Адрес сети ip: IP-адрес / wiki ТопЭксперт

Содержание

IP-адрес / wiki ТопЭксперт

IP-адрес от англ. Internet Protocol Address — сетевой адрес узла в компьютерной сети, построенной по протоколу IP.
Самая большая и известная сеть, использующая IP-адреса — Интернет.

Зачем нужен IP-адрес?

Почему не назвать компьютер или маршрутизатор или сервер Машей или Васей? Ответ очень прост: машины общаются между собой двоичным кодом, поэтому IP-адреса имеют числовой формат.
Для запоминания нам — людям — удобнее буквенные имена, такие как www.klondike-studio.ru.
Для автоматического определения соответствия между IP-адресами и буквенными именами (и наоборот) используется специальный протокол DNS.

IP-адрес присваивается каждому устройству, входящему в компьютерную сеть, будь то компьютер, принтер, маршрутизатор, IP-телефон или сервер для хостинга. В пределах одной сети IP-адрес должен быть уникальным — внутри сети не может существовать двух устройств с одинаковым IP-адресом.

В глобальной сети Интернет тоже нет двух одинаковых IP-адресов.

До недавнего времени использовался исключительно протокол IP версии 4 (IPv4). Данный протокол имеет 32-битные адреса. Это позволяет объединить в сеть не более 2

32=4294967296 устройств, а на самом деле меньше, потому что многие IP-адреса предназначены для служебных целей.
IP-адреса версии 4 обычно записываются в виде четырех десятичных чисел, разделенных точкой, по 8 байт каждое, например 192.168.0.3

Начиная с 2011 года получил распространение протокол IP версии 6 (IPv6), имеющий длину адреса 128 бит. Это позволяет объединить в сеть в 2⁹⁶ раза больше устройств, чем для IPv4, и достаточно для объединения в одну сеть с уникальными адресами всех существующих в мире устройств.
IP-адреса версии 6 обычно записываются в виде 8 шестнадцатиричных чисел по два байта каждое, разделенных двоеточием, например 2001:0db8:11a3:09d7:1f34:8a2e: IPv6, содержащие в середине много нулей, сокращают вот таким образом: 2001:0db8:0000:0000:0000:0000:

На данный момент используются оба протокола. т. к. существует достаточно большое количество устройств не поддерживающих Ipv6.

Как устроен IP-адрес:

Каждый IP-адрес содержит номер сети и номер узла.
Номер сети содержится в старших байтах, номер узла — в младших байтах. Сколько именно байт содержится в номере сети, и сколько — в номере узла, определяется отдельным параметром — маской подсети или длиной префикса. Этот параметр задается (вручную или автоматически) при настройке устройства перед подключением в сеть. Для компьютера под управлением операционной системы Linux это делается вот так:

ifconfig eth0 inet 192.168.124.1 netmask 255.255.255.0
ifconfig eth0 inet6 2001:0db8:11a3:09d7:1f34:8a2e:07a0:765d prefixlen 48

В первом примере маска подсети 255.255.255.0 имеет единицы в 24 старших разрядах, и показывает, что 24 старших бита IP-адреса представляют собой номер сети, а остальные 8 бит — номер узла.

Во втором примере длина префикса 48 означает, что 48 старших бит адреса IPv6 представляют собой номер сети, а остальные 80 — номер узла.

IP адрес — сетевой адрес устройства

IP адрес — это сетевой адрес устройства, уникальный в рамках одной локальной сети. В отличие от постоянного аппаратного MAC адреса, один сетевой интерфейс может иметь несколько IP адресов.

С точки зрения модели сетевого взаимодействия OSI, IP адреса используются для адресации устройств на сетевом уровне.

Перед отправкой пакета, сетевые устройства анализируют IP адрес. Сначала выясняется, к какой сети принадлежит получатель и где эта сеть находится, после чего пакет отправляется в соответствующую сеть.
Устройства в сети-получателе выделяют из IP адреса адрес устройства-получателя и переправляют ему пакет.

