Локальные сети (LAN – Local Area Network). 5 страница

IP-адрес, состоящий из 32 двоичных разрядов (4 байта). 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. 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 (символьный, доменный адрес)-имя, например, SERV1.IBM.COM. Этот адрес назначается администратором и состоит из нескольких частей, например, имени машины, имени организации, имени домена. Такой адрес называется также DNS-именем. Подробней система доменных имён рассматривается ниже в разделе "ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ И ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ INTERNET".

8.2.Структура и классы IP-адресов

IP –адрес состоит из четырёх байтов (октетов) 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.

Адрес состоит из двух логических частей - номера сети и номера узла в сети. Соотношение между адресом сети и адресом узла зависит от класса IP – адреса. Сейчас определены 5 классов IP – адресов: A, B, C, D, E. . 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. В сетях класса В под адрес сети и под адрес узла отводится по 16 бит, то есть по 2 байта.

Если адрес начинается с последовательности 110, то это сеть класса С. 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

На рис. 19 показаны эти пять классов, отличающиеся значениями старшего октета в двоичной системе.

Рис. 19. Классы IP-адресов в двоичной системе

Рассмотрим структуру IP – адресов в десятичной системе. Назовём каждую группу чисел в адресе буквами W.X.Y.Z. По значению W (первый октет) можно определить, к какому классу относится IP – адрес. В табл.3 приведена структура IP – адресов в десятичной системе.

Таблица 3

Для класса A значение W лежит в диапазоне 1 – 126, для класса B значение W принимается от 128 до 191, для класса C от 192до 223. Из таблицы видно, что возможное количество адресуемых сетей в классе A равно 126, в классах B и C оно возрастает соответственно до 16382 и 2097150.

Маска подсети. Она вводится, чтобы в IP – адресе отличить номер сети от номера узла. Маски похожи на IP- адреса, но не несут адресной информации, а лишь говорят о том, какую часть адреса считать адресом подсети, а какую – адресом узла. Например, пусть IP – адрес узла будет 169.234.93.171, а маска подсети 255.255.0.0. Если представить адрес и маску в двоичном виде, то адресом подсети будет та часть адреса, которой соответствуют единицы в записи маски, а адресом узла – та часть, которая содержит нули. В табл.4 приведены IP – адрес и маска подсети.

Таблица 4

Эта информация используется при настройке сети. В случае с локальной сетью многие настройки делаются автоматически, но пользователь должен знать возможность их ручной модификации.

Соглашения о специальных адресах: broadcast, multicast, loopback . В протоколе IP существует несколько соглашений об особой интерпретации IP-адресов:

если IР-адрес состоит только из двоичных нулей, то он обозначает адрес того узла, который сгенерировал этот пакет;

если в поле номера сети стоят 0, то по умолчанию считается, что этот узел принадлежит той же самой сети, что и узел, который отправил пакет;

если все двоичные разряды IP-адреса равны 1, то пакет с таким адресом назначения должен рассылаться всем узлам, находящимся в той же сети, что и источник этого пакета. Такая рассылка называется ограниченным широковещательным сообщением (limited broadcast);

если в поле адреса сети назначения стоят сплошные 1, то пакет, имеющий такой адрес рассылается всем узлам сети с заданным номером. Такая рассылка называется широковещательным сообщением (broadcast);

адрес 127.0.0.1 зарезервирован для организации обратной связи при тестировании работы программного обеспечения узла без реальной отправки пакета по сети. Этот адрес имеет название loopback.

Форма группового IP-адреса multicast означает, что данный пакет должен быть доставлен сразу нескольким узлам, которые образуют группу с номером, указанным в поле адреса. Узлы сами идентифицируют себя, то есть определяют, к какой из групп они относятся. Один и тот же узел может входить в несколько групп. Такие сообщения, в отличие от широковещательных, называются мультивещательными. Групповой адрес не делится на поля номера сети и узла и обрабатывается маршрутизатором особым образом.

В протоколе IP нет понятия широковещательности в том смысле, в котором оно используется в протоколах канального уровня локальных сетей, когда данные должны быть доставлены абсолютно всем узлам. Как ограниченный широковещательный IP-адрес, так и широковещательный IP-адрес имеют пределы распространения в интерсети - они ограничены либо сетью, к которой принадлежит узел - источник пакета, либо сетью, номер которой указан в адресе назначения. Поэтому деление сети с помощью маршрутизаторов на части локализует широковещательный шторм пределами одной из составляющих общую сеть частей.

"Белые" и "серые" IP - адреса. "Белыми" называют IP – адреса, которые видны (доступны) из Internet. Например, адрес 89.186.236.4 доступен из Internet, он присвоен службе DNS сети СГЭУ. А IP – адреса компьютеров, подключенных в Internet через локальную сеть, являются "серыми". Выделены специальные сетки "серых" IP – адресов локальных сетей для разных классов: