN。由于没有任何设备连接这些 LAN，因此它们处于 down/down 状态。必须将路由协议放到适当位置，以使其他设备了解这些子网。在路由协议能够将子网添加到路由表中之前，GigabitEthernet 接口也必须处于 up/up 状态。这些接口会保持 down/down 状态，直到有设备连接到以太网接口电缆的另一端。本实验的重点在于 VLSM 和接口的配置。
思考
您能否想到一种用于计算连续的 /30 子网网络地址的快捷方式？
首先明确需要的子网数。如果需要的子网数<=2，直接对每次得到的第一个新子网进行划分。划分时第一个子网直接将网络后缀号加一，第二个子网网络后缀号加一后再将第n为变为1，直至得到/30的子网。在本题中需要的子网数为3，那么就需要在得到/28的子网之前只对第一个新得到的子网进行划分，划分时直接将网络后缀号加一，得到/29网络后需要对第一个和第二个子网进行划分从而才可以得到三个/30子网。
路由器接口摘要表

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