Математически, IP адрес — это 32 разрядное целое число, записанное в бинарном формате.

Числа в двоичной системе счисления очень длинные и трудно воспринимаются визуально. Поэтому было принято решение разделять каждый адрес на 4 части по 8 бит (это 1 байт или октет), конвертировать каждый байт в десятичное число и записывать, разделяя числа точкой — в точечной нотации.

IP адрес 227.82.177.157
Номер бита	0-8	9-16	17-24	25-32
В двоичном виде	11100011	01010010	10110001	10011101
В десятичном виде	227	82	177	157

Структура IP адреса

Первая часть — идентификатор сети
Вторая часть — идентификатор хоста, т.е. идентификатор сетевого устройства

Чтобы определить, какую часть адреса использовать для идентификации сети, а какую часть рассматривать как адрес устройства, придуманы специальные числа — «маски». Каждый IP сопровождает определённая маска, помогающая трактовать его правильно.

Маска сети — это 32 разрядное целое число, записывается так же в точечной нотации, как и IP адрес. Чтобы понять, как работают маски, надо смотреть на их представление в двоичной системе счисления.

Число, играющее роль маски, должно обязательно начинаться с непрерывной последовательности единиц — сколько единиц, столько битов из IP адреса необходимо использовать как идентификатор сети. Остальные биты используются для нумерации устройств в данной сети.

Вы видите, что маска содержит 24 единицы, это значит, что первые 24 бита IP адреса представляют собой адрес сети, а оставшиеся 8 разрядов могут быть использованы для назначения номеров для сетевых устройств в рамках данной сети.

Чтобы не записывать два числа сразу (IP и маску), используется краткая слеш-нотация. Просто допишите в конец IP адреса через слеш количество единиц в маске, например, в этом случае 192. 168.0.5/24 .

В данном примере диапазон возможных значений от 192.168.0.0 до 192.168.0.255 (всего 256). Но для реального назначения адресов сетевым интерфейсам администратор может использовать только 254 штуки. Начиная с 192.168.0.1 до 192.168.0.254, так как номер 192.168.0.0 — это адрес сети, а 192.168.0.255 — адресует сразу все компьютеры в этой сети и позволяет рассылать широковещательные сообщения.

Классы сетей по диапазонам адресов

Для классификации сетей были использованы диапазоны адресов. Принадлежность к классу вычисляется по специальному маркеру — последовательности битов в начале адреса.

Всего 5 классов, первые 3 — A, B и C, составляют Сеть, как знаем её мы с вами. Последние 2 класса — D и E, имеют специфическое назначение.

Для каждого класса определена стандартная маска с таким расчётом, чтобы разделение на сетевую и хостовую часть происходило по границе одного октета — 8, 16 или 24 бита.

Класс	Начальные биты	Диапазон адресов	Маска	Маска в слеш нотации	Кол-во сетей	Кол-во хостов
A	0	1. 0.0.0 — 126.255.255.255	255.0.0.0	/8	126	16 277 214
B	10	128.0.0.0 — 191.255.255.255	255.255.0.0	/16	16 384	65 534
C	110	192.0.0.0 — 223.255.255.255	255.255.255.0	/24	2 097 152	254
D	1110	224.0.0.0 — 239.255.255.255	—	—	—	—
E	1111	240.0.0.0 — 255.255.255.255	—	—	—	—

Внимательные читатели, возможно, заметили, что в таблице выше в диапазон адресов класса А не вошли адреса, начинающиеся с 127. Весь диапазон 127.0.0.0 — 127.255.255.255 используется для передачи пакетов компьютером самому себе, без отправки их в сеть.

Рассмотрим ещё один пример.

Разделение сетей на подсети

Идентификатор подсети
Идентификатор хоста

Чем больше бит мы выделяем для идентификации подсети, тем больше можно создать подсетей и тем меньше хостов можно добавить в подсеть, и наоборот.

