Адресация в ip сетях – Адресация в IP – сетях. Назначение, типы адресов, примеры — Мегаобучалка

Posted on by alexxlab

НОУ ИНТУИТ | Лекция | Адресация в IP-сетях

Аннотация: Рассмотрены логические адреса IPv4 на основе классов и бесклассовая адресация с масками переменной длины, а также принципы суммирования адресов. Приведены параметры адресации IPv6.

7.1. Логические адреса версии IPv4

Узлы IP-сети имеют уникальные физические и логические адреса. Физический устанавливается изготовителем аппаратных средств, например МАС-адрес сетевой карты NIC, который «прошивается» в ПЗУ. Логический адрес устанавливается пользователем (администратором) или назначается динамически протоколом DHCP из диапазона выделенных адресов. Логические адреса узлов в IP-сетях версии IPv4, используемой в настоящее время, содержат 32 двоичных разряда, т. е. 4 байта. Каждый из 4 байт адреса в технической документации отображается десятичным числом, а байты разделяются точкой, например, 172.100.220.14. Часть этого адреса (старшие разряды) является номером сети, а другая часть (младшие разряды) – номером узла в сети. Таким образом, IP-адреса являются иерархическими, в отличие от плоских МАС-адресов. В соответствии с тем, какая часть адреса относится к номеру сети, а какая – к номеру узла, адреса делятся на классы. Для уникальной адресации узлов используются три класса адресов.

В адресе класса А старший байт задает адрес сети, а три младших байта – адрес узла (host).

0xxxxxxx2-й байт3-й байт4-й байт
№ сети – 1 байт № узла – 3 байта

В адресе класса В два старших байта задают адрес сети, а два младших байта – адрес узла (host).

10xxxxxx2-й байт3-й байт4-й байт
№ сети – 2 байта№ узла – 2 байта

В адресе класса С три старших байта задают адрес сети, а младший байт – адрес узла.

110xxxxx2-й байт3-й байт4-й байт
№ сети – 3 байта№ узла – 1 байт

Существует также многоадресный (multicast) класс D и резервный класс E. Дополнительная информация по классам и адресам приведена в таблице 7.1.

Таблица 7.1. Классы IP-адресов
КлассПервый байт адресаНаименьший адрес сетиНаибольший адрес сетиМаксимальное число узлов
A0xxxxxxx1.0.0.0126.0.0.0224-2
B10xxxxxx128.0.0.0191.255.0.0216-2
C110xxxxx
192.0.0.0		223.255.255.028-2
D1110xxxx224.0.0.0239.255.255.255 multicast
E11110xxx240.0.0.0247.255.255.255Резерв

Номер узла (адрес host) не может состоять только из одних единиц или нулей. Если в поле адреса узла все нули, это значит, что задается номер (адрес) сети или подсети. Если же в этом поле все двоичные разряды равны единице, то это означает широковещательный (broadcast) адрес, предназначенный всем узлам сети, в которой находится узел, сформировавший данный пакет, т.е. источник передаваемой информации. Этим объясняется уменьшение максимального числа узлов в сети на 2 (см. таблицу 7.1). Таким образом, максимальное число узлов в сети класса С будет равно 2

8 — 2 = 254.

Старший разряд адреса класса А всегда равен 0, поэтому адреса сетей могут находиться в диапазоне от 1 до 127. Однако адрес 127.0.0.1 предназначен для самотестирования, по этому адресу узел обращается к самому себе, проверяя, установлен ли протокол TCP/IP на этом хосте. Поэтому адрес сети 127.0.0.0 не входит в состав адресов таблицы 7.1.

С целью сокращения количества адресов, которыми оперирует маршрутизатор, в его таблице маршрутизации задаются адреса сетей, а не узлов. В то же время в адресной части пакета задаются адреса узлов (см. рис. 6.7). Поэтому маршрутизатор, получив пакет, должен из адреса назначения получить адрес сети. Эту операцию маршрутизатор реализует путем

логического умножения сетевого адреса узла на маску. Число разрядов маски равно числу разрядов IP-адреса. Непрерывная последовательность единиц в старших разрядах маски задает число разрядов адреса, относящихся к номеру сети. Младшие разряды маски, равные нулю, соответствуют разрядам адреса узла в сети. При логическом умножении адреса узла на маску получается адрес сети. Например, при умножении IP-адреса 192.100.12.67 на стандартную маску класса С, равную 255.255.255.0, получается следующий результат:


т. е. получен номер сети 192.100.12.0.

Аналогичная запись предыдущего адреса с соответствующей маской класса С может также иметь следующий вид: 192.100.12.67/24, означающий, что маска содержит единицы в 24 старших разрядах. При этом 24 старших разряда будут одинаковы для всех узлов сети, т.е. образуют общую часть адреса, называемую

префиксом. Именно префикс имеет обозначение /24.

Стандартная маска адреса класса В имеет 16 единиц в старших разрядах и 16 нулей в младших. Поэтому если адрес узла будет равен 172.16.37.103/16, адрес сети будет равен 172.16.0.0. Маска адреса класса А имеет 8 единиц в старших разрядах и 24 нуля в младших. Поэтому, например, адресу узла 10.116.37.103/8 соответствует адрес сети 10.0.0.0.

Разбиение адресов на классы жестко задает максимальное количество узлов в сети. Этому соответствуют протоколы маршрутизации типа Classful, которые требуют, чтобы использовалась единая (стандартная) маска сети. Например, в сети с адресом 192.168.187.0 может использоваться стандартная маска 255.255.255.0, а в сети 172.16.0.0 используется стандартная маска 255.255.0.0.

7.2. Формирование подсетей

В ряде случаев для удобства управления администратор может самостоятельно формировать подсети внутри выделенного ему адресного пространства. Например, администратору выделен адрес сети 198.11.163.0 класса С, и ему необходимо создать 10 компьютерных подсетей по 14 узлов. Для адресации 10 подсетей потребуется 4 разряда адреса. Таким образом, маска должна иметь единицы в 28 старших двоичных разрядах и 4 нуля в младших – 11111111.11111111.11111111.11110000, т. е. маска будет 255.255.255.240. В этом случае максимально может быть задано 16 подсетей по 14 узлов в каждой (таблица 7.2). Из 16 подсетей администратор использует 10, а оставшиеся 6 использоваться не будут.

Следовательно, если задан адрес 198.11.163.83 с маской 255.255.255.240, то после логического умножения адреса на маску будет получен адрес подсети:


т. е. подсеть 198.11.163.80 сети 198.11.163.0, а номер узла равен 3 (0011).

