Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь FAQ Написать работу КАТЕГОРИИ:  Археология Биология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия ЭкологияТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву 
Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Теоретический материал, необходимый для решения задачСодержание книги
Поиск на нашем сайте IP-адресация в компьютерных сетях Для упрощения маршрутизации пакетов в сети стек протоколов TCP/IP использует логический адрес, именуемый IP-адресом. Адреса IPv4 (IP версии 4) представляют собой 32-битные номера, описывающие местоположение сетевых устройств. IP-адрес представляет собой 32-разрядное двоичное число, записанное в виде четырех октетов, т.е. четырех групп, каждая из которых состоит из восьми двоичных знаков (нулей и единиц). Так как двоичная система основана на возведении в степень числа 2, каждая позиция в октете представляет различные степени от 2. Величина показателя степени 2 назначается каждому разряду двоичного числа, начиная с крайнего правого. Чтобы определить, чему равно двоичное число, необходимо сложить значения всех разрядов в октете. 27 + 26 + 25 + 24 + 23+22 +21 +20 128 + 64 + 32 + 16 + 8 + 4 + 2 + 1 = 255 Таким образом, максимально возможное значение в каждом октете IP-адреса — 255 Например, в IP-адресе, записанном как 11000000.00000101.00100010.00001011, первый октет представляет собой двоичное число 11000000, второй октет — двоичное число 00000101, третий октет — двоичное число 00100010, четвертый октет — двоичное число 00001011
1 Октет (8 бит) 2 Октет (8 бит) 3 Октет (8 бит) 4 Октет (8 бит) 2726252423222120 2726252423222120 2726252423222120 2726252423222120 1 1 0 0 0 0 0 0. 0 0 0 0 0 1 0 1. 0 0 1 0 0 0 1 0. 0 0 0 0 1 0 1 1 192. 5. 34. 11
Рассмотрим типичный IP-адрес: 193.27.61.137. Для облегчения запоминания IP-адрес обычно выражают рядом чисел в десятичной системе счисления, разделенных точками. Но компьютеры хранят его в двоичной форме. Например, тот же IP-адрес в двоичном коде будет выглядеть так: 11000001.00011011.00111101.10001001. IP-адрес состоит из двух логических частей – идентификатора (или номера) сети (Network ID) и идентификатора (или номера) узла в сети (Host ID). Так же, как все квартиры в одном доме в своём адресе должны иметь одинаковый номер дома и уникальный для этого дома номер квартиры, так и каждый узел одной сети должен иметь одинаковый Network ID и уникальный Host ID. Маршрутизаторы используют IP-адреса сетей (Network ID) для пересылки сообщений от одной сети к другой. IP-адрес сети состоит из номера сети и нулей во всех разрядах, относящихся к номеру узла (рисунок 4.1). Если в поле номера узла, записанного в двоичной системе счисления, стоят только единицы (в десятичной СС это будет выглядеть как 255), то пакет, имеющий такой адрес, рассылается всем узлам в сети с заданным номером сети. Например, пакет с адресом 192.168.21.255 будет доставлен всем узлам сети три 192.168.21.0 (рисунок 4.1). Такая рассылка называется широковещательным сообщением (broadcast). Рисунок 4.1 – Network ID у всех узлов внутри одной локальной сети всегда одинаковый Запись IP-адреса не предусматривает специального разграничительного знака между Network ID и Host ID. Каким же образом маршрутизаторы выделяют из адреса назначения номер сети, чтобы по нему определить дальнейший маршрут? Классы IP-адресов Принадлежность IP-адреса к какому либо классу определяется значениями нескольких первых битов адреса. Это разделение диапазонов называется правилом первого октета. На рисунке 4.2 показана структура IP-адреса разных классов. Назначение IP-адресов классам называется классовой адресацией. В адресах класса А для обозначения сетевого адреса используется только первый октет (8 бит) 32-битного числа. Остальные 3 октета 32-битного числа используются для адресации хостов. В адресах класса А первый бит всегда имеет значение «0». А значит наименьший номер сети класса А – 00000000 (десятичный 0), а наибольший адрес класса А – 01111111 (десятичное число 127). Однако эти два числа, 0 и 127, зарезервированы и не могут использоваться в качестве сетевых адресов. Любой адрес, который начинается со значения от 1 до 126в первом октете 32-битного номера является адресом класса А.