Чтобы разделять сети на подсети, нужно использовать маски с делением на сетевую и хостовую часть не по границе октетов.

Маска для деления сети класса A, B или C на подсети всегда должна содержать больше единиц, чем стандартная для этого класса маска.

Проанализируем данное изображение.

Стандартная маска делит адрес на идентификатор сети (24 бита) и идентификатор хоста (8 бит). Используемая в данном случае маска подсети (255.255.255.240) в свою очередь делит хостовую часть на идентификатор подсети (4 бита) и идентификатор хоста (тоже 4 бита), позволяя создать 16 подсетей по 14 хостов в каждой (значения 0 и 255 не используются).

Таким образом, оставляем в адресе все биты замаскированные маской подсети, а оставшиеся биты заменяем нулями.

Устройство с IP 192.168.0.25 и маской 255.255.255.240 .

Адреса устройств в этой подсети могут находится в диапазоне 192. 168.0.17 — 192.168.0.30, потому что 192.168.0.16 — это адрес всей подсети, а 192.168.0.31 — это широковещательный адрес в пределах подсети.

Создание подсетей облегчает настройку и администрирование сети, позволяет логически формировать сеть, например, руководствуясь структурой организации.

Также, в отличие от единственного MAC адреса, у сетевого интерфейса может быть несколько IP адресов. Это позволяет одному устройству принадлежать сразу к нескольким подсетям.

Самый простой пример — когда компьютер руководителя принадлежит к локальным сетям нескольких не связанных между собой отделов предприятия.

Сетевой адрес и адрес хоста

IP-адрес

IP-адрес — это уникальный идентификатор интерфейса в IP-сети. IP-адреса аналогичны почтовым адресам. Чтобы отправлять и получать посылки через почтовую систему, каждому дому нужен уникальный почтовый адрес. Точно так же, чтобы отправлять и получать IP-пакеты в IP-сети, каждому интерфейсу нужен уникальный IP-адрес.

Формат IP-адреса

IP-адрес состоит из 32 бит. Эти биты разделены на четыре равные части. Разделы разделены точками и написаны последовательно.

Формат IP-адреса

При измерении 8 бит равны одному байту или октету. Таким образом, мы также можем сказать, что IP-адрес состоит из четырех байтов или октетов, разделенных точками.

Для записи IP-адреса используются две популярные записи: двоичная и десятичная.

В двоичной записи все четыре октета записываются в двоичном формате. Например, ниже перечислены несколько IP-адресов в двоичном формате.

00001010.00001010.00001010.00001010

10101100.10101000.00000001.00000001

11000000.10101000.00000001.00000001

В десятичном представлении все четыре октета записываются в десятичном формате. В каждом разделе используется десятичное эквивалентное значение октета. Например, IP-адреса из приведенного выше примера перечислены ниже в десятичном формате.

10.10.10.10

172.168.1.1

192.168.1.1

В реальной жизни вам редко нужно записывать IP-адрес в двоичном формате. Но если вы готовитесь к какому-либо экзамену Cisco, я настоятельно рекомендую вам изучить двоичный формат наряду с десятичным форматом. Почти все экзамены Cisco включают вопросы об IP-адресах. Изучение как двоичной, так и десятичной системы счисления поможет вам более эффективно решать вопросы, связанные с IP-адресацией.

Этот учебник является первой частью статьи «Разделение IP-подсетей в компьютерной сети, пошаговое объяснение с примерами ». Другие части этой статьи следуют.

Объяснение основных подсетей в компьютерных сетях

Это руководство является второй частью статьи. Это объясняет, что такое подсети и почему это необходимо в компьютерной сети, а также преимущества подсетей.

Учебное пособие по созданию подсетей — объяснение создания подсетей с примерами

Этот туториал является третьей частью статьи. В нем подробно объясняются концепции и термины подсетей, такие как идентификатор сети, идентификатор широковещательной рассылки, общее количество хостов, действительные хосты, степень двойки, размер блока и CIDR.