Таблица 7.2. Адреса узлов и подсетей
№ подсетиАдрес подсетиАдреса узлов
1198.11.163.0198.11.163.1- 198.11.163.14
2198.11.163.16198.11.163.17- 198.11.163.30
3198.11.163.32198.11.163.33- 198.11.163.46
………
10		198.11.163.144198.11.163.145- 198.11.163.158
………
16198.11.163.240198.11.163.241- 198.11.163.254

С помощью маски 255.255.255.224 в адресном пространстве 198.11.163.0/24 можно сформировать 8 подсетей по 30 узлов в каждой, а с помощью маски 255.255.255.248 можно задать 32 подсети по 6 узлов. Используя маски разной длины для создания подсетей, администратор может формировать подсети разного размера в пределах одной автономной системы. Таким образом, маски переменной длины (Variable-Length Subnet Mask – VLSM) позволяют создавать подсети разного размера, гибко задавая границы между полем адреса сети и полем адреса узла. VLSM дают возможность задействовать больше чем одну маску подсети в пределах выделенного адресного пространства сети.

Например, для формирования сетей по 30 узлов в каждой требуется 27 разрядов маски, содержащих единицы, а для создания сети, соединяющей пару маршрутизаторов («точка-точка»), требуется всего два адреса, т.е. маска должна иметь 30 единиц. Поэтому часть адресного пространства может быть использована для создания сетей по 30 узлов, а незанятые адреса – для формирования пары адресов для связей «точка-точка».

При использовании маски в 30 двоичных разрядов два младших разряда адреса позволяют сформировать 4 адреса, из которых первый нужен для адресации сети, второй и третий – для адресации узлов, а четвертый – в качестве широковещательного адреса.

В примере ( рис. 7.1, таблица 7.3), адресное пространство 192.168.100.0/27 использовано для создания 8 подсетей по 32 адреса в каждой, т. е. маска имеет единицы в 27 старших двоичных разрядах.


Рис. 7.1. Пример использования масок переменной длины
Таблица 7.3. Формирование подсетей и субподсетей
Номер подсетиАдрес подсетиЧисло разрядов маскиЧисло узлов подсети
Подсеть 0192.168.100.02730
Подсеть 1192.168.100.322730
Подсеть 2192.168.100.642730
Подсеть 3192.168.100.962730
Подсеть 4192.168.100.1282730
Подсеть 5192.168.100.1602730
Подсеть 6192.168.100.19227Используется для формирования субподсетей
Подсеть 7192.168.100.2242730
Субподсеть 0192.168.100.192302
Субподсеть 1192.168.100.196302
Субподсеть 2192.168.100.200302
Субподсеть 3192.168.100.204302
Субподсеть 4192.168.100.208302
Субподсеть 5192.168.100.212302
Субподсеть 6192.168.100.216302
Субподсеть 7192.168.100.220302

Одна из последних подсетей (подсеть 6) разделена на субподсети. При этом используется маска, содержащая не 27 единиц, а 30 единиц в старших разрядах. Таким образом, за счет применения VLSM может быть сформировано 7 подсетей с числом узлов до 30 и восемь субподсетей с числом узлов 2. Каждая из субподсетей имеет диапазон адресов, используемых для связей «точка-точка». В распределенной составной сети ( рис. 7.1) – четыре локальных сети (192.168.100.0/27, 192.168.100.32/27, 192.168.100.64/27, 192.168.100.96/27) и три сети «точка-точка».

Таким образом, маски переменной длины VLSM позволяют создавать подсети разного размера. Например, сеть 198.11.163.0/24 может быть разбита на десять подсетей: две подсети по 62 узла в каждой, две подсети по 30 узлов, 2 подсети по 14 узлов и 4 подсети по 6 узлов в каждой (таблица 7.4). Соответственно, маски будут иметь размер: 26 – для первых двух подсетей, 27 – для третьей и четвертой подсетей, 28 – для пятой и шестой, 29 – для четырех последних подсетей. Естественно, что могут быть реализованы и другие варианты деления сети на подсети и субподсети.

Таблица 7.4. Формирование подсетей с использованием масок переменной длины
№ подсетиМаскаАдрес подсетиЧисло узловАдреса узлов
1255.255.255.192198.11.163.062198.11.163.1- 198.11.163.62
2255.255.255.192198.11.163.6462198.11.163.65- 198.11.163.126
3255.255.255.224198.11.163.12830198.11.163.129- 198.11.163.158
4255.255.255.224198.11.163.16030198.11.163.161- 198.11.163.190
5255.255.255.240198.11.163.19214198.11.163.193- 198.11.163.206
6255.255.255.240198.11.163.20814198.11.163.209- 198.11.163.222
7255.255.255.248198.11.163.2246198.11.163.225- 198.11.163.230
8255.255.255.248198.11.163.2326198.11.163.233- 198.11.163.238
9255.255.255.248198.11.163.2406198.11.163.241- 198.11.163.246
10255.255.255.248198.11.163.2486198.11.163.249- 198.11.163.254

Важно помнить, что только неиспользованные подсети могут далее делиться на субподсети. Если какой-то адрес подсети уже задействован, то подсеть на субподсети далее делиться не может.

На рис. 7.2 представлен еще один пример формирования пяти подсетей с маской длиной 26 единиц из адреса 172.16.32.0/23:

  1. 172.16.32.0/26 – 10101100.00010000.00100000.00000000;
  2. 172.16.32.64/26 – 10101100.00010000.00100000.01000000;
  3. 172.16.32.128/26 – 10101100.00010000.00100000.10000000;
  4. 172.16.32.192/26 – 10101100.00010000.00100000.11000000;
  5. 172.16.33.0/26 – 10101100.00010000.00100001.00000000;

Рис. 7.2. Использование подсетей и субподсетей

Одну из подсетей, например 172.16.33.0/26, далее подразделили на субподсети с маской длиной 30 разрядов.

Не все протоколы маршрутизации поддерживают VLSM, например, первая версия протокола RIPv1 не поддерживает маскирование подсетей переменной длины. Маскирование переменной длины VLSM поддерживают протоколы Open Shortest Path First (OSPF), Integrated IS-IS, Enhanced Interior Gateway Routing Protocol (EIGRP), протокол второй версии RIP v2, а также статическая маршрутизация.

При проектировании сетей может быть поставлена и обратная задача, когда несколько отдельных адресов необходимо объединить в один общий ( агрегированный ) адрес. Выше было отмечено, что общую часть адреса, представленную старшими разрядами, называют префиксом. В ряде случаев это сокращает число записей в таблице маршрутизации. Например, сети

172.16.14.0 – 10101100.00010000.00001110.00000000 и
172.16.15.0 – 10101100.00010000.00001111.00000000

могут быть агрегированы (объединены) так, чтобы маршрутизаторы использовали только один маршрут для объединенной ( агрегированной ) сети 172.16.14.0/23, поскольку 23 разряда адреса обеих сетей одинаковы.

Тип маршрутизации, применяющий агрегированные адреса, получил название бесклассовой междоменной маршрутизации (Classless Interdomain Routing – CIDR) на основе префикса. Агрегирование маршрутов уменьшает нагрузку на маршрутизаторы.

Ниже рассмотрен следующий пример агрегирования адресов. Группа из четырех подсетей:

192.168.16.0/24 – 11000000.10101000.00010000.00000000
192.168.17.0/24 – 11000000.10101000.00010001.00000000
192.168.18.0/24 – 11000000.10101000.00010010.00000000
192.168.19.0/24 – 11000000.10101000.00010011.00000000

может быть представлена суммарным (агрегированным) адресом

192.168.16.0/22 – 11000000.10101000.00010000.00000000,

поскольку 22 разряда адреса у них одинаковы.