Классы IP-адресов
В адресах класса В для задания сетевого адреса используется два из четырёх октетов (16 бит). Остальные два октета определяют адрес хостов. Первые два бита первого октета в адресах класса В всегда равны двоичному числу 10. Двоичное число 10 в начале первого октета гарантирует, что пространство адресов класса В не накладывается на адреса класса А. Остальные 6 битов первого октета могут быть заполнены значениями 1 или 0. Следовательно, наименьший номер, который может представлять адрес класса В, равен 10000000 (десятичное число 128), а наибольший – 10111111(десятичное число 191). Любой адрес, который начинается со значения в диапазоне от 128 до 191 в первом октете, является адресом класса В. В адресах класса С первые 3 октета (24 бита) определяют сетевую часть адреса, оставшийся октет резервируется для хостов. Адреса класса С начинаются с двоичного числа 110. Следовательно, наименьший номер, который может представлять адрес класса С, равен 11000000 (десятичное число 192), а наибольший – 11011111 (десятичное число 223). Если адрес содержит в первом октете значение в пределах от 192 до 223, он относится к классу С. Любой маршрутизатор сможет прочесть первый октет IP-адреса и интерпретировать биты, чтобы отличить сетевые адреса от адресов хостов. IP-адрес с двоичными нулями во всех хостовых битах является адресом сети. Например, для сети класса А IP-адрес 88.0.0.0 является адресом сети, внутри которой находится хост B с IP-адресом 88.1.2.3 (рисунок 2.1). IP-адрес 129.122.0.0 является примером адреса сети класса В. Например, устройствоА внутри сети 129.122.0.0 может иметь IP-адрес 129.122.16.2. В этом примере 129.122 является сетевой частью адреса, а 16.2 – хостовой. Для передачи данных на все устройства в определённой сети используется широковещательный адрес. Все хостовые биты в широковещательном IP-адресе заполняются двоичными единицами. В сети из предыдущего примера (129.122.0.0) для широковещательной рассылки всем устройствам данной сети используется адрес назначения 129.122. 255.255. Если адрес начинается с последовательности 1110, то он является адресом класса D. В то время как адреса классов А, В, и С используются для идентификации отдельных машин, то есть являются индивидуальными адресами (unicast address), адреса класса D являются групповыми (multicast address) и идентифицируют группу сетевых интерфейсов. Интерфейс, входящий в группу получает наряду с обычным индивидуальным адресом ещё один групповой адрес. Если при отправке пакета в качестве адреса назначения указан адрес класса D, то такой пакет должен быть доставлен всем узлам, входящим в данную группуmulticast. Если адрес начинается с последовательности 11110, то это значит, что данный адрес относится к классу Е. Адреса этого класса зарезервированы для будущих применений. Таблица 4.1 – Характеристики IP-адресов разного класса
Понятно, что адреса класса A предназначены для использования в очень больших сетях общего пользования (например, национальных). Класс B может найти применение в сетях крупных провайдеров или компаний. Небольшим провайдерам, или сетям, приходится иметь дело в основном с сетями класса C, которые позволяют адресовать 254 узла. Адреса класса D используются для распространения в Интернете или в большой корпоративной сети аудио- или видеопрограмм, адресованных сразу большой аудитории слушателей или зрителей (IPTV). А дреса класса E зарезервированы для использования в экспериментальных целях. Уже сравнительно давно наблюдается дефицит IP-адресов. Очень трудно получить адрес класса В и практически невозможно стать обладателем адреса класса А. При этом надо отметить, что дефицит обусловлен не только ростом сетей, но и тем, что имеющееся множество IP-адресов используется нерационально. Очень часто владельцы сети класса С расходуют лишь небольшую часть из имеющихся у них 254 адресов. Для смягчения проблемы дефицита адресов разработчики стека TCP/IP предлагают разные подходы. Принципиальным решением является переход на новую версию IPv6, в которой резко расширяется адресное пространство за счет использования 16-байтных адресов. Однако и текущая версия IPv4 поддерживает некоторые технологии, направленные на более экономное расходование IP-адресов. Из-за проблемы дефицита адресов классовая модель IP-адресов сейчас почти не используется, проблема решается при использовании масок. 