2.1.2.3. Адреса одноадресных, широковещательных и многоадресных рассылок
Помимо классов, IP-адреса делятся на категории, предназначенные для одноадресных, широковещательных или многоадресных рассылок. С помощью IP-адресов узлы могут обмениваться данными в режиме "один к одному" (одноадресная пересылка), "один ко многим"; (многоадресная рассылка) или "один ко всем" (широковещательная рассылка).
Одноадресная рассылка
Адрес одноадресной рассылки чаще всего встречается в сети IP. Пакет с одноадресным получателем предназначен конкретному узлу. Пример: узел с IP-адресом 192.168.1.5 (источник) запрашивает веб-страницу с сервера с IP-адресом 192.168.1.200 (адресат).
Для отправки и приема одноадресного пакета IP-адрес получателя должен находиться в заголовке IP-пакета. Кроме того, в заголовке кадра Ethernet должен быть MAC-адрес получателя. IP-адрес и MAC-адрес - это данные для доставки пакета одному узлу.
Широковещательная рассылка
В пакете широковещательной рассылки содержится IP-адрес получателя, где в отведенной узлу части есть только единицы (1). Это означает, что пакет получат и обработают все узлы в локальной сети (домене широковещательной рассылки). Широковещательные рассылки предусмотрены во многих Интернет-протоколах, например, ARP и DHCP.
В сети класса C 192.168.1.0 с маской подсети по умолчанию 255.255.255.0 используется адрес широковещательной рассылки 192.168.1.255. В отведенной узлу части стоит 255, или двоичное 11111111 (все единицы).
В сети класса B 172.16.0.0 с маской подсети по умолчанию 255.255.0.0 используется адрес широковещательной рассылки 172.16.255.255.
В сети класса A 10.0.0.0 с маской подсети по умолчанию 255.0.0.0 используется адрес широковещательной рассылки 10.255.255.255..
Для сетевого IP-адреса широковещательной рассылки нужен соответствующий MAC-адрес в кадре Ethernet. В сетях Ethernet используется широковещательный MAC-адрес из 48 единиц, который в шестнадцатеричном формате выглядит как FF-FF-FF-FF-FF-FF.
Многоадресная рассылка
Адреса многоадресных рассылок позволяют источнику рассылать пакет группе устройств.
Устройства, принадлежащие к многоадресной группе, получают ее IP-адрес. Диапазон таких адресов - от 224.0.0.0 до 239.255.255.255. Поскольку адреса многоадресных рассылок соответствуют группам адресов (которые иногда называются группами узлов), они используются только как адресаты пакета. У отправителя всегда одноадресный адрес.
Адреса многоадресных рассылок используются, например, в дистанционных играх в которых участвует несколько человек из разных мест. Другой пример - это дистанционное обучение в режиме видеоконференции, где несколько учащихся подключаются к одному и тому же курсу.
Как и одноадресным и широковещательным адресам, IP-адресам многоадресной рассылки нужен соответствующий MAC-адрес, позволяющий доставлять кадры в локальной сети. Многоадресный MAC-адрес - это особое значение, которое в шестнадцатеричном формате начинается с 01-00-5E. Нижние 23 бита IP-адреса многоадресной группы преобразуются в остальные 6 шестнадцатеричных символов адреса Ethernet. Пример (см. рисунок) - шестнадцатеричное значение 01-00-5E-0F-64-C5. Каждому шестнадцатеричному символу соответствует 4 двоичных бита.
2.1.3. ПОЛУЧЕНИЕ IP-АДРЕСОВ
2.1.3.1. Построение статического и динамического адреса
IP-адреса можно присваивать статически или динамически.
Статический адрес
Используя статический адрес, сетевой администратор может вручную настраивать сетевые данные узла. Как минимум, это будет IP-адрес, маска подсети и шлюз по умолчанию.
У статических адресов есть несколько преимуществ. Например, их полезно присваивать принтерам, серверам и другим сетевым устройствам, которые всегда должны быть доступны сетевым клиентам. Если обычно узлы подключаются к серверу с определенным IP-адресом, ничего хорошего не будет в том, что он изменится.
Статическое присвоение адресов усиливает контроль над сетевыми ресурсами, но ввод информации для каждого узла отнимает много времени. При статическом вводе узел выполняет только базовый поиск ошибок в IP-адресе. Соответственно, риск возникновения ошибки больше.
При использовании статической IP-адресации важно вести точный перечень адресов и устройств, которым они присвоены. Кроме того, обычно эти постоянные адреса повторно не используются.
Динамические адреса
Список пользователей локальной сети часто меняется. Появляются новые пользователи с ноутбуками, которые нужно подключить. Другие устанавливают новые рабочие станции. Чтобы каждой станции не приходилось вручную присваивать IP-адреса, проще всего это сделать автоматически. Для этого используется протокол под названием Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP).
DHCP предусматривает механизм автоматического присвоения информации об адресе, например, IP-адреса, маски подсети, шлюза по умолчанию и других настроек.
Это наиболее предпочтительный способ присвоения IP-адресов узлам в большой сети, поскольку он облегчает работу специалистов службы поддержки и практически устраняет возможность ошибки.
Другое преимущества DHCP состоит в том, что адреса присваиваются узлам временно. Если узел выключается или уходит из сети, его адрес возвращается в пул для повторного использования. Это особенно полезно для мобильных пользователей, которые то подключаются, то отключаются.
2.1.3.2. Серверы DHCP
Когда вы подключаетесь к беспроводной сети в аэропорту или магазине, доступ в Интернет обеспечивает DHCP. При входе в зону связи установленный на ноутбуке клиент DHCP связывается с локальным сервером DHCP через беспроводное соединение. Сервер DHCP присваивает ноутбуку IP-адрес.
В качестве серверов DHCP могут выступать самые разные устройства при условии, что на них установлено служебное ПО DHCP. В большинстве средних и крупных сетей сервер DHCP - это локальный выделенный сервер на базе ПК.
В домашних сетях он обычно находится у Интернет-провайдера. Узел из домашней сети получает настройки IP непосредственно от Интернет-провайдера.
Во многих домашних и небольших корпоративных сетях для подключения к модему Интернет-провайдера используется встроенный маршрутизатор. В данном случае он выступает в качестве клиента и сервера DHCP. В качестве клиента он получает настройки IP от Интернет-провайдера, а затем, уже как сервер DHCP, передает их внутренним узлам локальной сети.
Помимо серверов на базе ПК и встроенных маршрутизаторов, услуги DHCP могут предоставлять клиентам и другие сетевые устройства, например, выделенные маршрутизаторы. Такое встречается реже.
2.1.3.3. Настройка DHCP
При первой настройке в качестве клиента DHCP у узла нет IP-адреса, маски подсети и шлюза по умолчанию. Он получает эти данные от сервера DHCP, локального или принадлежащего Интернет-провайдеру. На сервере DHCP настраивается диапазон, или пул, IP-адресов, которые можно присвоить клиентам DHCP.
Клиент, которому нужен IP-адрес, посылает сообщение о поиске DHCP в виде широковещательной рассылки с IP-адресом получателя 255.255.255.255 (32 единицы) и MAC-адресом получателя FF-FF-FF-FF-FF-FF (48 единиц). Кадр DHCP получат все узлы в сети, но ответит только сервер DHCP. Он отправляет источнику предложенный IP-адрес клиента. Узел в ответ посылает на указанный сервер запрос DHCP с подтверждением использования IP-адреса. Сервер присылает подтверждение.
В большинстве домашних и небольших корпоративных сетей услуги DHCP предоставляет локальным сетевым клиентам многофункциональное устройство. Для настройки беспроводного маршрутизатора Linksys нужно войти в веб-интерфейс: открыть обозреватель и ввести в поле "Address" IP-адрес маршрутизатора по умолчанию: 192.168.1.1. Откройте окно настройки DHCP.
IP-адрес 192.168.1.1 и маска подсети 255.255.255.0 выбраны для интерфейса встроенного маршрутизатора по умолчанию. Это шлюз по умолчанию для всех узлов в локальной сети и IP-адрес встроенного сервера DHCP. По умолчанию у большинства беспроводных маршрутизаторов и других домашних встроенных маршрутизаторов сервер DHCP включен.
В окне настройки DHCP можно выбрать диапазон DHCP по умолчанию или указать начальный адрес диапазона DHCP (не используйте 192.168.1.1) и количество присваиваемых адресов. Кроме того, можно изменить время выделения (по умолчанию 24 часа). Функция настройки DHCP у большинства Интернет-провайдеров предоставляет информацию о подключенных узлах и IP-адресах, соответствующих MAC-адресах и времени выделения.
В таблице клиентов DHCP отображается имя клиента и тип подключения (ЛВС Ethernet или беспроводная связь).