Аналогично группа из других четырех подсетей:

192.168.20.0/24 – 11000000.10101000.00010100.00000000
192.168.21.0/24 – 11000000.10101000.00010101.00000000
192.168.22.0/24 – 11000000.10101000.00010110.00000000
192.168.23.0/24 – 11000000.10101000.00010111.00000000

может быть представлена агрегированным адресом

192.168.20.0/22 – 11000000.10101000.00010100.00000000,

поскольку 22 разряда адреса у них также одинаковы.

Третья группа подсетей:

192.168.24.0/24 – 11000000.10101000.00011000.00000000
192.168.25.0/24 – 11000000.10101000.00011001.00000000
192.168.26.0/24 – 11000000.10101000.00011010.00000000
192.168.27.0/24 – 11000000.10101000.00011011.00000000

может быть представлена агрегированным адресом

192.168.24.0/22 – 11000000.10101000.00011000.00000000,

поскольку у них одинаковы 22 разряда адреса.

Агрегирование приведенных выше адресов иллюстрирует рис. 7.3. Вместо адресов четырех подсетей в таблице маршрутизации каждого из маршрутизаторов А, В, С используется адрес только одного (агрегированного) маршрута с префиксом в 22 двоичных разряда. Адреса четырех указанных подсетей имеют общую часть – префикс, который используется как единый совокупный адрес. В маршрутизаторе D можно сформировать агрегированный адрес всех трех групп подсетей. Он будет иметь адрес 192.168.16.0/20, т. е. маска (префикс) содержит 20 единиц в старших разрядах, поскольку все представленные на рис. 7.3 адреса имеют двадцать одинаковых старших двоичных разрядов адреса.


Рис. 7.3. Агрегирование адресов маршрутов

Таким образом, итоговый суммарный маршрут трех групп подсетей ( рис. 7.3) содержит префикс на 20 бит, общий для всех адресов в указанной сети – 192.168.16.0/20 – 11000000.10101000.00010000.00000000. Двадцать старших разрядов адреса (11000000.10101000.0001) используются как единый адрес организации, которая подключается к сети Интернет через маршрутизатор D.

Чтобы функционировала маршрутизация на основе префикса, адреса должны быть назначены иерархическим способом. Маршрутизатор должен знать номера всех присоединенных к нему подсетей и не должен сообщать другим маршрутизаторам о каждой подсети, если он может послать один совокупный маршрут (aggregate routes). Маршрутизатор, который задействует совокупные маршруты, реже обращается к таблице маршрутизации.

Маршрутизация на основе префикса и масок переменной длины возможна, если маршрутизаторы сети используют бесклассовый (classless) протокол маршрутизации, например OSPF или EIGRP. Бесклассовые протоколы маршрутизации передают в обновлениях маршрутизации (routing updates) 32-разрядные IP-адреса и соответствующие маски.

Адресация в IP-сетях. Маски и подсети

Адресация в IP-сетях

Коммуникационная система, которую вы создаете, должна обеспечивать универсальное средство взаимодействия. Т.е. осуществлять связь между любыми компьютерами, независимо от их аппаратной конфигурации и операционной системы. Чтобы сделать коммуникационную систему универсальной, нужно определить приемлемый для всех пользователей сети код идентификации компьютеров. Тех компьютеров, которые к ней присоеди­нены. Адресация в IP-сетях — это как раз об этом.

Традиционно идентификаторы в сети состоят из:

  • идентификатора хоста — имени, указывающего на конеч­ный объект;
  • идентификатора сети — адреса, идентифицирующего фи­зическое местоположение объекта;
  • маршрута, определяющего, как добраться до объекта.

Для чего нужны IP адреса?

В реальных сетях имена, адреса и маршруты определяются на разных уровнях представления ТСР/IP-идентификаторов, причем имена — на самом верхнем, а маршруты — на самом нижнем.

Пользователю удобнее применять для идентифика­ции произносимые имена, в то время как программное обес­печение лучше работает с более компактным числовым пред­ставлением идентификаторов. В ТСР/IP-технологиях было принято решение стандартизовать компактные двоичные ад­реса, которые делают такие вычисления, как выбор маршрута, 5олее эффективными.

Разработчики TCP/IP выбрали схему адресации, в которой каждому компьютеру в сети назначается адрес в виде четырех целых чисел, называемый межсетевым адресом, или IP-адресом.

При этом значения IP-адреса выбираются особым образом, чтобы сделать маршрутизацию эффективной. Иначе говоря, IP-адрес кодирует идентификацию сети, к которой присоединен компьютер, а также идентификацию самого компьютера в этой сети.

Поэтому каждому компьютеру в TCP/IP сети назначен уникальный 32-битовый межсетевой адрес, который используется при взаимодействии.

Структура IP адреса

Для удобства пользователей в технических документах или прикладных программах IP-адреса записываются как четыре десятичных числа (октета), разделенных десятичными точками, и каж­дое из этих чисел представляет значение группы из восьми символов двоичного IP-адреса. Поэтому 32-битовый IP-адрес

11000000       10101000       01101111       00000001

обычно записывается как

192.168.111.1

Очевидно, что такая запись гораздо удобнее для использо­вания, чем двоичная форма.

Структура 32-битного IP-адреса определяется сетевым протоколом IPv4. В настоящее время это один из самых распространенных в Интернет типов IP-адресов. По этой 32-битной схеме адресации можно создать около 4 миллиардов IP-адресов.

Получая IP-адрес, узел просматривает все 32 бита адреса по мере поступления на сетевую карту. В то же время, людям приходится преобразовывать эти 32 бита в их десятичные эквиваленты, то есть в четыре октета.

Каждый октет состоит из 8 бит, каждый бит имеет свое собственное значение. У четырех групп из 8 бит есть один и тот же набор значений. Значение крайнего правого бита в октете – 1, значения остальных бит, слева направо – 2, 4, 8, 16, 32, 64 и 128.

Чтобы определить значение октета, нужно сложить значения всех позиций, где присутствует двоичное число.

  • Нулевые позиции в сложении не участвуют.
  • Если все 8 бит имеют значение 0, 00000000, то значение октета равно 0.
  • Когда все 8 бит имеют значение 1, 11111111, то значение октета равно 255 (128+64+32+16+8+4+2+1).
  • Если значения среди 8 бит отличаются, например, 00100111, то значение октета равняется 39 (32+4+2+1).

Таким образом, значение каждого из четырех октетов находится в диапазоне от 0 до 255, и не может выходить за его пределы.

Классы IP адресов и маски подсети по умолчанию

Принципиально, каждый адрес является парой «идентифи­катор сети — идентификатор компьютера в этой сети». На практике каждый IP-адрес должен иметь одну из трех форм, или классов: А, В или С, которые можно различить по первым двум битам адреса.

