1.5 Какой шлюз по умолчанию
Если вы выясните, что такое шлюз, будет легко понять шлюз по умолчанию. Подобно тому, как в комнате может быть несколько дверей, у хоста может быть несколько шлюзов.Шлюз по умолчанию означает, что если хост не может найти доступный шлюз, он отправит пакет данных на назначенный по умолчанию шлюз, и этот шлюз обработает пакет данных.Шлюз, используемый хостом, теперь обычно относится к шлюзу по умолчанию.
2 Что такое DNS?
DNS — это сервер разрешения доменных имен, сервер, который превращает веб-адрес в IP-адрес.
Грубо говоря, DNS используется для преобразования доменных имен в IP-адреса. Вот пример для понимания всеми. Например, когда мы вводим www.baidu.com в браузере, машина должна взаимодействовать с веб-сайтом Baidu, машина должна отправлять пакеты данных за пределы, а IP-адрес сервера Baidu должен быть записан в пакете данных. Мы не знаем, какой это IP-адрес. Сколько, тогда хост должен запросить DNS-сервер, и DNS-сервер автоматически переведет доменное имя www.baidu.com в IP-адрес 61.135.169.105. Затем он может связываться с IP-адресом назначения пакета данных. Так же, как мы пишем письма, вам всегда нужно писать адрес на почту для доставки. Если вы пишете письмо за границу, если вы пишете адрес на китайском языке, почтовое отделение может не знать вас, и вам понадобится кто-то, чтобы помочь вам перевести его на английский. Это функция DNS, поэтому вы можете просматривать веб-страницу в обычном режиме, записывая DNS в своем локальном соединении. Если вы не установите его, вы не сможете посещать веб-страницу в обычном режиме.
3 MAC-адрес
Когда дело доходит до MAC-адресов, вы должны упомянуть IP-адреса. Я также объясню IP-адреса здесь.
Хотя IP и MAC теперь являются ipv6, мы в основном используем протокол ipv4. Так называемыйIP — это номер всей сети вашего компьютера. Другим компьютерам этот номер нужен для доступа к компьютеру. Но во многих случаях это число менялось.Единственная константа — ваш MAC-адрес: физический адрес。
MAC — это уникальный сетевой адрес, используемый для идентификации устройства сетевой карты в сети. Единообразно назначается соответствующими производителями оборудования, MAC-адрес каждого компьютера уникален.. Например,Вы часто перемещаетесь, и каждый раз, когда вы двигаетесь, будет адрес XX, номер XX, блок XX, это IP. Но ваше имя такое же, это MAC, разница в том, что наш MAC не позволяет использовать одно и то же имя。
Наш IP разделен на две части: как показано выше, он разделен на сетевую часть и хост. Сетевая часть похожа на то, что вы находитесь в городе ХХ, городе ХХ, провинции ХХ, что определяется страной. Тем не менее, номер ХХ блока ХХ в сообществе ХХ определяется разработчиком. Два числа в сумме и составляют ваш IP. Разница в том, что длины двух чисел в действительности фиксированы, но IP-адреса A, B, C и D в сети различаются.
4 Маска подсети
Маска подсети позволяет различать биты сети и биты хоста.，
Как мы уже говорили выше,IP-адрес состоит из сетевой части и хостовой части.. Так же, как имя человека состоит из фамилии и имени. Затем мы можем сравнить IP-адрес с именем человека, тогда маска подсети будет похожа на список. Вы можете быстро узнать, у кого одна и та же фамилия, а у кого разные фамилии, и сгруппировать одинаковые фамилии в одну группу. Могут общаться друг с другом.
Например, есть сегмент сети 192.168.1.0-192.1.254, этот сегмент сети похож на деревню, поэтому назовите его Security Village, этот сегмент сети имеет IP-адрес 192.168.1.1, мы называем его Security One , Другой человек называется Security II, его IP-адрес 192.168.1.2, мы знаем, что они в той же деревне, когда смотрим на них. Есть еще один сегмент сети, 192.168.0.0——192.168.255.254.Мы называем его Ancun. В деревне есть еще один IP-адрес 192.168.1.1 и 192.168.1.2, которые также называются Security One и Security 2. Затем возникает проблема. ? Как в это время отличить, к какой деревне они принадлежат?
На данный момент вам понадобится маска подсети, чтобы определить, к какому сегменту сети они принадлежат. Вам нужно принести Security One и Security Two в деревню для подтверждения, и вы будете знать, к какой деревне они принадлежат. Сетевой сегмент деревни Анфанг — 255.255.255.0, а сетевой сегмент деревни Анфанг — 255.255.0.0. IP-адреса, похожие на «то же имя» и «та же фамилия», также появятся в сети. Как определить, к какому сегменту сети они принадлежат, зависит от маски подсети.
Subnetting
Сеть TCP/IP класса A, B или C может быть дополнительно разделена системным администратором или подсети. Это становится необходимым при согласовании логической адресной схемы Интернета (абстрактного мира IP-адресов и подсетей) с физическими сетями, которые используются в реальном мире.
Системный администратор, которому выделен блок IP-адресов, может управлять сетями, которые не организованы таким образом, чтобы легко вписываться в эти адреса. Например, у вас есть широкая сеть с 150 хостами в трех сетях (в разных городах), подключенных маршрутизатором TCP/IP. Каждая из этих трех сетей имеет 50 хостов. Вам выделена сеть класса C 192.168.123.0. (Для иллюстрации этот адрес на самом деле из диапазона, который не выделяется в Интернете.) Это означает, что для 150 хостов можно использовать адреса 192.168.123.1 по 192.168.123.254.
Два адреса, которые не могут использоваться в вашем примере, являются 192.168.123.0 и 192.168.123.255, так как двоичные адреса с хост-частью всех и все нули недействительны. Нулевой адрес недействителен, так как используется для указания сети без указания хоста. 255-й адрес (в двоичной нотации— хост-адрес всех) используется для передачи сообщения каждому хосту в сети. Просто помните, что первый и последний адрес в любой сети или подсети не может быть назначен любому отдельному хосту.
Теперь вы можете предоставить IP-адреса 254 хостов. Он отлично работает, если все 150 компьютеров находятся в одной сети. Однако 150 компьютеров находятся в трех отдельных физических сетях. Вместо того, чтобы запрашивать дополнительные блоки адресов для каждой сети, вы разделите сеть на подсети, которые позволяют использовать один блок адресов в нескольких физических сетях.
В этом случае вы разделите сеть на четыре подсети, используя подсетевую маску, которая делает сетевой адрес больше и возможный диапазон адресов хостов меньше. Другими словами, вы «заимствуете» некоторые биты, используемые для хост-адреса, и используете их для сетевой части адреса. Подсетевая маска 255.255.255.192 предоставляет четыре сети по 62 хостов каждая. Он работает, так как в двоичной нотации 255.255.255.192 то же самое, что и 11111111.1111111.110000000. Первые две цифры последнего октета становятся сетевыми адресами, поэтому вы получаете дополнительные сети 00000000 (0), 010000000 (64), 10000000 (128) и 110000000 (192). (Некоторые администраторы будут использовать только две подсети с использованием 255.255.255.192 в качестве маски подсети. Дополнительные сведения по этому вопросу см. в разделе RFC 1878.) В этих четырех сетях последние шесть двоичных цифр можно использовать для хост-адресов.
Используя подсетевую маску 255.255.255.192, сеть 192.168.123.0 становится четырьмя сетями 192.168.123.0, 192.168.123.64, 192.168.123.128 и 192.168.123.192. Эти четыре сети будут иметь допустимые хост-адреса:
192.168.123.1-62 192.168.123.65-126 192.168.123.129-190 192.168.123.193-254
Помните, что двоичные хост-адреса со всеми или всеми нулями являются недействительными, поэтому нельзя использовать адреса с последним октетом 0, 63, 64, 127, 128, 191, 192 или 255.
Вы можете увидеть, как это работает, глядя на два хост-адреса, 192.168.123.71 и 192.168.123.133. Если используется маска подсети класса C по умолчанию 255.255.255.0, оба адреса находятся в сети 192.168.123.0. Однако, если вы используете подсетевую маску 255.255.255.192, они находятся в разных сетях; 192.168.123.71 на сети 192.168.123.64, 192.168.123.133 — на сети 192.168.123.128.
