#import "@preview/tablex:0.0.9": tablex, rowspanx
#set text(size: 1.3em)

// title

#align(center)[Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики]
\
\
\
#align(center)[Факультет инфокоммуникационных технологий]
#align(center)[Направление подготовки 11.03.02]
\
\
#align(center)[Практическая работа №2]
#align(center)[Изучение общих принципов построения IP сетей]
\
\
#align(center)[Вариант 19]
\
\
\
\
\
\
\
#align(right)[Выполнил:]
#align(right)[Дощенников Никита Андреевич]
#align(right)[Группа: К3121]
#align(right)[Проверил:]
#align(right)[Антон Харитонов]
\
\
#align(center)[Санкт-Петербург]
#align(center)[2025]

#pagebreak()

// page 1 

=== Цель работы. 

Освоить принципы построения и настройки IP-сетей с использованием маршрутизаторов и коммутаторов, а также закрепить навыки конфигурации сетевых интерфейсов и проверки работоспособности сети с помощью базовых инструментов диагностики.

=== Структура сети. 

В соответствии с вариантом 19, необходимо использовать маршрутизаторы 1, 3 и 7 и сети с номерами 1, 3(5), 6(5) (числа в скобках - кол-во подсетей). На рисунке 1 изображена структура сети. 

#figure(
  image("assets/1.jpg"),
  caption: "Рисунок 1. Структура сети.",
  supplement: none
)

Разобьём сети. Сеть 3 - сеть вида 192.168.32.0/19. Определим минимальное возможное количество разрядов в маске для получения 5 подсетей. 

$
N = ceil.l log_2(K + 1) ceil.r
$

где $K$ - количество подсетей. Подставив 5 получим: 

$
N = log_2(5 + 1) = 3
$

Длина маски 19. Так как мы добавляем еще 3 разряда для подсети, то длина получается 22 единицы. 

#align(center)[#table(columns: 4)[№][код][двоичный адрес][десятичный адрес][1][001][11000000.10101000.00100100.00000000][192.168.36.0][2][010][11000000.10101000.00101000.00000000][192.168.40.0][3][011][11000000.10101000.00101100.00000000][192.168.44.0][4][100][11000000.10101000.00110000.00000000][192.168.48.0][5][101][11000000.10101000.00110100.00000000][192.168.52.0]]

Маска имеет длину 22 единицы, то есть 

$
11111111.11111111.11111100.0000000 " или " 255.255.252.0
$

Для сети 1. Широковещательный адрес = (IP адрес) | (инвертированная маска). Где знаком "|" обозначается побитовое или. 

Получим 

$
11000000.10101000.00100100.00000000 | 00000000.00000000.00000011.11111111 = 
$

$
11000000.10101000.00100111.11111111
$

или в десятичном виде: 

$
192.168.36.0 | 0.0.3.255 = 192.168.39.255
$

Так как в нашей маске 22 единицы, то под узел останется 32 - 22 = 10 разрядов. Тогда максимум узлов - $2^10 - 2 = 1024 - 2 = 1022$. Получаем соответствующий диапазон:

$
192.168.36.1 – 192.168.39.254
$

Проделав разбивку для других сетей, мы получили сеть на рисунке 2.

#figure(
  image("assets/2.jpg"),
  caption: "Рисунок 2. Структура сети.",
  supplement: none
)

Таблица маршрутизации: 

/*
#align(center)[
#tablex(
  columns: 3,
  stroke: 0.5pt + black,
  align: center,
  inset: (x: 6pt, y: 4pt),

  [Router], [Interface], [IP],
  rowspanx(5)[1],    [1],                  [194.44.183.17/28],
  (),                [2],                  [192.168.36.254/22],
  (),                [3],                  [192.168.40.254/22],
  (),                [4],                  [192.168.44.254/22],
  (),                [5],                  [192.168.48.254/22],
  (),                [6],                  [192.168.52.254/22],
  (),                [7],                  [9.2.0.254/16], 
  rowspanx(5)[3],    [1],                  [9.2.0.253/16], 
  (),                [2],                  [193.10.20.254/22], 
  (),                [3],                  [193.10.24.254/22], 
  (),                [4],                  [9.10.0.253/16], 
  rowspanx(5)[7],    [1],                  [9.10.0.254/16], 
  (),                [2],                  [10.1.18.254/23],
  (),                [3],                  [10.1.20.254/23], 
  (),                [4],                  [10.1.22.254/23], 
  (),                [5],                  [10.1.24.254/23], 
  (),                [6],                  [10.1.26.254/23]
)
]