Ниже приведены диапазоны номеров, соответствующие каждому классу сетей,

Диапазон номеров сетей разного класса

Адреса класса А используются для сетей, Имеющих в сво­ем составе не более чем 16 777 214 компьютеров, однако та­ких сетей может быть не более 126. В этих адресах выделяется под идентификатор сети 8 бит, а под идентификатор компью­тера — 24 бита.

Адреса класса В используются для сетей меньшего размера, включающих до 65 534 компьютеров. В этих адресах выделяется 16 бит под идентификатор сети и 16 бит — под идентификатор компьютера.

Сети класса С должны состоять менее чем из 254 компью­теров, причем в адресе выделяется 24 бит под идентификатор сети и 8 бит — под идентификатор компьютера. Номер сети (т.е. номер сети внутри ЛВС, иначе говоря — номер подсети) в протоколе IP назначается независимо от локального адреса узла.

Деление IP-адреса на поле номера сети номера узла гибкое, и граница между этими полями может устанавливаться достаточно произвольно. При помощи маски подсети. Идентификаторы сетей и идентификаторы узлов в IP адресе различаются с помощью маски подсети.

Каждая маска подсети представляет собой 32-битное число. Которое состоит из последовательной группы единичных битов для выделения из л3-адреса идентификатора сети. И последовательной группы нулевых битов для выделения идентификатора узла.

Адресация в IP-сетях — маски подсети

Ниже приведена маска подсети, которая обычно использу­ется с IP-адресом 192.168.1.1:

11111111 11111111 11111111 00000000

Данная маска подсети состоит из 24 единичных бит, за ко­торыми следуют 8 нулевых бит. Это означает, что часть IP-адреса, соответствующая идентификатору сети, состоит из трех октетов, а часть, соответствующая идентификатору узла, имеет длину 8 бит. В точечно-десятичной нотации эта маска будет иметь следующий вид: 255,255,255.0.

Узел может входить в несколько IР-сетей. В этом случае узел должен иметь несколько IP-адресов, по числу сетевых связей. Таким образом, IP-адрес характеризует не отдельный компьютер или маршрутизатор, а одно сетевое соединение.

Адресация в IP-сетях — типы адресов

Следует иметь в виду, что адресация в IP-сетях основана на следующих типах адресов: сетевом (IP-адрес, рассмотрен вы­ше), физическом (MAC-адрес) и символьном (DNS-имя).

Физический адрес узла сети определяется технологией, с помощью которой построена эта сеть. Для узлов, входящих в ЛВС, это МАС-адрес сетевого адаптера или порта маршрути­затора (MAC — MediaAccessControl, контроль доступа к среде передачи данных). Данные адреса назначаются производителями оборудования. И являются уникальными адресами, так как управляются централизованно.

Для всех существующих технологий локальных сетей МАС-адрес имеет 6 байт. Из ко­торых: старшие 3 байта — идентификатор фирмы производи­теля. А младшие 3 байта назначаются уникальным образом самим производителем.

Символьный идентификатор — имя, например www.doctorrouter.ru, которое назначается администратором и со­стоит из нескольких частей. Например имени машины, имени организации, имени домена. Такой адрес, называемый также DNS-именем, используется на прикладном уровне. Например в протоколах FTP или Telnet. Отображением символьных адре­сов и уметом соответствия IP-адреса его DNS-имени занима­ется служба DNS. (Domain Name System).

Для операционных систем Windows компания Microsoft разработала собственную систему имен. Которая называется Windows Internet Naming System (WINS). В небольшой сети развернуть службу DNS достаточно тяжело. Поскольку для нее необходимо выделить отдельный компьютер. Или, по крайней мере, компьютер, который будет выполнять еще ряд задач, но будет работать круглосуточно. Именно об использо­вании и настройке WINS мы расскажем ниже.

Выбор IР-адресов

Для локальных сетей, которые не имеют выхода в сеть Internet или использовали для этого шлюз. Вы должны исполь­зовать один из диапазонов IP-адресов. Из тех, которые зарезервированы организацией IANA (Internet Assigned Num­bers Authority). И не используются в Internet.

Внутренние IP-адреса

Идентификатор сетиМаска подсетиДиапазон IP—адресов
10.0.0.0255.0.0.010.0.0.1-10.255.255.254
172.16.0.0255.240.0.0172.16.0.1-172.31.255.254
192.168.0.0255.255.255.0192.168.0.1 -192.168.255,254

Возможная конфигурация сети — Адресация в IP-сетях

В такой конфигурации каждый компьютер получает IP-адрес из диапазона С. И маску подсети 255.255.255.0. А это зна­чит, что максимальное число компьютеров в данной сети не мо­жет превышать 254.

Кроме этого, использование IP-адресов из таблицы внутренних адресов по­зволит избежать конфликтов. Особенно если вы подключите такую сеть к Internet. Поскольку указанные в таблице адреса не маршру­тизируются. Т.е. не передаются провайдером Internet из вашей сети в Internet.

Facebook

Twitter

Вконтакте

Одноклассники

Pinterest

Просмотров сегодня: 409

Таблица и правила IP адресации в сетях

Адресация в IP

IP-адрес любого узла сети записан 32-разрядным двоичным числом, в отличии от физических (МАС) адресов, которые зависят от конкретной сетевой технологии. Определения IP-адреса узла его физическому адресу внутри сети определяется с помощью широковещательных запросов ARP-протокола. IP-адрес имеет четыре числа в диапазоне 0-255, представлены в (двоичной, восьмеричной, десятичной или шестнадцатеричной) системе счисления и разделены точками.

Адреса основан на двух частях, префикс (n) — сетевая часть, которая общая для всех узлов данной сети, и хост-части (h) — уникальная для каждого узла. Соотношение размеров частей адреса зависит от принятого метода адресации, которых уже сменилось 3 раза.

Сначала (1980 г) было разделение на основе класса и разрешалось три фиксированных размера префикса — 1,2 или 3 байта. Они описывали класс сети. В таблице 1 наведена структура адресов пяти классов сетей. Класс D создан для группового вещания, тут хост-часть адреса отсутствует, а n…n являет идентификатор группы. Класс Е описан как резерв для будущих применений.

Класс сети1 байт2 байт3 байт4 байтЧисло сетейЧисло узлов в сети
A0nnnnnnnhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhh126~ 16 млн.
B10nnnnnnnnnnnnnnhhhhhhhhhhhhhhhh~ 16 тыс.~ 65 тыс.
C110nnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnhhhhhhhh~ 2 млн.254
D1110nnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnn~ 256 млн.Не ограничено
E11110nnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnn~ 128 млн.Резерв

В 1985 году было введено деление на подсети, относительно разных размеров. Адрес подсети (s) реализует несколько старших бит, которые отводятся при стандартной классовом делении под хост-часть адреса. К примеру: структура адреса класса С имеет вид: 110nnnnn.nnnnnnnn.nnnnnnnn.sssshhhh — подсеть с 4-битной хост-частью адреса, которая может мметь 14 узлов. Подсети могут делиться на еще более меньшие подсети. Деление на подсети не допускает пересечение границы адресов класса. К примеру адрес — 110nnnnn.nnnnnnnn.nnnnnnss.sshhhhhh не является возможным, так как по первым битам он принадлежит к классу С (а для класса В такая длина префикса допустимая).