На какие типы делятся IPv6-адреса? Для чего применяется ID-зоны в канальных IPv6-адресах? Перечислите возможные состояния IPv6-адреса.
Версия IPv6 описывает три типа адресов: глобальные адреса, канальные и уникальные локальные адреса.
Глобальные IPv6-адреса (GA) аналогичны публичным адресам в сетях IPv4 и используются для области IPv6 Интернета. Для глобальных адресов в настоящее время применяется префикс 2000::/3, который преобразуется в стандартное шестнадцатеричное значение первого блока между 2000 и 3FFF. Например, 2001:db8:21da:7:713e:a426:dl67:37ab.
Канальные адреса (Link-Local Address, LLA) аналогичны автоматически назначаемым частным адресам APIPA (Automatic Private IP Addressing) в IPv4 (например, 169.254.0.0/16). Они конфигурируются самостоятельно и могут использоваться лишь для коммуникаций в локальной подсети. Но, в отличие от адреса APIPA, канальный адрес LLA назначается интерфейсу как вспомогательный даже после получения маршрутизируемого адреса для этого интерфейса. Канальный адрес LLA всегда начинается с fe80. Пример канального адреса — fe80::154d:3cd7:b33b: 1bc 1 % 13
Уникальные локальные адреса (Unique Local Address, ULA) в IPv6 аналогичны частным адресам в IPv4 (10.0.0.0/8, 172.16.0.0/12 и 192.168.0.0/16). Эти адреса маршрутизируются между подсетями в частной сети и не маршрутизируются в общественном Интернете. Они позволяют создавать комплексные внутренние сети. Такие адреса начинаются с fd, как, например, локальный уникальный адрес fd65:9abf:efb0:0001::0002.
Идентификаторы зон назначаются относительно компьютера, отправляющего сообщение. Чтобы проверить связь с канальным адресом соседнего компьютера с помощью команды ping, нужно указать адрес соседней машины вместе с идентификатором зоны сетевого адаптера на вашем компьютере, который подключен к соседнему компьютеру.
Узлы IPv6, как правило, автоматически конфигурируют IPv6-адpeca, взаимодействуя с IPv6-маршрутизатором. В течение короткого промежутка времени между первым назначением адреса и проверкой его уникальности адрес называется пробным. Компьютеры исфпользуют обнаружение дубликатов адресов, чтобы идентифицировать другие компьютеры с тем же IPv6-адресом, отправляя запрос обнаружения соседей (Neighbor Solicitation) с предварительным адресом. Если какой-либо компьютер ответил на запрос, адрес считается недействительным. Если на запрос не ответил ни один компьютер, адрес считается уникальным и действительным. Действительный адрес называется основным в течение срока действия, назначенного маршрутизатором или в автоматической конфигурации. По истечении этого жизненного цикла действительный адрес считается устаревшим. В существующих сеансах коммуникаций может использоваться устаревший адрес.
Разделение сети на подсети самостоятельно
Поскольку большинство организаций не используют сети класса B, в рамках которых могут быть соединены между собой 65534 устройства, рассмотрим пример разделения сетей класса C. Наиболее распространенный вариант разбиения – с помощью маски.
Маска подсети — это цифровой шаблон, с помощью которого можно определить принадлежность устройства, обладающего уникальным адресом (IP), к той или иной подсети. Данный шаблон может быть представлен в двух видах: в десятичном и двоичном видах. Но последний на практике не используют, однако общее число единиц в записи суммируют и указывают через дробь в конце десятичной записи.
Например, 192.168.109.0/32, где число 32 характеризует сумму единиц в двоичной записи.
Предположим, существует сеть, в состав которой входит некоторое количество компьютеров, 3 свитча (коммутатора) и 3 маршрутизатора.
Провайдером была выделена сеть 192.168.0.0/24.
Разделим ее на 6 подсетей, при этом число устройств в каждой будет различным: 100, 50, 20, 2, 2, 2. Деление начинают с участка, к которому подключено наибольшее число устройств. Как видно, короткая запись маски – 24, что означает, что ее можно представить в таком виде: 255.255.255.0.
