diff options
Diffstat (limited to 'computer-networks/semester4/lab1.tex')
| -rw-r--r-- | computer-networks/semester4/lab1.tex | 295 |
1 files changed, 295 insertions, 0 deletions
diff --git a/computer-networks/semester4/lab1.tex b/computer-networks/semester4/lab1.tex new file mode 100644 index 0000000..ff9878e --- /dev/null +++ b/computer-networks/semester4/lab1.tex @@ -0,0 +1,295 @@ +\documentclass[bachelor, och, labwork]{SCWorks} +% параметр - тип обучения - одно из значений: +% spec - специальность +% bachelor - бакалавриат (по умолчанию) +% master - магистратура +% параметр - форма обучения - одно из значений: +% och - очное (по умолчанию) +% zaoch - заочное +% параметр - тип работы - одно из значений: +% referat - реферат +% coursework - курсовая работа (по умолчанию) +% diploma - дипломная работа +% pract - отчет по практике +% параметр - включение шрифта +% times - включение шрифта Times New Roman (если установлен) +% по умолчанию выключен +\usepackage{subfigure} +\usepackage{tikz,pgfplots} +\pgfplotsset{compat=1.5} +\usepackage{float} + +%\usepackage{titlesec} +\setcounter{secnumdepth}{4} +%\titleformat{\paragraph} +%{\normalfont\normalsize}{\theparagraph}{1em}{} +%\titlespacing*{\paragraph} +%{35.5pt}{3.25ex plus 1ex minus .2ex}{1.5ex plus .2ex} + +\titleformat{\paragraph}[block] +{\hspace{1.25cm}\normalfont} +{\theparagraph}{1ex}{} +\titlespacing{\paragraph} +{0cm}{2ex plus 1ex minus .2ex}{.4ex plus.2ex} + +% --------------------------------------------------------------------------% + + +\usepackage[T2A]{fontenc} +\usepackage[utf8]{inputenc} +\usepackage{graphicx} +\graphicspath{ {./images/} } +\usepackage{tempora} + +\usepackage[sort,compress]{cite} +\usepackage{amsmath} +\usepackage{amssymb} +\usepackage{amsthm} +\usepackage{mathtools} +\usepackage{fancyvrb} +\usepackage{listings} +\usepackage{listingsutf8} +\usepackage{longtable} +\usepackage{tabularx} +\usepackage{array} +\usepackage[english,russian]{babel} + +\usepackage[colorlinks=true]{hyperref} +\usepackage{url} + +\usepackage{underscore} +\usepackage{setspace} +\usepackage{indentfirst} +\usepackage{mathtools} +\usepackage{amsfonts} +\usepackage{enumitem} +\usepackage{tikz} + +\newcommand{\eqdef}{\stackrel {\rm def}{=}} +\newcommand{\specialcell}[2][c]{% +\begin{tabular}[#1]{@{}c@{}}#2\end{tabular}} + +\renewcommand\theFancyVerbLine{\small\arabic{FancyVerbLine}} + +\newtheorem{lem}{Лемма} + +\begin{document} + +% Кафедра (в родительном падеже) +\chair{} + +% Тема работы +\title{Основы IP-адресации. Классы сетей и структура адресов.} + +% Курс +\course{2} + +% Группа +\group{231} + +% Факультет (в родительном падеже) (по умолчанию "факультета КНиИТ") +\department{факультета КНиИТ} + +% Специальность/направление код - наименование +%\napravlenie{09.03.04 "--- Программная инженерия} +%\napravlenie{010500 "--- Математическое обеспечение и администрирование информационных систем} +%\napravlenie{230100 "--- Информатика и вычислительная техника} +%\napravlenie{231000 "--- Программная инженерия} +\napravlenie{10.05.01 "--- Компьютерная безопасность} + +% Для студентки. Для работы студента следующая команда не нужна. +% \studenttitle{Студентки} + +% Фамилия, имя, отчество в родительном падеже +\author{Гущина Андрея Юрьевича} + +% Заведующий кафедрой +% \chtitle{} % степень, звание +% \chname{} + +%Научный руководитель (для реферата преподаватель проверяющий работу) +\satitle{преподаватель} %должность, степень, звание +\saname{А.