Такие результаты были не годными, и в 1993 году был принят внеклассовый принцип к определению длины префикса. После длина префикса разная, что разрешало гибко распределять адресное пространство. Комбинации из всех единиц или нулей в префикса и/или хост-части зарезервированы под широковещательные сообщения и служебных целей:

  • Нулевой адрес не используется
  • Нулевая хост-часть адреса в старых протоколах обмена RIP (маршрутная информация) означает, что передается адрес подсети.
  • Нулевой префикс определяет принадлежность получателя к сети отправителя
  • Единицы во всех битах адреса определяет широковещательность рассылки пакета всем узлам сети отправителя
  • Единицы во всех битах хост-части (префикс при этом не единичный и ненулевой) означают широковещательность рассылки пакета всем узлам сети, заданной префиксом.
  • Адреса 127.х.х.х зарезервированы для отладочных задач. Пакет, отправленный протоколом верхнего уровня по любому из таких адресов (обычно это 127.0.0.1) по сети не передается, а сразу поступает на вверх по протокольному стеку этого же узла (loopback).

При записи адреса можно применять форму, где последний элемент указывает длину префикса в битах. К примеру, адрес сети стандартного класса С может иметь десятичный вид — 199.123.456.0/24, а адрес 199.123.456.0/28 определяет уже подсеть с числом хостов 14.

Три варианта адресации различаются в подаче информации, которая нужна маршрутизатору. При классовой организации, кроме адреса больше ничего не нужно, поскольку положения префикса фиксировано. Протокол RIP сетевой маршрут узнавал по нулевой хост-части, где хоть один единичный бит определял маршрут узла. При определении подсети нужна дополнительная информация о длине префикса. При переходе на подсети было принято, что адресация внешних сетей реализована по классовому признаку, а локальные маршрутизаторы которые работают с подсетями, получают значение масок при ручной настройке. Появилась новый тип — подсетевой маршрут. Новые протоколы обмена маршрутным данными распознавала префиксы разного размера.

На сегодня форма префикса задается в виде маски подсети. Маска являет собою 32-битное число, которое записано по правилам IP-адреса, где старшие биты соответствовали префиксу и имели единичное значение. Маски могут иметь значение из неограниченного списка (таблица 2). Перед ненулевым байтом маски значения могут быть только 255, после байта — только нули. Создание маски наведено в таблице 3. Количество разрешимых адресов хостов в сети определяется по формуле — N = 2(32 — P) — 2, где Р — длина префикса. Префиксы длиной 31 или 32 бит невозможны для реализации, префикса длиной 30 бит может адресовать только два узла (пример протокол РРР). Адресом сети можно считать адрес любого ее узла с обнуленными битами хост-части.

В десятичном виде диапазон адресов и маски сети классов:

  • Класс А: 1.0.0.0 — 126.0.0.0, маска 255.0.0.0
  • Класс В: 128.0.0.0 — 191.255.0.0, маска 255.255.0.0
  • Класс С: 192.0.0.0 — 223.255.255.0, маска 255.255.255.0
  • Класс D: 224.0.0.0 — 239.255.255.255, маска 255.255.255.255
  • Класс Е: 240.0.0.0 — 247.255.255.255, маска 255.255.255.255

Таблица 2 — Длина префикса, значение маски и количество узлов подсети

ДлинаМаскаЧисло узлов
32255.255.255.255—
31255.255.255.254—
30255.255.255.2522
29255.255.255.2486
28255.255.255.24014
27255.255.255.22430
26255.255.255.19862
25255.255.255.128126
24255.255.255.0254
23255.255.254.0510
22255.255.252.01022
21255.255.248.02046
20255.255.240.04094
19255.255.224.08190
18255.255.192.016382
17255.255.128.032766
16255.255.0.065534
15255.254.0.0131070
14255.252.0.0262142
13255.248.0.0524286
12255.240.0.01048574
11255.224.0.02097150
10255.198.0.04М-2
9255.128.0.08М-2
8255.0.0.016М-2
7254.0.0.032М-2
6252.0.0.064М-2
5248.0.0.0128М-2
4240.0.0.0256М-2
3224.0.0.0512М-2
2198.0.0.01024М-2
1128.0.0.02048М-2
00.0.0.04096М-2

Таблица 2 — Возможные значения элементов масок

ДвоичноеДесятичное
11111111255
11111110254
11111100252
11111000248
11110000240
11100000224
11000000192
10000000128
000000000

Деление на сети имеет административный характер — адреса сетей которые входят в глобальную сеть Интернет, распределяются централизованно организацией Internet NIC. Деление сетей на подсети возможно лично владельцем сайта или произвольно. При реализации масок техническая граница между сетями и подсетями почти стирается. Для частных сетей которые не связанны маршрутизаторами с глобальной сетью, имеются специальные адреса сетей:

  • Класс А: 10.0.0.0 — 1 сеть
  • Класс В: 172.16.0.0 — 172.31.0.0 — 16 сетей
  • Класс С: 192.168.0.0 — 192.168.255.0 — 256 сетей

На рис.1 наведен пример разбивки сети 192.168.0.0 класса С на четыре подсети. Сеть1(S1) — 126 узлов (маска 255.255.255.128), Сеть2(S2) — 62 узла (маска 255.255.255.192), Сеть3 и Сеть4 (S3, S4) — по 30 узлов (255.255.255.224). Наглядно видно пространство адресов и видно ошибки несогласованности адреса и размера подсети.

Рисунок — 1 Примеры распределения адресов IP-сети: а, б — правильно, в — неправильно

IP-адреса и маски создаются узлами при их настройке автоматически с реализацией DHCP/BootP или вручную. Ручное определение требует внимание, так как некорректное назначение масок и адресов приводит к невозможности связи по IP, однако если учитывать надежность и безопасность то это более правильнее.

DHCP — протокол который реализует автоматическое динамическое назначение IP-адресов и масок подсетей для узлов-клиентов DHCP-сервера. По окончанию работы узла его адрес возвращается в пул и может быть назначен для другого узла.

BootP — протокол который выполняет аналогичные задачи, но использует статическое распределение ресурсов. При соединении узле посылает широковещательный запрос, на который BootP сервер ответит пакетом с IP-адресом и масок а также адресами шлюзов и серверов службы имен. Понятно, что при отключении узла его IP не может быть использован другими узлами.

17. Адресация. Типы адресов в tcp/ip. Адресация в ip-сетях

L i n u x P a r k

Типы адресов: физический (mac-адрес), сетевой (ip-адрес) и символьный (dns-имя)

Каждый компьютер в сети TCP/IP имеет адреса трех уровней:

  • Локальный адрес узла, определяемый технологией, с помощью которой построена отдельная сеть, в которую входит данный узел. Для узлов, входящих в локальные сети — это МАС-адрес сетевого адаптера или порта маршрутизатора, например, 11-А0-17-3D-BC-01. Эти адреса назначаются производителями оборудования и являются уникальными адресами, так как управляются централизовано. Для всех существующих технологий локальных сетей МАС-адрес имеет формат 6 байтов: старшие 3 байта — идентификатор фирмы производителя, а младшие 3 байта назначаются уникальным образом самим производителем. Для узлов, входящих в глобальные сети, такие как Х.25 или frame relay, локальный адрес назначается администратором глобальной сети.