Чтобы разбить сеть на 2 подсети, необходимо сменить маску с «24» на «25» и применить ее к сети. В созданных подсетях 192.168.0.0/25 и 192.168.0.128/25 для IP узлов выделено 7 бит. Число доступных адресов можно рассчитать следующим способом: 2^7-2 = 126, что больше 100.
Теперь разделим подсеть 192.168.0.128/25 на 2 подсети, для чего используем маску 26. Число доступных адресов – 2^6-2 = 62, поскольку теперь для адресов устройств выделено 6 бит. В итоге получили 2 подсети: 192.168.0.128/26 и 192.168.0.192/26.
Подобным способом используем маску 27 для очередного деления на 2 подсети. Число устройств – 2^5-2 = 30, что больше 20. Получаем подсети 192.168.0.192/27 и 192.168.0.224/27.
Для создания 3 подсетей с подключенными по 2 устройства к каждой, из общего IP-адреса достаточно выделить всего 2 бита под адреса. Общее число бит в IP-адресе – 32. Получаем маску: 32-2=30. Применяем ее для сети 192.168.0.224, получаем 3 новых подсети: 192.168.0.224/30, 192.168.0.228/30, 192.168.0.232/30.
Таким способом сеть была поделена на 6 подсетей. Однако можно значительно упростить задачу, воспользовавшись одним из онлайн-сервисов.
Режимы адресации протокола версии IPv4
Протокол IPv4 поддерживает три режима адресации:
- Одноадресный. При использовании данного режима данные передаются только на один сетевой узел, причем каждый из них может являться как отправителем, так и получателем. Поле адреса назначения содержит 32-битный IP-адрес устройства-получателя. Одноадресный режим используется чаще всего при обращении к интернет-протоколу.
- Широковещательный. При его использовании все устройства, подключенные к сети с множественным доступом, имеют возможность получения и обработки датаграмм, передаваемых по протоколу TCP/IPv4. Для этого поле ip-адреса назначения включает в себя специальный широковещательный код идентификации.
- Многоадресный. Согласно правилам обработки данных по протоколу IPv4, сюда входят адреса в диапазоне от 224.0.0.0 до 239.255.255.255. Режим объединяет два предыдущих, определяется наиболее значимой моделью 1110. В этом пакете адрес назначения содержит специальный код, который начинается с 224.x.x.x и может использоваться более чем одним узлом.
Для домашних сетевых устройств, будь то компьютер, смартфон или холодильник с функцией контроля через соединение Wi-Fi, назначается один общий ip-адрес. Согласно протоколу IPv4 он присваивается провайдером и закрепляется на уровне сетевого коммуникационного оборудования – роутера. Данный IP-адрес может быть статическим (неизменным) либо динамическим, меняющимся при отключении роутера от сети.
1.4 Как шлюз осуществляет связь?
Без маршрутизатора связь TCP / IP не может осуществляться между разными сетями., Даже если две сети подключены к одному коммутатору (концентратору), протокол TCP / IP определит, что узлы двух сетей находятся в разных сетях, на основе маски подсети (255.255.255.0). Чтобы реализовать связь между этими двумя сетями, он должен проходить через шлюз. Если хост в сети A обнаруживает, что хост-адресат пакета данных больше не находится в локальной сети, он пересылает пакет данных на свой собственный шлюз, который затем пересылает его на шлюз сети B, а шлюз сети B пересылает его в сеть B. Хозяин. Процесс пересылки пакетов данных из сети B в сеть A. Таким образом, после установки IP-адреса шлюза протокол TCP / IP может реализовать взаимную связь между разными сетями.
Принцип работы протокола IPv4
Internet Protocol представляет собой датаграмму, содержит заголовок и полезную нагрузку. Заголовок шифрует адреса источника и назначение информационного пакета, в то время как полезная нагрузка переносит фактические данные. В отличие от сетей прямой коммутации канала, критичных к выходу из строя любого транзитного узла, передача данных с помощью интернет-протокола IPv4 осуществляется пакетным способом. При этом используются разные маршруты передачи ip-пакетов. Допустима ситуация, когда пакеты нижнего уровня достигают конечного узла раньше, чем пакеты верхнего. Некоторые из них теряются во время трансляции. В этом случае посылается повторный запрос, происходит восстановление потерянных фрагментов.
