Структура IPv4. Классы IP-адресов.
Использование масок является временным решением проблемы дефицита IP-адресов, так как адресное пространство протокола IP не увеличивается, а количество хостов в Интернете растет с каждым днем. Для принципиального решения проблемы требуется существенное увеличение количества IP-адресов. Для преодоления ограничений IPv4 был разработан протокол IP 6-й версии– IPv6(RFC 2373, 2460).
Протокол IP v6 имеет следующие основные особенности:
- длина адреса 128 бит – такая длина обеспечивает примерно 3.4×1038 адресов; такое количество адресов позволит присваивать в обозримом будущем уникальные IP-адреса любым устройствам;
- автоматическая конфигурация – протокол IP v6 предоставляет средства автоматической настройки IP-адреса и других сетевых параметров даже при отсутствии таких служб, как DHCP;
- встроенная безопасность – для передачи данных является обязательным использование протокола защищенной передачи IPsec (протокол IP v4 также может использовать IPsec, но не обязан этого делать). В настоящее время многие производители сетевого оборудования включают поддержку протокола IP v6 в свои продукты, однако преобладающим остается протокол IPv4. Связано это с тем, что IPv6 обратно несовместим с IPv4 и процесс перехода сопряжен с определенными трудностями.
Существует пять классов IP-адресов: A, B, C, D и E
За принадлежность к тому или иному классу отвечают первые биты IP-адреса. Целью такого деления являлось создание малого числа больших сетей (класса А), умеренного числа средних сетей (класс В) и большого числа малых сетей (класс С). 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. Сетей класса А немного, зато количество узлов в них может достигать 224 – 2, то есть 16 777 214 узлов. Если первые два бита адреса равны 10, то сеть относится к классу В. В сетях класса В под номер сети и под номер узла отводится по 16 бит, то есть по 2 байта. Таким образом, сеть класса В является сетью средних размеров с максимальным числом узлов 216 – 2, что составляет 65 534 узлов. Если адрес начинается с последовательности 110, то это сеть класса С. В этом случае под номер сети отводится 24 бита, а под номер узла – 8 бит. Сети этого класса наиболее распространены, число узлов в них ограничено 28 – 2, то есть 254 узлами. Адрес, начинающийся с 1110, обозначает особый, групповой адрес (multicast). Пакет с таким адресом направляется всем узлам, которым присвоен данный адрес. Адреса класса Е в настоящее время не используются (зарезервированы для будущих применений).
|
|
|
Понятие маски. Правила использование масок. Определение NetworkID и HostID с использованием масок.
|
|
|
Маска подсети (subnet mask) – это число, которое используется в паре с IP-адресом; двоичная запись маски содержит единицы в тех разрядах, которые должны вIP-адресе интерпретироваться как номер сети.
Для стандартных классов сетей маски имеют следующие значения:
- класс А – 11111111. 00000000. 00000000. 0000000 (255.0.0.0);
- класс В – 11111111.11111111.00000000. 00000000 (255.255.0.0);
- класс С – 11111111.11111111.11111111.00000000 (255.255.255.0).
Маска подсети записывается либо в виде, аналогичном записи IP-адреса, например 255.255.255.0, либо совместно с IP-адресом с помощью указания числа единичных разрядов в записи маски, например 192.168.1.1/24, т. е. в маске содержится 24 единицы (255.255.255.0).
При использовании масок можно вообще отказаться от понятия классов.
Структурирование сетей с помощью масок.
Часто администраторы сетей испытывают неудобства, из-за того, что количество централизовано выделенных им номеров сетей недостаточно для того, чтобы структурировать сеть надлежащим образом, например, разместить все слабо взаимодействующие компьютеры по разным сетям. В такой ситуации возможны два пути. Первый из них связан с получением от NIC дополнительных номеров сетей. Второй способ, употребляющийся более часто, связан с использованием так называемых масок, которые позволяют разделять одну сеть на несколько сетей. Маска - это число, двоичная запись которого содержит единицы в тех разрядах, которые должны интерпретироваться как номер сети.
|
|
|
Особые IP-адреса. Понятие частных сетей. Диапазоны частных адресов.
Некоторые IP-адреса являются особыми, они не должны применяться для идентификации обычных сетей.
1. Если первый октет ID сети начинается с 127, такой адрес считается адресом машины-источника пакета. В этом случае пакет не выходит в сеть, а возвращается на компьютер-отправитель. Такие адреса называются loopback («петля», «замыкание на себя») и используются для проверки функционирования стека TCP/IP.
2. Если все биты IP-адреса равны нулю, адрес обозначает узел-отправитель и используется в некоторых сообщениях ICMP.
3. Если все биты ID сети равны 1, адрес называется ограниченным широковещательным(limited broadcast), пакеты, направленные по такому адресу рассылаются всем узлам той подсети, в которой находится отправитель пакета.
4. Если все биты ID хоста равны 1, адрес называется широковещательным(broadcast);пакеты, имеющие широковещательный адрес, доставляются всем узлам подсети назначения.
|
|
|
5. Если все биты ID хоста равны 0, адрес считается идентификатором подсети (subnet ID).
Наличие особых IP-адресов объясняет, почему из диапазона доступных адресов исключаются два адреса – это случаи, когда все биты ID хоста равны 1 или 0. Например, в сети класса С не 256, а 254 узлов.
Служба распределения номеров IANA (Internet Assigned Numbers Authority) зарезервировала для частных сетей три блока адресов:
10.0.0.0 – 10.255.255.255 (префикс 10/8)
172.16.0.0 – 172.31.255.255 (префикс 172.16/12)
192.168.0.0 – 192.168.255.255 (префикс 192.168/16)
Будем называть первый блок 24‑битовым, второй – 20‑битовым, а третий – 16‑битовым. Отметим, что первый блок представляет собой ни что иное, как одну сеть класса А, второй блок – 16 последовательных сетей класса В, а третий блок – 256 последовательных сетей класса С.
Любая организация может использовать IP‑адреса из этих блоков без согласования с ICANA или Internet‑регистраторами. В результате, эти адреса используются во множестве организаций. Таким образом, уникальность адресов сохраняется только в масштабе одной или нескольких организаций, согласованно использующих общий блок адресов. В такой сети каждая рабочая станция может обмениваться информацией с любой другой рабочей станции частной сети.
Если организации требуются уникальные адреса для связи с внешними сетями, такие адреса следует получать обычным путем через регистраторов Internet. Такие адреса никогда не будут входить ни в один из указанных выше блоков частных адресов.
Перед распределением адресов из частного и публичного блоков следует определить, какие из рабочих станций сети должны иметь связь с внешними системами на сетевом уровне. Для таких рабочих станций следует использовать публичные адреса, остальным же – можно присваивать адреса из частных блоков – это не помешает им взаимодействовать со всеми рабочими станция частной сети организации, независимо от того, какие адреса используются (частные или публичные). Однако прямой доступ во внешние сети для рабочих станций с адресами из частного блока невозможен. Для организации их доступа во внешние шлюзы придется использовать прокси-серверы.
Перемещение рабочей станции из частной сети в публичную (и обратное) связано со сменой IP‑адреса, соответствующих записей DNS и изменением конфигурационных файлов на других рабочих станций, которые их идентифицируют по IP‑адресам. Поскольку частные адреса не имеют глобального значения, маршрутная информация о частных сетях не должна выходить за пределы этих сетей, а пакеты с частными адресами отправителей или получателей не должны передаваться через межсетевые каналы. Предполагается, что маршрутизаторы в публичных сетях (особенно маршрутизаторы провайдеров Internet) будут отбрасывать маршрутную информацию из частных сетей. Если маршрутизатор публичной сети получает такую информацию, ее отбрасывание не должно трактоваться как ошибка протокола маршрутизации.
Дата добавления: 2018-02-15; просмотров: 2278; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!