Советы по созданию подсетей Простое создание подсетей

Это руководство является четвертой частью статьи. В нем объясняется, как решить или ответить на любой вопрос, связанный с подсетями, менее чем за минуту, с более чем 50 примерами подсетей.

Подсети VLSM с примерами

Этот туториал является пятой частью статьи. В нем объясняется, что такое подсети VLSM и как это делается, шаг за шагом, включая различия между подсетями FLSM и VLSM.

Примеры и расчеты подсети VLSM. Объяснение

IP -калькулятор

Пример IP -адрес 192.168,86,42 и маски подсети 255.255.255.0 ( /24 подсечка. рассчитать сетевые и IP-свойства для этого IP-адреса.

Тип IP

Проверить, находится ли IP-адрес в любом из диапазонов частных IP-адресов . Если это так, то это частный адрес. В противном случае это публичный адрес. Глядя на диапазоны, мы видим, что 192.168.86.42 находится в диапазоне 192.168.0.0 — 192.168.255.255 — частный адрес.

Класс IP

Просматривая диапазоны каждого класса в предыдущем разделе, мы видим, что IP-адрес 192.168.86.42 находится в диапазоне 192.0.0.0 - 223.255.255.255 , так что это IP-адрес класса C.

Сетевой адрес

Давайте рассмотрим вычисление сетевого адреса шаг за шагом.

Преобразуйте IP-адрес и маску подсети в двоичный код и запишите их один над другим.
11000000101010000101011000101010
11111111111111111111111100000000
Выполнить побитовую логическую операцию И , считывая столбец за раз. Если есть два , в результате напишите один . В противном случае напишите ноль .
11000000101010000101011000000000
Разделите двоичное число на 8-битные блоки и преобразуйте его обратно в десятичное число .
11000000.10101000.01010110.00000000
192.168.86.0

Итак, 192.168.86.0 — это сетевой адрес .

Общее количество адресов 9828

256256256

Итак, общее количество адресов 256 .

Широковещательный адрес

Теперь мы можем вычислить широковещательный адрес. Преобразуйте сетевой адрес из двоичного в десятичный, что даст 3 232 257 536 . Добавьте 256 - 1 , чтобы получить 3 232 257 791 . Затем преобразуйте это обратно в двоичный файл, разделите его на 8-битные блоки и преобразуйте в десятичное .

3 232 257 791
1100000000101010000101011011111111111111122 11000000.10101000.01010110.1111111111111192 192.168.86.255

.

`Первый и последний адреса хоста`

Для первого используемого адреса хоста мы добавляем единицу к сетевому адресу . Хотя вы можете выполнить все преобразования в десятичное число, добавить единицу и переключиться обратно на четырехточечный десятичный формат, обычно легко работать непосредственно с четырехточечным десятичным числом. Добавление единицы к сетевому адресу 192.168.86.0 — это просто вопрос добавления единицы к последнему октету. Следовательно, это 192.168.86.1 для первого используемого адреса хоста.

То же самое можно сказать и о вычислении последнего используемого адреса хоста, который представляет собой широковещательный адрес минус один . Это дает результат 192.168.86.254 .

`Подстановочная маска`

Чтобы вычислить подстановочную маску, преобразуйте маску подсети в двоичную форму и переверните все биты . Затем вернитесь к четырехточечному десятичному формату.

11111111111111111111111100000000 – двоичная маска подсети
00000000000000000000000011111111 — биты перевернуты
0.0.0.255 — преобразовать обратно в четырехточечный десятичный формат

Подстановочная маска для нашего примера: 0.0.0.255 .

`IP-адрес в целочисленном и шестнадцатеричном формате`

Используя двоичную форму IP-адреса, мы можем преобразовать двоичное число в целое число (основание 10) и шестнадцатеричный (основание 16) .

11000000101010000101011000101010 – пример IP-адреса в виде двоичного числа
3232257578 – целое число
0xc0a8562a — шестнадцатеричное число