41. Классы ip-адресов. Маска подсети. Публичные и внутренние ip-адреса. Mac-адрес. Arp-протокол.
Классы IP адресов и маски подсети по умолчанию
IP-адрес и маска подсети совместно определяют то, какая часть IP-адреса является сетевой, а какая — соответствует адресу узла.
IP-адреса делятся на 5 классов. К классам A, B и C относятся коммерческие адреса, присваиваемые узлам. Класс D зарезервирован для многоадресных рассылок, а класс E – для экспериментов.
IP-адреса класса D
IP-адреса класса E
В адресах класса C сетевая часть состоит из трех октетов, а адрес узла – из одного. Выбранная по умолчанию маска подсети состоит из 24 бит (255.255.255.0). Адреса класса C обычно присваиваются небольшим сетям.
IP-адреса класса C
В адресах класса B сетевая часть и адрес узла состоят из двух октетов. Выбранная по умолчанию маска подсети состоит из 16 бит (255.255.0.0). Обычно эти адреса используются в сетях среднего размера.
IP-адреса класса B
В адресах класса A сетевая часть состоит всего из одного октета, остальные отведены узлам. Выбранная по умолчанию маска подсети состоит из 8 бит (255.0.0.0). Обычно такие адреса присваиваются крупным организациям.
IP-адреса класса A
Класс адреса можно определить по значению первого октета. Например, если значение первого октета IP-адреса находится в диапазоне от 192 до 223, то это адрес класса C. Например, адрес 200.14.193.67 относится к классу С.
Классы IP адресов
Классовая и бесклассовая адресация
Классовая IP адресация — это метод IP-адресации, который не позволяет рационально использовать ограниченный ресурс уникальных IP-адресов, т.к. не возможно использование различных масок подсетей. В классовом методе адресации используется фиксированная маска подсети, поэтому класс сети (см. выше) всегда можно идентифицировать по первым битам.
Бесклассовая IP адресация (Classless Inter-Domain Routing — CIDR) — это метод IP-адресации, который позволяет рационально управлять пространством IP адресов. В бесклассовом методе адресации используются маски подсети переменной длины (variable length subnet mask — VLSM).
Возможные значения маскок подсети при бесклассовом методе адресации (широко применяется в современных сетях):
Всего адресов |
битов |
Префикс |
Класс |
Десятичная маска |
1 |
0 |
/32 |
|
255.255.255.255 |
2 |
1 |
/31 |
|
255.255.255.254 |
4 |
2 |
/30 |
|
255.255.255.252 |
8 |
3 |
/29 |
|
255.255.255.248 |
16 |
4 |
/28 |
|
255.255.255.240 |
32 |
5 |
/27 |
|
255.255.255.224 |
64 |
6 |
/26 |
|
255.255.255.192 |
128 |
7 |
/25 |
|
255.255.255.128 |
256 |
8 |
/24 |
1C |
255.255.255.0 |
512 |
9 |
/23 |
2C |
255.255.254.0 |
1024 |
10 |
/22 |
4C |
255.255.252.0 |
2048 |
11 |
/21 |
8C |
255.255.248.0 |
4096 |
12 |
/20 |
16C |
255.255.240.0 |
8192 |
13 |
/19 |
32C |
255.255.224.0 |
16384 |
14 |
/18 |
64C |
255.255.192.0 |
32768 |
15 |
/17 |
128C |
255.255.128.0 |
65536 |
16 |
/16 |
1B |
255.255.0.0 |
131072 |
17 |
/15 |
2B |
255.254.0.0 |
262144 |
18 |
/14 |
4B |
255.252.0.0 |
524288 |
19 |
/13 |
8B |
255.248.0.0 |
1048576 |
20 |
/12 |
16B |
255.240.0.0 |
2097152 |
21 |
/11 |
32B |
255.224.0.0 |
4194304 |
22 |
/10 |
64B |
255.192.0.0 |
8388608 |
23 |
/9 |
128B |
255.128.0.0 |
16777216 |
24 |
/8 |
1A |
255.0.0.0 |
33554432 |
25 |
/7 |
2A |
254.0.0.0 |
67108864 |
26 |
/6 |
4A |
252.0.0.0 |
134217728 |
27 |
/5 |
8A |
248.0.0.0 |
268435456 |
28 |
/4 |
16A |
240.0.0.0 |
536870912 |
29 |
/3 |
32A |
224.0.0.0 |
1073741824 |
30 |
/2 |
64A |
192.0.0.0 |
2147483648 |
31 |
/1 |
128A |
128.0.0.0 |
4294967296 |
32 |
/0 |
256A |
0.0.0.0 |
Назначение маски подсети
Каждый IP-адрес состоит из двух частей. Как узлы определяют, где сетевая часть, а где адрес узла? Для этого используется маска подсети.
При настройке IP узлу присваивается не только IP-адрес, но и маска подсети. Как и IP-адрес, маска состоит из 32 бит. Она определяет, какая часть IP-адреса относится к сети, а какая – к узлу.
Маска сравнивается с IP-адресом побитно, слева направо. В маске подсети единицы соответствуют сетевой части, а нули — адресу узла.
Отправляя пакет, узел сравнивает маску подсети со своим IP-адресом и адресом назначения. Если биты сетевой части совпадают, значит, узлы источника и назначения находятся в одной и той же сети, и пакет доставляется локально. Если нет, отправляющий узел передает пакет на интерфейс локального маршрутизатора для отправки в другую сеть.
В домашних офисах и небольших компаниях чаще всего встречаются следующие маски подсети: 255.0.0.0 (8 бит), 255.255.0.0 (16 бит) и 255.255.255.0 (24 бита). В маске подсети 255.255.255.0 (десятичный вариант), или 11111111.11111111.1111111.00000000 (двоичный вариант) 24 бита идентифицируют сеть, а 8 — узлы в сети.
Чтобы вычислить количество возможных сетевых узлов, нужно взять количество отведенных для них бит в степени 2 (2 ^ 8 = 256). Из полученного результата необходимо вычесть 2 (256-2). Дело в том, что состоящая из одних единиц (1) отведенная узлам часть IP-адреса предназначена для адреса широковещательной рассылки и не может принадлежать одному узлу. Часть, состоящая только из нулей, является идентификатором сети и тоже не может быть присвоена конкретному узлу. Возвести число 2 в степень без труда можно с помощью калькулятора, который есть в любой операционной системе Windows.
Иначе допустимое количество узлов можно определить, сложив значения доступных бит (128+64+32+16+8+4+2+1 = 255). Из полученного значения необходимо вычесть 1 (255-1 = 254), поскольку значение всех бит отведенной для узлов части не может равняться 1. 2 вычитать не нужно, поскольку сумма нулей равна нулю и в сложении не участвует.
В 16-битной маске для адресов узлов отводится 16 бит (два октета), и в одном из них все значения могут быть равны 1 (255). Это может быть и адрес широковещательной рассылки, но если другой октет не состоит из одних единиц, адрес можно использовать для узла. Не забывайте, что узел проверяет значения всех бит, а не значения одного октета.
Адреса подсетей
Взаимодействие IP-адреса и маски подсети
Публичные и частные IP-адреса
Всем узлам, подключенным непосредственно к Интернету, необходим уникальный публичный IP-адрес. Поскольку количество 32-битных адресов конечно, существует риск, что их не хватит. В качестве одного из решений было предложено зарезервировать некоторое количество частных адресов для использования только внутри организации. В этом случае внутренние узлы смогут обмениваться данными друг с другом без использования уникальных публичных IP-адресов.
В соответствии со стандартом RFC 1918 было зарезервировано несколько диапазонов адресов класса A, B и C. Как видно из таблицы, в диапазон частных адресов входит одна сеть класса A, 16 сетей класса B и 256 сетей класса C. Таким образом, сетевые администраторы получили определенную степень свободы в плане предоставления внутренних адресов.
В очень большой сети можно использовать частную сеть класса A, где можно создать более 16 миллионов частных адресов.
В сетях среднего размера можно использовать частную сеть класса B с более чем 65 000 адресов.
В домашних и небольших коммерческих сетях обычно используется один частный адрес класса C, рассчитанный на 254 узла.
Одну сеть класса A, 16 сетей класса B или 256 сетей класса C могут использовать организации любого размера. Многие организации пользуются частной сетью класса A.
Частные IP-адреса
Узлы из внутренней сети организации могут использовать частные адреса до тех пор, пока им не понадобится прямой выход в Интернет. Соответственно, один и тот же набор адресов подходит для нескольких организаций. Частные адреса не маршрутизируются в Интернете и быстро блокируются маршрутизатором поставщика услуг Интернета.