Каждый сетевой узел в модели TCP/IP имеет собственный IP-адрес. Это обеспечивает гарантированную идентификацию устройств при установке соединения и обмене данными. В то же время отличают два уровня распределения адресов по протоколу TCP/ IPv4 – публичные и частные. Первые уникальны для всех без исключения устройств, осуществляющих обмен данными в общемировой WEB-сети. Например, IP-адрес 8.8.8.8 принадлежит компании Google и является адресом публичного DNS-сервера компании. При построении локальной подсети Ethernet идентификация внутренних устройств передачи данных осуществляется путем назначения собственных ip-адресов для каждой единицы оборудования. Коммутация осуществляется через порты роутера (маршрутизатора), каждому присваивается отдельный сетевой адрес с возможным дополнительным разделением на подсети за счет использования маски IP-адреса.
Изначально адресация в IP-сетях систематизировалась по классовому принципу путем деления на большие блоки, что делало ее неудобной в использовании как конечными пользователями, так и провайдерами. Ей на смену пришла бесклассовая схема под названием Classless Inter-Domain Routing (CIDR).
Основной атрибут протокола TCP/IPv4, его адрес, состоит из тридцати двух бит (четырех байт) и записывается четырьмя десятичными числами от 0 до 255, которые разделены точками. Есть альтернативные способы записи (двоичное, десятичное, без точки и т.д.), но они не меняют принципа работы протокола. В стандартном формате запись CIDR производится в виде IP-адреса, следующего за ним символа «/» и числа, обозначающего битовую маску подсети: 13.14.15.0/24. В данной комбинации число 24 означает количество битов в маске подсети, имеющих приоритетное значение. Полный IP-адрес состоит из 32 бит, маской являются старшие 24, соответственно, общее количество возможных адресов в сети составит 32 — 24 = 8 бит (256 IP-адресов). В этом диапазоне описываются сети, состоящие из различного количества доступных адресов путем их вариативной комбинации. Одна большая сеть может быть раздроблена на несколько более мелких подсетей нижнего уровня.
МЕТОДЫ АДРЕСАЦИИ УЗЛОВ СЕТИ. АДРЕСАЦИЯ СТЕКА TCP/IP
Цель работы:
Изучить методы адресации узлов, используемые в компьютерных сетях.
Изучить основные концепции адресации IPv4 и IPv6: структуру IPv4 и IPv6-адреса, понятие и функции маски, диапазоны IP-адресов, принципы создания подсетей, понятие маршрутизации, типы IPv6-адресов, основные технологии перехода на IPv6.
Постановка задачи:
1. Изучить основные теоретические вопросы, используя материалы лекций, рекомендуемую литературу и методические указания к лабораторной работе:
- методы адресации узлов сети;
- физические адреса;
- структура и диапазоны IPv4-адресов;
- использование масок, разбиение на подсети;
- структура IPv6;
- виды IPv6;
- технологии перехода на IPv6.
2. Выполнить задания по лабораторной работе.
3. Ответить на контрольные вопросы.
4. Подготовить отчет по лабораторной работе.
Ход выполнения работы:
Битовая маска
Маска подсети может называться битовой маской, что является 32-битным значением, которое указывает на одну часть IP, относящуюся к адресации сетевого интерфейса, и на вторую часть, относящуюся к адресации подсетей. Обычно её значение отображается в десятичном виде, в формате ХХХ.ХХХ.ХХХ.ХХХ.
Это определение приближено к профессиональному сленгу и может показаться непонятным. Разобраться с тем, что это такое, поможет конкретный пример.
Предположим, что у нас есть какая-то сеть, в которой присутствует компьютер. В свойствах подключения видно, что его сетевому интерфейсу присвоен IP-адрес и маска подсети.
Далее оба значения приводятся в двоичный вид и вычисляются следующие последовательности:
Теперь надо последовательно умножить каждый разряд IP-адреса в двоичном виде на разряд маски в двоичном виде и в результате будет получено значение,
которое при переводе в десятичный вид будет выглядеть, как
Умножая адрес IP на инвертированное значение маски, получаем последовательность
Возвращая в десятичный вид, получается цифра 199, соответствующая адресу интерфейса хоста.