4.3 Маски IP-адресов Для определения границы, отделяющей номер сети от номера узла, реализуются два подхода. Первый основан на понятии класса адреса, второй — на использовании масок. Класс адреса определяется значениями нескольких первых бит адреса (рисунок 4.2). Другой способ определения, какая часть адреса является номером сети, а какая номером узла, основан на использовании маски. Маска — это число, которое используется в паре с IP-адресом; двоичная запись маски содержит единицы в тех разрядах, которые в IP-адресе должны интерпретироваться как номер сети, а на позициях, соответствующих номеру узла, размещаются нули. Например, первый байт адреса 129.122.16.2 попадает в диапазон 128-191, мы можем сказать, что этот адрес относится к классу В, а значит, номером сети являются первые два байта, дополненные двумя нулевыми байтами — 129.23.0.0, а номером узла — 0.0.16.2. Для стандартных классов сетей маски имеют следующие значения: класс А - 11111111.00000000.00000000.00000000 (255.0.0.0); класс В - 11111111.11111111.00000000.00000000 (255.255.0.0); класс С - 11111111.11111111.11111111.00000000 (255.255.255.0). Механизм масок широко распространён в сфере IP-маршрутизации. С их помощью администратор может разбить одну выделенную ему поставщиком услуг сеть на несколько других, не требуя от него дополнительных номеров сетей, — эта операция называется разделением на подсети. Технология безклассовой междоменной маршрутизации (Classless Inter Domain Routing - CIDR ) основана на использовании масок для более гибкого распределения адресов и более эффективной маршрутизации. Она допускает произвольное распределение IP-адреса на поле для номера сети и поле для номера узлов. При такой системе адресации клиенту может быть выдан пул адресов, более точно соответствующий его запросу, чем это происходит при адресации на основе классов. Предположим, в локальной сети, подключаемой к Интернету, находится 2000 компьютеров. Каждому из них требуется выдать IP-адрес. Для получения необходимого адресного пространства нужны либо 8 сетей класса С, либо одна сеть класса В. Сеть класса В вмещает 65534 адреса, что много больше требуемого количества. При общем дефиците IP-адресов такое использование сетей класса В расточительно. Однако, если мы будем использовать 8 сетей класса С, возникает следующая проблема: каждая такая IP-сеть должна быть представлена на маршрутизаторах, потому что с точки зрения маршрутизаторов – это 8 абсолютно никак не связанных между собой сетей, маршрутизация пакетов в которые осуществляется независимо, хотя, фактически, эти IP-сети и расположены в одной физической локальной сети и маршруты к ним идентичны. С другой стороны, нет никаких формальных причин проводить границу сеть – хост (узел) в IP-адресе именно по границе октета. Это было сделано исключительно для удобства представления IP-адресов и разбиения их на классы. Если выбрать длину сетевой части в 21 бит, а на номер хоста отвести соответственно 11 битов, мы получим сеть, адресное пространство которой содержит 2048 (211) IP-адресов, что максимально точно соответствует поставленному требованию. Это будет одна сеть, определяемая своим уникальным 21-битовым номером, следовательно, для ее обслуживания потребуется только одна запись в маршрутной таблице. Единственная проблема, которую осталось решить: как определить, что на сетевую часть отведен 21 бит? В случае классовой модели, старшие биты IP-адреса определяли принадлежность этого адреса к тому или иному классу, и, следовательно, количество битов, отведенных на номер сети. В случае адресации вне классов, с произвольным положением границы сеть – хост внутри IP-адреса, к IP-адресу прилагается 32-битовая маска, которую называют маской сети (netmask) или маской подсети (subnet mask).
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
Последнее изменение этой страницы: 2016-12-10; просмотров: 548; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 216.73.217.128 (0.008 с.) |
Рисунок 4.2 –