*/

#import "@preview/tablex:0.0.9": tablex, rowspanx

#align(center)[
#tablex(
  columns: 3,
  stroke: 0.5pt + black,
  align: center,
  inset: (x: 6pt, y: 4pt),

  [M], [Int], [IP],

  rowspanx(7)[1], [1], [194.44.183.17/28],
  (), [2], [192.168.36.254/22],
  (), [3], [192.168.40.254/22],
  (), [4], [192.168.44.254/22],
  (), [5], [192.168.48.254/22],
  (), [6], [192.168.52.254/22],
  (), [7], [9.2.0.254/16],

  rowspanx(4)[3], [1], [9.2.0.253/16],
  (), [2], [193.10.20.254/22],
  (), [3], [193.10.24.254/22],
  (), [4], [9.10.0.253/16],

  rowspanx(6)[7], [1], [9.10.0.254/16],
  (), [2], [10.1.18.254/23],
  (), [3], [10.1.20.254/23],
  (), [4], [10.1.22.254/23],
  (), [5], [10.1.24.254/23],
  (), [6], [10.1.26.254/23],
)
]


Для M1: 

#align(center)[
  #table(columns: 4)[Network][Mask][Gateway][Int][194.44.183.17][255.255.255.240][0.0.0.0][1][192.168.36.0][255.255.252.0][0.0.0.0][2][192.168.40.0][255.255.252.0][0.0.0.0][3][192.168.44.0][255.255.252.0][0.0.0.0][4][192.168.48.0][255.255.252.0][0.0.0.0][5][192.168.52.0][255.255.252.0][0.0.0.0][6][9.2.0.0][255.255.0.0][0.0.0.0][7][193.10.16.0][255.255.240.0][9.2.0.253][7][10.1.16.0][255.255.240.0][9.2.0.253][7][0.0.0.0][0.0.0.0][194.44.183.17][1]
]

Для M3: 

#align(center)[
  #table(columns: 4)[Network][Mask][Gateway][Int][192.168.32.0][255.255.224.0][9.2.0.254][1][9.2.0.0][255.255.0.0][0.0.0.0][1][193.10.20.0][255.255.252.0][0.0.0.0][3][10.1.16.0][255.255.240.0][9.10.0.254][4][9.10.0.0][255.255.0.0][0.0.0.0][4][0.0.0.0][0.0.0.0][9.2.0.254][1]
]

Для M7: 

#align(center)[
  #table(columns: 4)[Network][Mask][Gateway][Int][192.168.32.0][255.255.224.0][9.10.0.253][1][193.10.16.0][255.255.240.0][9.10.0.253][1][9.10.0.0][255.255.0.0][0.0.0.0][1][10.1.18.0][255.255.254.0][0.0.0.0][2][10.1.20.0][255.255.254.0][0.0.0.0][3][10.1.22.0][255.255.254.0][0.0.0.0][4][10.1.24.0][255.255.254.0][0.0.0.0][5][10.1.26.0][255.255.254.0][0.0.0.0][6][0.0.0.0][0.0.0.0][9.10.0.253][1]
]

=== Cisco Packet Tracer 

Для начала я добавил 3 маршрутизатора M1, M3 и M7 типа Router-PT-Empty.

#align(center)[#image("assets/3.png")]

Затем, при отключенном питании я добавил модули PT-ROUTER-NM-1CFE в каждый из маршрутизаторов. 

Для M1: 

#align(center)[#image("assets/4.png")]

Для M3: 

#align(center)[#image("assets/5.png")]

Для M7: 

#align(center)[#image("assets/6.png")]

Для настройки маршрутизаторов использовались команды `enable` (`en`) для перехода в привилегированный режим, а также `configure terminal` (или сокращенно `conf t`) для перехода в режим глобальной конфигурации. 

После этого для каждого из портов были указаны нужные IP. 