~А.~Фомин} + +% Руководитель практики от организации (только для практики, +% для остальных типов работ не используется) +% \patitle{к.ф.-м.н.} +% \paname{С.~В.~Миронов} + +% Семестр (только для практики, для остальных +% типов работ не используется) +%\term{8} + +% Наименование практики (только для практики, для остальных +% типов работ не используется) +%\practtype{преддипломная} + +% Продолжительность практики (количество недель) (только для практики, +% для остальных типов работ не используется) +%\duration{4} + +% Даты начала и окончания практики (только для практики, для остальных +% типов работ не используется) +%\practStart{30.04.2019} +%\practFinish{27.05.2019} + +% Год выполнения отчета +\date{2021} + +\maketitle + +% Включение нумерации рисунков, формул и таблиц по разделам +% (по умолчанию - нумерация сквозная) +% (допускается оба вида нумерации) +% \secNumbering + +% \tableofcontents + +%------------------------------------------------------------------------------- + +\section{Основы IP-адресации} + +\begin{enumerate} + \item \textit{Сколько октетов в IP-адресе?} Ответ -- 4 + \item \textit{Сколько битов в октете?} Ответ -- 8 + \item \textit{Сколько бит в маске сети?} Ответ -- 32 + \item \textit{В каких диапазонах десятичных и двоичных значений может быть + значение первого октета IP-адресов класса <<B>>?} + + Ответ -- десятичные: от 128 до 191; двоичные: от 10000000 до 10111111 + + \item \textit{Какие октеты представляют сетевую часть IP-адреса + класса <<C>>?} Ответ -- три первых октета + \item \textit{Какие октеты представляют часть адреса хоста в IP-адресе + класса <<A>>?} Ответ -- три последних октета + \item \textit{Какой из приведённых ниже адресов является примером + широковещательного адреса для сети класса <<B>>?} + + (147.1.1.1, 147.255.255.255, 147.13.0.0, 147.14.255.255) + + Ответ -- 147.14.255.255 + + \item \textit{Заполните таблицу:} + \begin{table}[H] + \small + \centering + \begin{tabularx}{\textwidth}{ |X|X|X|X|X|X| } + \hline + Класс адреса & + Старшие биты первого октета & + Диапазон дес. значений первого октета & + Маска сети по умолчанию & + Количество сетей & + Количество хостов в сети \\ \hline + A & 0 & 1-126 & 255.0.0.0 & $2^7 - 2$ & $2^{24} - 2$ \\ \hline + A & 10 & 128-191 & 255.255.0.0 & $2^{14}$ & $2^{16} - 2$ \\ \hline + A & 110 & 192-223 & 255.255.255.0 & $2^{21}$ & $2^{8} - 2$ \\ \hline + A & 1110 & 224-239 & - & \multicolumn{2}{X|}{Используется для мультикастинга} \\ \hline + A & 11110 & 240-255 & - & \multicolumn{2}{X|}{Зарезервировано для экспериментальных целей} \\ \hline + \end{tabularx} + \caption{} + \end{table} +\end{enumerate} + +\section{Определение частей IP-адресов} + +\begin{enumerate} + \item \textit{Заполните таблицу:} + \begin{table}[H] + \small + \centering + \begin{tabularx}{\textwidth}{ |X|X|X|X|X| } + \hline + IP-адреса хостов & + Класс адреса & + Адрес сети & + Broadcast адрес & + Маска подсети по умолчанию \\ \hline + 216.14.55.137 & C & 216.14.55.0 & 216.14.55.255 & 255.255.255.0 \\ \hline + 123.1.1.15 & A & 123.0.0.0 & 123.255.255.255 & 255.0.0.0 \\ \hline + 150.127.221.244 & B & 150.127.0.0 & 150.127.255.255 & 255.255.0.0 \\ \hline + 194.125.35.199 & C & 194.125.35.0 & 194.125.35.255 & 255.255.255.0 \\ \hline + 175.12.239.244 & B & 175.12.0.0 & 172.12.255.255 & 255.255.0.0 \\ \hline + \end{tabularx} + \caption{} + \end{table} + + \item \textit{Дан IP-адрес 142.226.0.15} + \begin{itemize} + \item \textit{Чему равен двоичный эквивалент второго октета?