  • IP-адрес, состоящий из 4 байт, например, 109.26.17.100. Этот адрес используется на сетевом уровне. Он назначается администратором во время конфигурирования компьютеров и маршрутизаторов. IP-адрес состоит из двух частей: номера сети и номера узла. Номер сети может быть выбран администратором произвольно, либо назначен по рекомендации специального подразделения Internet (Network Information Center, NIC), если сеть должна работать как составная часть Internet. Обычно провайдеры услуг Internet получают диапазоны адресов у подразделений NIC, а затем распределяют их между своими абонентами.

Номер узла в протоколе IP назначается независимо от локального адреса узла. Деление IP-адреса на поле номера сети и номера узла — гибкое, и граница между этими полями может устанавливаться весьма произвольно. Узел может входить в несколько IP-сетей. В этом случае узел должен иметь несколько IP-адресов, по числу сетевых связей. Таким образом IP-адрес характеризует не отдельный компьютер или маршрутизатор, а одно сетевое соединение.

  • Символьный идентификатор-имя, например, SERV1.IBM.COM. Этот адрес назначается администратором и состоит из нескольких частей, например, имени машины, имени организации, имени домена. Такой адрес, называемый также DNS-именем, используется на прикладном уровне, например, в протоколах FTP или telnet.

IP-адреса определены в том же самом RFC, что и протокол IP. Именно адреса являются той базой, на которой строится доставка сообщений через сеть TCP/IP.

IP-адрес — это 4-байтовая последовательность. Принято каждый байт этой последовательности записывать в виде десятичного числа. Например:

144.206.160.32

Каждая точка доступа к сетевому интерфейсу имеет свой IP-адрес.

IP-адрес состоит из двух частей: адреса сети и номера хоста. Вообще говоря, под хостом понимают один компьютер, подключенный к Сети. В последнее время, понятие «хост» можно толковать более расширено. Это может быть и принтер с сетевой картой, и Х-терминал, и вообще любое устройство, которое имеет свой сетевой интерфейс.

Существует 5 классов IP-адресов. Эти классы отличаются друг от друга количеством битов, отведенных на адрес сети и адрес хоста в сети. На рисунке 2.14 показаны эти пять классов.

Рис. 2.14. Классы IP-адресов

Опираясь на эту структуру, можно подсчитать характеристики каждого класса в терминах числа сетей и числа машин в каждой сети.

Класс

Диапазон значений первого октета

Возможное количество сетей

Возможное количество узлов

А

1 — 126

126

16777214

B

128 — 191

16382

65534

C

192 — 223

2097150

254

D

224 — 239

—

228

E

240 — 247

—

227

Рис. 2.15. Характеристики классов IP-адресов

В таблице приведены диапазоны номеров сетей, соответствующих каждому классу сетей.

Класс

Наименьший адрес

Наибольший адрес

A

01.0.0

126.0.0.0

B

128.0.0.0

191.255.0.0

C

192.0.1.0

223.255.255.0

D

224.0.0.0

239.255.255.255

E

240.0.0.0

247.255.255.255

При разработке структуры IP-адресов предполагалось, что они будут использоваться по разному назначению.

Адреса класса Aпредназначены для использования в больших сетях общего пользования.Адреса класса Bпредназначены для использования в сетях среднего размера (сети больших компаний, научно-исследовательских институтов, университетов).Адреса класса Cпредназначены для использования в сетях с небольшим числом компьютеров (сети небольших компаний и фирм).Адреса класса Dиспользуют для обращения к группам компьютеров, аадреса класса E— зарезервированы.

Среди всех IP-адресов имеется несколько зарезервированных под специальные нужды. Ниже приведена таблица зарезервированных адресов.

IP-адрес

Значение

все нули

данный узел сети

номер сети | все нули

данная IP-сеть

все нули | номер узла

узел в данной (локальной) сети

все единицы

все узлы в данной локальной IP-сети

номер сети | все единицы

все узлы указанной IP-сети

127.0.0.1

«петля»

Рис. 2.16. Выделенные IP-адреса

Особое внимание в таблице (рисунок 2.16) уделяется последней строке. Адрес 127.0.0.1 предназначен для тестирования программ и взаимодействия процессов в рамках одного компьютера. В большинстве случаев в файлах настройки этот адрес обязательно должен быть указан, иначе система при запуске может зависнуть (как это случается в SCO Unix). Наличие «петли» чрезвычайно удобно с точки зрения использования сетевых приложений в локальном режиме для их тестирования и при разработке интегрированных систем.

Вообще, зарезервирована вся сеть 127.0.0.0. Эта сеть класса A реально не описывает ни одной настоящей сети.

Некоторые зарезервированные адреса используются для широковещательных сообщений. Например, номер сети(строка 2) используется для посылки сообщений этой сети (т.е. сообщений всем компьютерам этой сети). Адреса, содержащие все единицы, используются для широковещательных посылок (для запроса адресов, например).

Реальные адреса выделяются организациями, предоставляющими IP-услуги, из выделенных для них пулов IP-адресов. Согласно документации NIC (Network Information Centre) IP-адреса предоставляются бесплатно, но в прейскурантах наших организаций (как коммерческих, так и некоммерческих), занимающихся Internet-сервисом предоставление IP-адреса стоит отдельной строкой.

Адресация в компьютерных сетях

Понятие IP-адреса является одним из базовых при изучении сетей. Введение IP-адреса позволило создать независимую от других технологий передачи данных систему адресации, где каждому устройству присваивается номер из четырех байт, позволяющий идентифицировать его в сети. С таким подходом возможно присвоить около 4,22 миллиардов уникальных IP-адресов. На первый взгляд это кажется большим числом, однако уже сегодня ресурс практически исчерпан. Параллельно с этим создавались технологии, позволяющие сэкономить пространство IPv4 адресов, важнейшей из которых является NAT.

Но все-таки самым эффективным решением проблемы считается переход на расширенную версию IPv6. IPv6 поддерживает 128 бит. Я не буду писать точное количество IP-адресов, лучше скажу, что если каждому атому на Земле присвоить свой IP, то ресурса IPv6 хватит еще на сотню таких же планет. Вообщем IP-адресов хватит всем.