Сравнив первый и второй результаты, можно сказать, что цифры IP-адреса, которые соотносятся с единицами маски, указывают на адрес подсети. Цифры IP-адреса, соотносящиеся с нулями маски, образуют адрес компьютера в этой подсети.
В итоге маска подсети помогла выяснить по IP, что наш компьютер находится в подсети 192.168.0.0 и имеет в ней адрес 199. Возвращаясь к определению выше, она показала, какая часть IP указывает на подсетку, а какая на адрес хоста.
Приложение
Пример конфигурации
Маршрутизаторы A и B соединены через последовательный интерфейс.
Маршрутизатор А
hostname routera ! ip routing ! int e 0 ip address 172.16.50.1 255.255.255.0 !(subnet 50) int e 1 ip address 172.16.55.1 255.255.255.0 !(subnet 55) int s 0 ip address 172.16.60.1 255.255.255.0 !(subnet 60) int s 0 ip address 172.16.65.1 255.255.255.0 (subnet 65) !S 0 connects to router B router rip network 172.16.0.0
Маршрутизатор В
hostname routerb ! ip routing ! int e 0 ip address 192.1.10.200 255.255.255.240 !(subnet 192) int e 1 ip address 192.1.10.66 255.255.255.240 !(subnet 64) int s 0 ip address 172.16.65.2 (same subnet as router A's s 0) !Int s 0 connects to router A router rip network 192.1.10.0 network 172.16.0.0
Class B Effective Effective # bits Mask Subnets Hosts ------- --------------- --------- --------- 1 255.255.128.0 2 32766 2 255.255.192.0 4 16382 3 255.255.224.0 8 8190 4 255.255.240.0 16 4094 5 255.255.248.0 32 2046 6 255.255.252.0 64 1022 7 255.255.254.0 128 510 8 255.255.255.0 256 254 9 255.255.255.128 512 126 10 255.255.255.192 1024 62 11 255.255.255.224 2048 30 12 255.255.255.240 4096 14 13 255.255.255.248 8192 6 14 255.255.255.252 16384 2 Class C Effective Effective # bits Mask Subnets Hosts ------- --------------- --------- --------- 1 255.255.255.128 2 126 2 255.255.255.192 4 62 3 255.255.255.224 8 30 4 255.255.255.240 16 14 5 255.255.255.248 32 6 6 255.255.255.252 64 2 *Subnet all zeroes and all ones included. These might not be supported on some legacy systems. *Host all zeroes and all ones excluded.
Сетевые адреса, адреса интерфейсов и широковещательные адреса[править]
IP адрес может означать одно из трех:
- Адрес IP сети (группа IP устройств, имеющих доступ к общей среде передаче — например, все устройства в сегменте Ethernet). Сетевой адрес всегда имеет биты интерфейса (хоста) адресного пространства установленными в 0 (если сеть не разбита на подсети — как мы еще увидим);
- Широковещательный адрес IP сети (адрес для ‘разговора’ со всеми устройствами в IP сети). Широковещательные адреса для сети всегда имеют интерфейсные (хостовые) биты адресного пространства установленными в 1 (если сеть не разбита на подсети — опять же, как мы вскоре увидим).
- Адрес интерфейса (например Ethernet-адаптер или PPP интерфейс хоста, маршрутизатора, сервера печать итд). Эти адреса могут иметь любые значения хостовых битов, исключая все нули или все единицы — чтобы не путать с адресами сетей и широковещательными адресами.
Итого:
- Для сети класса A: (один байт под адрес сети, три байта под номер хоста)
- 10.0.0.0 сеть класса А, потому что все хостовые биты равны 0.
- 10.0.1.0 адрес хоста в этой сети
- 10.255.255.255 широковещательный адрес этой сети, поскольку все сетевые биты установлены в 1
- Для сети класса B: (два байта под адрес сети, два байта под номер хоста)
- 172.17.0.0 сеть класса B
- 172.17.0.1 адрес хоста в этой сети
- 172.17.255.255 сетевой широковещательный адрес
- Для сети класса C: (три байта под адрес сети, один байт под номер хоста)
- 192.168.3.0 адрес сети класса C
- 192.168.3.42 хостовый адрес в этой сеть
- 192.168.3.255 сетевой широковещательный адрес
Почти все доступные сетевые IP-адреса принадлежат классу C.