} + Ответ -- 1110 0010 + \item \textit{Какому классу принадлежит этот адрес?} Ответ -- B + \item \textit{Чему равен адрес сети, в которой находится хост с этим + адресом?} Ответ -- 142.226.0.0 + \item \textit{Является ли этот адрес хоста допустимым в классической + схеме адресации?} Ответ -- Нет + \item \textit{Почему да или почему нет?} Ответ -- Два последних октета + равны нулю. + \end{itemize} +\end{enumerate} + +\section{IP-адреса хостов, допустимые в коммерческих сетях} +\textit{Заполните таблицу:} +\begin{table}[H] + \small + \centering + \begin{tabularx}{\textwidth}{ |X|X|X| } + \hline + IP-адрес & + Является ли допустимым? & + Почему? \\ \hline + 150.100.255.255 & Нет & Адрес является широковещательным адресом класса <<B>> \\ \hline + 175.100.255.18 & Да & Адрес класса <<B>>, нарушения отсутсвуют \\ \hline + 195.234.253.0 & Нет & Номер узла в адресах класса <<C>> не может быть равен 0 \\ \hline + 100.0.0.23 & Да & Адрес класса <<A>>, нарушения отсутсвуют \\ \hline + 188.258.221.176 & Нет & Значение любого октета должно находиться в диапазоне 0-255 \\ \hline + 127.34.25.189 & Нет & Значение 127 зарезервировано для организации внутренней петли устройств, которая используется при тестировании \\ \hline + 224.156.217.73 & Нет & Адрес класса <<D>> не допустим для использования в коммерческих сетях \\ \hline + \end{tabularx} + \caption{} +\end{table} + +\section{Доставка пакетов по заданному IP-адресу} + +\begin{figure}[H] + \centering + \includegraphics[width=0.9\textwidth]{lab1/network.png} + \caption{} + \label{fig:netw} +\end{figure} + +\textit{Если отправителем пакета является компьютер A, каким компьютерам из +представленных на рисунке \ref{fig:netw} будет доставлен пакет с адресом:} + +\begin{itemize} + \item 0.0.0.0; Ответ -- A + \item 0.0.0.138; Ответ -- D + \item 255.255.255.255; Ответ -- все компьютеры + \item 150.127.255.255; Ответ -- K, L, M +\end{itemize} + +\section{Адресное пространство IPv4} +\begin{enumerate} + \item \textit{Укажите сколько сетей класса <<A>> и класса <<C>> доступно + в схеме нумерации IPv4.} Ответ -- $2^7 - 2 + 2^{21} = 2097278$ + \item \textit{Сколько хостов можно адресовать в каждой сети класса <<A>> + и класса <<C>> в IPv4?} Ответ -- $2^{24} - 2 + 2^8 - 2 = 16777468$ + \item \textit{Сколько всего хостов можно разместить во всех сетях класса + <<A>> и класса <<C>>?} Ответ -- + $(2^7 - 2) \cdot (2^{24} - 2) + (2^{21} - 2) \cdot (2^8 - 2) = + 2~113~928~964 + 532~676~100 = 2~646~605~064$ + \item \textit{Под размером адресного пространства понимается количество + объектов, которым могут быть назначены адреса в рамках заданных правил. + Поскольку в IPv4 адрес --- это 32-битное двоичное число, то размер этого + адресного пространства равен $2^32$. Какую часть этого пространства + занимают адреса классов <<A>>, <<B>>, <<C>> и <<D>>?} + + Ответ -- в сетях класса <<A>> зафиксирован один бит, класса <<B>> --- два, + класса <<C>> --- три, а класса <<D>> --- четыре. Получаем: + \[ + \frac{2^{31}}{2^{32}} + \frac{2^{30}}{2^{32}} +\frac{2^{29}}{2^{32}} +\frac{2^{28}}{2^{32}} = + \frac{1}{2} + \frac{1}{4} + \frac{1}{8} + \frac{1}{16} = \frac{15}{16} + \] +\end{enumerate} + +\end{document} |