При подключении сети предприятия, в которой используются частные адреса, к сети Internet необходимо обеспечить преобразование частных адресов в открытые. Такой процесс называется трансляцией сетевых адресов (Network Address Translation — NAT) и обычно выполняется маршрутизатором.
Частные адреса можно использовать как меру безопасности, поскольку они видны только в локальной сети, а посторонние получить прямой доступ к этим адресам не могут.
Кроме того, существуют частные адреса для диагностики устройств. Они называются адресами обратной связи. Для таких адресов зарезервирована сеть 127.0.0.0 класса А.
MAC-адрес (от англ. Media Access Control — управление доступом к среде) — это уникальный идентификатор, присваиваемый каждой единице оборудования компьютерных сетей. В широковещательных сетях (таких, как сети на основе Ethernét) MAC-адрес позволяет уникально идентифицировать каждый узел сети и доставлять данные только этому узлу.
В этом разделе мы рассмотрим то, как при посылке IP-пакета определяется Ethernet-адрес назначения. Для отображения IP-адресов в Ethernet адреса используется протокол ARP (Address Resolution Protocol - адресный протокол). Отображение выполняется только для отправляемых IP-пакетов, так как только в момент отправки создаются заголовки IP и Ethernet.
ARP (англ. Address Resolution Protocol — протокол определения адреса) — протокол канального уровня, предназначенный для определения MAC-адреса по известному IP-адресу. Наибольшее распространение этот протокол получил благодаря повсеместности сетей IP, построенных поверх Ethernet, поскольку практически в 100 % случаев при таком сочетании используется ARP.
43. Структура системы доменных имен. Примеры доменов первого уровня. Примеры именования хостов с помощью доменов.
Домен — это название зоны в системе доменных имён (DNS) Интернета. Домен может быть выделенной или какой-либо стране, иоли организации, или для иных целей. Структура доменного имени отражает порядок следования зон в иерархическом виде. Доменное имя читается слева направо от младших доменов к доменам высшего уровня (в порядке повышения значимости). Корневым элементом всей системы доменов является точка (.). Вот справа и налево до точки идут домены первого уровня (географические как домен ua, или общего назначения как домен .com). Потом — идет домен второго уровня, домен третьего уровня и т. д. Таким образом - в наименовании компьютеров в Доменной системе имен (DNS) существует доменная иерархия. При этом поддомен (англ. subdomain) — это имя подчинённой доменной зоны. Например, домен .com.ua — поддомен домена ua. При этом как правило, регистрация доменов предполагает оплату такой регистрации домена. Доменная зона — совокупность доменных имён определённого уровня, входящих в конкретный домен. Например, доменная зона com.ua включает все доменные имена третьего уровня в этом поддомене. Например - домен d.com.ua, домен domain.com.ua или domainname.com.ua - это все домнены поддомен .com.ua Существуют так называемые домены верхнего уровня. Домены верхнего уровня являются как бы исходными точками отсчёта, с которых начинаются имена доменов в Интернете. Домены записываются как бы в обратном порядке. Последняя часть домен - основная доменная зона. Поскольку каждое имя домена состоит из нескольких частей, разделённых точками и записанными в обратном порядке, то доменом верхнего уровня (англ. Top-level domain — TLD) является последняя из частей имени домена, отделенная точкой. Например, в имени домена domainname.com - доменом верхнего уровня является домен .com. Можно написать и большими буквами - COM, поскольку домены при их написании в броузере нечувствительны к регистру. Поэтому домен можно написать как Domainname.com, можно написать домен как DOMAINname.COM, НИЧЕГО НЕ ИЗМЕНИТСЯ, ВЫ ПОПАДЕТЕ НА ОДИН И ТОТ ЖЕ ДОМЕН (адрес). Хостинг. Слово "хостинг", как и многие слова, используемые в Интернете, произошло из английского языка от слова "host", (основное устройство, главный компьютер, хозяин). Под словом хостинг подразумевается размещение вашей странички в глобальной сети Интернет.
Достаточно примечальным в доменном мире является тот факт, что 30 октября 2009 года появился домен рф. Этот двубуквенный домен расшифровуется как Российская Федерация. И это первый домен в истории ICANN, написанный на национальном языке. Кстати, также интересно то, что до сих пор существует и Многонациональный домен SU, как отражение нашей истори - существования Soviet Union, т.е. СССР. Особенности регистрации домена UA - тоже изложены на нашем сайте.
Домены первого уровня http://webevolution.ru/article.aspx?ArticlesID=11
.example, .test, .invalid, .localhost