Разберем, какие вообще существуют адреса в компьютерных сетях. В TCP/IP все хосты распознаются с помощью трех типов адресов:

  1. MAC-адрес – тип адреса, который используется средствами Ethernet для доставки данных в пределах одной подсети. Адрес имеет формат 6 байт, назначается производителем оборудования и является уникальным. Например: 00-11-20-7A-3F-3E
  2. IP-адрес – тип адреса, на основании которого передаются пакеты между сетями. Адрес имеет формат 4 байта. Пример адреса: 192.168.0.1 
  3. Доменное имя – тип адреса, который использует символьное написание для обеспечения удобства чтения. Например: netclo.ru

Самое важное в данный момент понимать разницу между MAC и IP-адресом. MAC-адрес присваивается непосредственно сетевому адаптеру. Если у компа несколько сетевых карт, то и MAC-адресов у него будет не один. IP-адрес обрабатывается на уровне операционной системы. Операционная система связывает каждый сетевой адаптер с некоторым IP-адресом, который может быть задан как вручную (администратором), так и динамически (с помощью DHCP-сервера). При передаче пакета по сети, IP-адрес на всем протяжении пути не меняется, а вот MAC-адрес меняется. Поясним это на картинке.

ip-and-mac

Вот компьютер PC0 передает пакет к серверу. При этом на пути к серверу находится два маршрутизатора. При передаче пакета PC0 закладывает в пакет следующую информацию: IP-адрес отправителя: 192.168.1.0 (PC0), IP-адрес получателя: 192.168.3.50 (Server0), MAC-адрес отправителя: AAA (PC0), MAC-адрес получателя: BBB (R1). Как видим, IP и MAC-адреса отправителя отличаются. В качестве MAC-адреса указывается следующий на пути маршрутизатор. Далее MAC-адрес будет каждый раз подменяться. При передаче пакета с R1 MAC-адрес отправителя: CCC, MAC-адрес получателя: EEE. При этом важно что, на протяжении всего пути IP-адреса как отправителя, так и получателя меняться не будут.

Отметим несколько важных аспектов, касающихся IP-адреса:

  1. IP-адрес характеризует не отдельный компьютер или маршрутизатор, а одно сетевое соединение
  2. Маршрутизатор по определению входит сразу в несколько сетей, поэтому каждый порт маршрутизатора имеет собственный IP-адрес
  3. Конечный узел также может входить в несколько IP-сетей, в этом случае компьютер должен иметь несколько IP-адресов, по числу сетевых связей.

Структура IPv4-адреса

IP-адрес состоит из двух частей: номера сети и номера узла в сети. Сети делятся на фрагменты для того, чтобы трафик был равномерно распределен в пределах одной подсети. IPv4 адрес содержит 4 байта. Каждый байт разделен от другого через точку.

format-ip-adresa

Для разделения всей сети на подсети используют маску. Маска накладывается на основной адрес и определяет какая часть относится к адресу сети, а какая к адресу узла в этой сети.

0906157657650446250-04117047

Как видно из таблицы выше, маска имеет такой же формат как и Ip-адрес. В двоичной форме она представляет из себя совокупность подряд идущих единиц и нулей. Префикс показывает число подряд идущих единиц. Количество адресов для данной маски можно посчитать по формуле:

Где p – префикс

Чтобы получить адрес сети, зная маску и IP-адрес, необходимо применить к ним операцию поразрядной конъюнкции.

IP-адрес:   11000000.10101000.00000101.00000101 (192.168.5.5)
Маска сети: 11111111.11111111.11111111.00000000 (255.255.255.0)
Адрес сети: 11000000.10101000.00000101.00000000 (192.168.5.0)

Поразрядно умножаем каждый бит IP-адреса на соответствующий бит маски. В итоге получаем адрес сети.

В локальных сетях, основанных на протоколе IP, могут использоваться специальные адреса, назначенные IANA:

10.0.0.0 – 10.255.255.255

172.16.0.0 – 172.31.255.255

192.168.0.0 – 192.168.255.255

Такие адреса называются локальными или “серыми”, эти адреса не маршрутизируются в Интернет. В различных непересекающихся локальных сетях адреса могут повторяться и это не является проблемой, так как доступ в другие сети происходит с применением технологий, подменяющих или скрывающих адрес внутреннего узла сети за ее пределами – NAT и proxy. Для обеспечения связи локальных сетей (LAN) с глобальными сетями (WAN) используют маршрутизаторы

На моем сайте вы можете скачать программу для расчета параметров сети. Программа принимает в качестве входных данных IP-адрес и маске. По этим данным рассчитывает инверсию, префикс сети, адрес сети, широковещательный адрес (broadcast), минимальный и максимальный IP-адреса, а также показывает возможное число хостов. Может быть полезна системным администраторам, сетевым инженерам. Программа написана на Python.

prog

 

Поддержите проект

Друзья, сайт Netcloud каждый день развивается благодаря вашей поддержке. Мы планируем запустить новые рубрики статей, а также некоторые полезные сервисы. 

У вас есть возможность поддержать проект и внести любую сумму, которую посчитаете нужной.

Адресация в ip-сетях. Типы адресов

Каждый компьютер в сети TCP/IP имеет адреса трех уровней:

  • Локальный адрес узла, определяемый технологией, с помощью которой построена отдельная сеть, в которую входит данный узел. Для узлов, входящих в локальные сети — это МАС-адрес сетевого адаптера или порта маршрутизатора, например, 11-А0-17-3D-BC-01. Эти адреса назначаются производителями оборудования и являются уникальными адресами, так как управляются централизовано. Для всех существующих технологий локальных сетей МАС-адрес имеет формат 6 байтов: старшие 3 байта — идентификатор фирмы производителя, а младшие 3 байта назначаются уникальным образом самим производителем. Для узлов, входящих в глобальные сети, локальный адрес назначается администратором глобальной сети.

  • IP-адрес, состоящий из 4 байт, например, 109.26.17.100. Этот адрес используется на сетевом уровне. Он назначается администратором во время конфигурирования компьютеров и маршрутизаторов. IP-адрес состоит из двух частей: номера сети и номера узла. Номер сети может быть выбран администратором произвольно, либо назначен по рекомендации специального подразделения Internet (Network Information Center, NIC), если сеть должна работать как составная часть Internet. Обычно провайдеры услуг Internet получают диапазоны адресов у подразделений NIC, а затем распределяют их между своими абонентами. Номер узла в протоколе IP назначается независимо от локального адреса узла. Деление IP-адреса на поле номера сети и номера узла — гибкое, и граница между этими полями может устанавливаться весьма произвольно. Узел может входить в несколько IP-сетей. В этом случае узел должен иметь несколько IP-адресов, по числу сетевых связей. Таким образом, IP-адрес характеризует не отдельный компьютер или маршрутизатор, а одно сетевое соединение.

  • Символьный идентификатор-имя, например, SERV1.IBM.COM. Этот адрес назначается администратором и состоит из нескольких частей, например, имени машины, имени организации, имени домена. Такой адрес, называемый также DNS-именем, используется на прикладном уровне, например, в протоколах FTP или telnet.

Три основных класса ip-адресов

IP-адрес имеет длину 4 байта и обычно записывается в виде четырех чисел, представляющих значения каждого байта в десятичной форме, и разделенных точками, например:

128.10.2.30 — традиционная десятичная форма представления адреса,

На рисунке 11.2. показана структура IP-адреса.