Для M1: 

```
enable
conf t

interface fa0/0
ip address 192.168.36.254 255.255.252.0
no shutdown

interface fa1/0
ip address 192.168.40.254 255.255.252.0
no shutdown

interface fa2/0
ip address 192.168.44.254 255.255.252.0
no shutdown

interface fa3/0
ip address 192.168.48.254 255.255.252.0
no shutdown

interface fa4/0
ip address 192.168.52.254 255.255.252.0
no shutdown

interface fa5/0
ip address 9.2.0.254 255.255.0.0
no shutdown
```

Получилось: 

#align(center)[#image("assets/7.png")]

Для M3: 

```
enable
conf t

interface fa0/0
ip address 9.2.0.253 255.255.0.0
no shutdown

interface fa1/0
ip address 193.10.20.254 255.255.252.0
no shutdown

interface fa2/0
ip address 193.10.24.254 255.255.252.0
no shutdown

interface fa3/0
ip address 9.10.0.253 255.255.0.0
no shutdown
```

Получилось: 

#align(center)[#image("assets/8.png")]

Для M7: 

```
enable
conf t

interface fa0/0
ip address 9.10.0.254 255.255.0.0
no shutdown

interface fa1/0
ip address 10.1.18.254 255.255.254.0
no shutdown

interface fa2/0
ip address 10.1.20.254 255.255.254.0
no shutdown

interface fa3/0
ip address 10.1.22.254 255.255.254.0
no shutdown

interface fa4/0
ip address 10.1.24.254 255.255.254.0
no shutdown

interface fa5/0
ip address 10.1.26.254 255.255.254.0
no shutdown
```

Получилось: 

#align(center)[#image("assets/9.png")]

Затем добавим компьютеры (я соединил их проводами Copper Cross-Over): 

#align(center)[#image("assets/10.png")]

Для каждого компьютера я добавил IP, Mask и Gateway. 

#align(center)[
  #table(columns: 4)[PC][IP][Mask][Gateway][PC0][192.168.36.1][255.255.252.0][192.168.36.254][PC1][192.168.40.1][255.255.252.0][192.168.40.254][PC2][192.168.44.1][255.255.252.0][192.168.44.254][PC3][192.168.48.1][255.255.252.0][192.168.48.254][PC4][192.168.52.1][255.255.252.0][192.168.52.254][PC5][193.10.20.1][255.255.252.0][193.10.20.254][PC6][193.10.24.1][255.255.252.0][193.10.24.254][PC7][10.1.18.1][255.255.254.0][10.1.18.254][PC8][10.1.20.1][255.255.254.0][10.1.20.254][PC9][10.1.22.1][255.255.254.0][10.1.22.254][PC10][10.1.24.1][255.255.254.0][10.1.24.254][PC11][10.1.26.1][255.255.254.0][10.1.26.254]
]

Также добавим маршруты на маршрутизаторах. 

Для M1:

```
ip route 193.10.16.0 255.255.240.0 9.2.0.253
ip route 10.1.16.0 255.255.240.0 9.2.0.253
ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 9.2.0.253
```

#align(center)[#image("assets/11.png")]

Для M3: 

```
ip route 192.168.32.0 255.255.224.0 9.2.0.254
ip route 10.1.16.0 255.255.240.0 9.10.0.254
ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 9.2.0.254
```

#align(center)[#image("assets/12.png")]

Для M7:

```
ip route 192.168.32.0 255.255.224.0 9.10.0.253
ip route 193.10.16.0 255.255.240.0 9.10.0.253
ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 9.10.0.253
```

#align(center)[#image("assets/13.png")]

Попробуем пингануть PC11 с PC0.

#align(center)[#image("assets/14.png")]

Теперь визуализируем работу нашей сети с помощью режима Simulation. 

Отправим PDU с PC0 до PC11. 

#align(center)[#image("assets/15.png")]
#align(center)[#image("assets/16.png")]
#align(center)[#image("assets/17.png")]
#align(center)[#image("assets/18.png")]
#align(center)[#image("assets/19.png")]


Как можно видеть пакет был успешно доставлен.


=== Заключение. 

В ходе работы была спроектирована и настроена IP-сеть из трёх маршрутизаторов в Cisco Packet Tracer, выполнена адресация интерфейсов и конечных устройств, а также настройка статической маршрутизации. Связность между всеми узлами проверена.