Как определить маску подсети с помощью адреса сети и маски сети
Подобное задание часто всплывает на собеседованиях и тестовых заданиях. И также навык пригодится при реорганизации сети предприятия или делении крупной сетки на более мелкие подсети.
Для наглядности стоит вернуться к примеру, который разбирается с первого абзаца.
С помощью адреса 192.168.0.199 и маски сети 255.255.255.0 уже вычислен адрес самой сети, который имеет вид 192.168.0.0. Здесь для использования присутствует 256 адресов. Из них 2 адреса автоматически резервируются:
. 0 — адрес сети и не может быть использован.
Остаётся для раздачи хостам всего 254 адреса. Стоит отметить, что в многоранговых сетях еще один адрес резервируется для роутинга, это может быть . 1 (или любой другой).
Разбирая все по порядку, приведём этот пример в общий вид, применяемый к любой сети.
Число допустимых узлов всегда ограничено. Если перевести маску сети в двоичный вид, то, как уже известно, единицы указывают на адрес подсети, нули — на адрес компьютера.
Бит может возвращать только два значения, два бита — четыре, три бита — восемь и так далее. Выходит, что n-бит возвращают 2^n значения. Исходя из всего, что сказано выше, получается вывод: число хостов (N) в сети вычисляется формулой N = (2^r)—2, в которой r-количество нулей в двоичном виде маски.
Возвращаясь к нашему примеру, производим расчёт:
Получаются те же 254 адреса для раздачи интерфейсам хостов в сети.
Предположим, что предприятию требуется создать подразделение и собрать 20 рабочих компьютеров в подсеть. Рассчитать маску подсети можно следующим образом.
Берём 20 IP и прибавляем к ним 2 адреса, которые будут зарезервированы. Всего требуется 22, самая близкая степень 2 — это 32. В двоичном виде 10 0000. Поскольку сеть, в которой проводится деление, относится к классу С, то маска подсети будет иметь вид:
Максимально в полученной подсети раздать интерфейсам хостов можно 30 адресов.
Классы IP-сетей[править]
Также, сколько бит используется сетевым ID и сколько бит доступно для идентификации хостов (интерфейсов) в этой сети, определяется сетевыми классами.
Всего 3 класса IP-адресов:
- Класс A. IP сетевых адресов использует левые 8 бит (самый левый байт) для указания сети, оставшиеся 24 бита (оставшиеся три байта) для идентификации интерфейса хоста в этой сети. Адреса класса A всегда имеют самый левый бит самого левого байта нулевым, то есть значения от 0 до 127 для первого байта в десятичной нотации. Таким образом доступно максимум 128 адресов сетей класса A, каждый из которых может содержать до 33,554,430 интерфейсов. Однако сети 0.0.0.0 (известная как маршрут по умолчанию) и 127.0.0.0 (loop back сеть) имеют специальное назначение и не доступны для использования в качестве идентификаторов сети. Поэтому доступно только 126 адресов сетей класса A.
- Класс B. IP сетевых адресов использует левые 16 бит (два левых байта) для идентификации сети, оставшиеся 16 бит (последние два байта) указывают хостовые интерфейсы. Адрес класса B всегда имеет самые левые два бита установленными в 1 0. Таким образом для номера сети остается 14 бит, что дает 32767 доступных сетей класса B. Первый байт адреса сети класса B может принимать значения от 128 до 191, и каждая из таких сетей может иметь до 32,766 доступных интерфейсов.
- Класс C. IP сетевых адресов использует левые 24 бит (три левых байта) для идентификации сети, оставшиеся 8 бит (последний байт) указывает хостовый интерфейс. Адрес класса С всегда имеет самые левые три бита установленными в 1 1 0. Таким образом для номера сети остается 14 бит, что дает 4,194,303 доступных сетей класса B. Первый байт адреса сети класса B может принимать значения от 192 до 255, и каждая из таких сетей может иметь до 254 доступных интерфейсов. Однако сети класса C с первым байтом больше, чем 223, зарезервированы и не используются.
Существует также специальные адреса, которые зарезервированы для ‘несвязанных’ сетей — это сети, которые используют IP, но не подключены к Internet. Вот эти адреса:
- Одна сеть класса A: 10.0.0.0
- 16 сетей класса B: 172.16.0.0 — 172.31.0.0
- 256 сетей класса С: 192.168.0.0 — 192.168.255.0
Какие методы адресации используются в компьютерных сетях? Приведите примеры адресов каждого типа.
Наибольшее распространение получили три схемы адресации узлов (три типа адресов):
— локальные адреса;
— числовые составные адреса;
— символьные адреса или имена.
Для преобразования адресов из одного типа в другой используются специальные протоколы, которые называют протоколами разрешения адресов.
Для того, чтобы компьютеры могли идентифицировать друг друга в информационно-вычислительной сети, им присваиваются явные адреса. Основными типами адресов являются следующие:
- MAC-адрес(00-01-E3-С7-33-B2);
- IP-адрес(46.216.168.173);
- доменный адрес(gov, mil, edu, com, net);
- URL(https://astra.net.ru/master/index.html).
Маска подсети
Теперь, поняв, как выглядит IP-адрес, можно переходить к тому, из каких частей он состоит. Все сетевые интерфейсы в интернете объединены в локальные сети, которые, соединяясь между собой, образуют глобальную сеть. В связи с этим IP-адрес состоит из двух частей: адреса сети (который одинаков для компьютеров одной сети) и адреса самого компьютера в этой сети. Если смотреть на IP-адрес слева направо, то до какой-то цифры идет адрес сети, а потом идет адрес самого хоста. Причем граница перехода между адресом сети и адресом хоста — плавающая. Таким образом, одинаковые по виду IP-адреса могут оказаться адресами разных компьютеров в разных сетях.
Например, адрес 192.168.7.34 или 11000000.10101000.00000111.00100010 может означать два совершенно разных адреса. Первый это адрес сети 11000000.10101000.00000111 с адресом узла 00100010, а второй — сеть с адресом 11000000.10101000 и адресом хоста 00000111.00100010. Налицо необходимость каким-то образом определить, какие разряды используются для идентификации адреса сети, а какие — для определения адреса узла. В качестве решения данной проблемы была придумана маска подсети. Маска подсети — это не IP-адрес, а инструкция, которая говорит о том, как следует читать IP-адрес. Маска подсети представляет собой число, где слева направо идут единицы до какого-то разряда, а затем в остальных разрядах идут только нули. При наложении маски на IP-адрес граница перехода из единиц в нули и есть граница между адресом сети и адресом хоста.
IP-адрес = сетевой адрес + адрес хоста
В соответствии с различными начальными символами IP-адреса можно разделить на адреса A, B, C, D и E.
Адрес класса A: 0 (начало) + 7 бит (сетевой адрес) + 24 бита (адрес хоста) Адрес класса B: 10 (начало) + 14 бит (сетевой адрес) + 16 бит (адрес хоста) Адрес класса C: 110 (начало) + 21 бит (сетевой адрес) + 8 бит (адрес хоста) Класс D начинается в 1110 и используется для многоадресной рассылки Класс E начинается в 11110 для резервирования научных исследований
Есть несколько моментов, на которые следует обратить внимание при разделении области действия: Класс A от 1.0.0.0 до 126.255.255.255 Класс B с 128.0.0.0 до 191.255.255.255 Класс C с 192.0.0.0 по 223.255.255.255 где адресное пространство сегмента 127.x.x.x является зарезервированным адресом обратной связи
Класс D начинается в 1110 и используется для многоадресной рассылки Класс E начинается в 11110 для резервирования научных исследований
Адреса класса A имеют 24 адреса хоста, поэтому они используются в крупномасштабных средах. Адреса класса C имеют 8-битные адреса хостов и используются в небольших сетяхКласс B по центру
Среди адресов A, B и C есть некоторые IP-адреса (частные адреса), используемые для интрасетей (локальных сетей).