Класс А

Класс В

1

0

N сети

N узла

Класс С

1

1

0

N сети

N узла

Класс D

1

1

1

0

адрес группы multicast

Класс Е

1

1

1

1

0

зарезервирован

Рис. 11.2. Структура IР-адреса

Адрес состоит из двух логических частей – номера сети и номера узла в сети. Какая часть адреса относится к номеру сети, а какая к номеру узла, определяется значениями первых битов адреса:

  • Если адрес начинается с 0, то сеть относят к классу А, и номер сети занимает один байт, остальные 3 байта интерпретируются как номер узла в сети. Сети класса А имеют номера в диапазоне от 1 до 126. (Номер 0 не используется, а номер 127 зарезервирован для специальных целей, о чем будет сказано ниже.) В сетях класса А количество узлов должно быть больше 216 , но не превышать 224.

  • Если первые два бита адреса равны 10, то сеть относится к классу В и является сетью средних размеров с числом узлов 28 — 216. В сетях класса В под адрес сети и под адрес узла отводится по 16 битов, то есть по 2 байта.

  • Если адрес начинается с последовательности 110, то это сеть класса С с числом узлов не больше 28. Под адрес сети отводится 24 бита, а под адрес узла — 8 битов.

  • Если адрес начинается с последовательности 1110, то он является адресом класса D и обозначает особый, групповой адрес — multicast. Если в пакете в качестве адреса назначения указан адрес класса D, то такой пакет должны получить все узлы, которым присвоен данный адрес.

  • Если адрес начинается с последовательности 11110, то это адрес класса Е, он зарезервирован для будущих применений.

В таблице приведены диапазоны номеров сетей, соответствующих каждому классу сетей.

Класс

Наименьший адрес

Наибольший адрес

Число сетей

Число узлов в сети

A

1.0.0.0

126.0.0.0

126

16 млн.

B

128.1.0.0

191.255.0.0

16 тыс.

65 тыс.

C

192.0.1.0.

223.255.255.0

2 млн.

254

D

224.0.0.0

239.255.255.255

256 млн.

Не ограничено

E

240.0.0.0

247.255.255.255

128 млн.

Резерв

Класс

1 байт

2 байт

3 байт

4 байт

A

0nnnnnnn

hhhhhhhh

hhhhhhhh

hhhhhhhh

B

10nnnnnn

nnnnnnnn

hhhhhhhh

hhhhhhhh

C

110nnnnn

nnnnnnnn

nnnnnnnn

hhhhhhhh

D

1110nnnn

nnnnnnnn

nnnnnnnn

nnnnnnnn

E

11110nnn

nnnnnnnn

nnnnnnnn

nnnnnnnn

физический (mac-адрес), сетевой (ip-адрес) и символьный (dns-имя)

Каждый компьютер в сети TCP/IP имеет адреса трех уровней:

  • Локальный адрес узла, определяемый технологией, с помощью которой построена отдельная сеть, в которую входит данный узел. Для узлов, входящих в локальные сети — это МАС-адрес сетевого адаптера или порта маршрутизатора, например, 11-А0-17-3D-BC-01. Эти адреса назначаются производителями оборудования и являются уникальными адресами, так как управляются централизовано. Для всех существующих технологий локальных сетей МАС-адрес имеет формат 6 байтов: старшие 3 байта — идентификатор фирмы производителя, а младшие 3 байта назначаются уникальным образом самим производителем. Для узлов, входящих в глобальные сети, такие как Х.25 или frame relay, локальный адрес назначается администратором глобальной сети.

  • IP-адрес, состоящий из 4 байт, например, 109.26.17.100. Этот адрес используется на сетевом уровне. Он назначается администратором во время конфигурирования компьютеров и маршрутизаторов. IP-адрес состоит из двух частей: номера сети и номера узла. Номер сети может быть выбран администратором произвольно, либо назначен по рекомендации специального подразделения Internet (Network Information Center, NIC), если сеть должна работать как составная часть Internet. Обычно провайдеры услуг Internet получают диапазоны адресов у подразделений NIC, а затем распределяют их между своими абонентами.

Номер узла в протоколе IP назначается независимо от локального адреса узла. Деление IP-адреса на поле номера сети и номера узла — гибкое, и граница между этими полями может устанавливаться весьма произвольно. Узел может входить в несколько IP-сетей. В этом случае узел должен иметь несколько IP-адресов, по числу сетевых связей. Таким образом IP-адрес характеризует не отдельный компьютер или маршрутизатор, а одно сетевое соединение.

  • Символьный идентификатор-имя, например, SERV1.IBM.COM. Этот адрес назначается администратором и состоит из нескольких частей, например, имени машины, имени организации, имени домена. Такой адрес, называемый также DNS-именем, используется на прикладном уровне, например, в протоколах FTP или telnet.

Три основных класса ip-адресов

IP-адрес имеет длину 4 байта и обычно записывается в виде четырех чисел, представляющих значения каждого байта в десятичной форме, и разделенных точками, например:

128.10.2.30 — традиционная десятичная форма представления адреса,

10000000 00001010 00000010 00011110 — двоичная форма представления этого же адреса.

На рисунке 3.1 показана структура IP-адреса. Класс А

Класс В

1

0

N сети

N узла

Класс С

1

1

0

N сети

N узла

Класс D

1

1

1

0

адрес группы multicast

Класс Е

1

1

1

1

0

зарезервирован

Рис. 3.1. Структура IР-адреса

Адрес состоит из двух логических частей — номера сети и номера узла в сети. Какая часть адреса относится к номеру сети, а какая к номеру узла, определяется значениями первых битов адреса:

  • Если адрес начинается с 0, то сеть относят к классу А, и номер сети занимает один байт, остальные 3 байта интерпретируются как номер узла в сети. Сети класса А имеют номера в диапазоне от 1 до 126. (Номер 0 не используется, а номер 127 зарезервирован для специальных целей, о чем будет сказано ниже.) В сетях класса А количество узлов должно быть больше 216, но не превышать 224.

  • Если первые два бита адреса равны 10, то сеть относится к классу В и является сетью средних размеров с числом узлов 28 — 216. В сетях класса В под адрес сети и под адрес узла отводится по 16 битов, то есть по 2 байта.

  • Если адрес начинается с последовательности 110, то это сеть класса С с числом узлов не больше 28. Под адрес сети отводится 24 бита, а под адрес узла — 8 битов.

  • Если адрес начинается с последовательности 1110, то он является адресом класса D и обозначает особый, групповой адрес — multicast. Если в пакете в качестве адреса назначения указан адрес класса D, то такой пакет должны получить все узлы, которым присвоен данный адрес.

  • Если адрес начинается с последовательности 11110, то это адрес класса Е, он зарезервирован для будущих применений.

В таблице приведены диапазоны номеров сетей, соответствующих каждому классу сетей.

Класс

Наименьший адрес

Наибольший адрес

A

01.0.0

126.0.0.0

B

128.0.0.0

191.255.0.0

C

192.0.1.0

223.255.255.0

D

224.0.0.0

239.255.255.255

E

240.0.0.0

247.255.255.255

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *