Какие виды адресов применяются в компьютерных сетях. Виды адресов в компьютерных сетях: IP-адресация, MAC-адреса и доменные имена

Какие типы адресов используются в компьютерных сетях. Как устроены IP-адреса и маски подсети. Чем отличаются MAC-адреса от IP-адресов. Для чего нужны доменные имена. Как работает классовая и бесклассовая IP-адресация.

Основные виды адресов в компьютерных сетях

В современных компьютерных сетях используется несколько видов адресов для идентификации устройств и передачи данных:

• MAC-адреса
• IP-адреса
• Доменные имена

Каждый из этих типов адресов выполняет свою роль в обеспечении работы сетей. Рассмотрим их подробнее.

MAC-адреса: уникальные идентификаторы сетевых устройств

MAC-адрес (Media Access Control) — это уникальный идентификатор, присваиваемый каждому сетевому интерфейсу. Основные характеристики MAC-адресов:

• Длина 6 байт (48 бит)
• Записывается в виде шести групп по два шестнадцатеричных числа, например: 00-11-22-33-44-55
• Присваивается производителем оборудования
• Не меняется и остается уникальным
• Используется для адресации в пределах одной подсети

В чем отличие MAC-адреса от IP-адреса? MAC-адрес привязан к конкретному сетевому адаптеру, а IP-адрес назначается программно и может меняться. При передаче данных внутри локальной сети используются именно MAC-адреса для идентификации отправителя и получателя.

IP-адреса: основа маршрутизации в сетях

IP-адрес (Internet Protocol) — это уникальный числовой идентификатор устройства в сети TCP/IP. Рассмотрим ключевые особенности IP-адресов:

• Длина 32 бита для IPv4 и 128 бит для IPv6
• Записывается в виде четырех десятичных чисел, разделенных точками (для IPv4)
• Пример IPv4 адреса: 192.168.0.1
• Назначается программно и может меняться
• Используется для маршрутизации между разными сетями

IP-адрес состоит из двух частей — адреса сети и адреса хоста. Граница между этими частями определяется маской подсети.

Структура IP-адреса и маска подсети

Маска подсети — это 32-битное число, которое показывает, какая часть IP-адреса относится к адресу сети, а какая — к адресу хоста. Например:

• IP-адрес: 192.168.1.100
• Маска: 255.255.255.0

Здесь первые 24 бита (3 октета) определяют адрес сети 192.168.1.0, а последние 8 бит — адрес хоста 100.

Доменные имена: удобные символьные адреса

Доменные имена — это символьные имена, используемые для удобной идентификации ресурсов в интернете. Основные характеристики доменных имен:

• Состоят из нескольких уровней, разделенных точками
• Пример: www.example.com
• Преобразуются в IP-адреса с помощью системы DNS
• Позволяют использовать легко запоминаемые имена вместо числовых IP-адресов

Доменные имена значительно упрощают навигацию в интернете для конечных пользователей.

Классовая и бесклассовая IP-адресация

Исторически существовало два подхода к распределению IP-адресов:

Классовая адресация

При классовой адресации все адресное пространство было разделено на 5 классов:

• Класс A: 0.0.0.0 — 127.255.255.255
• Класс B: 128.0.0.0 — 191.255.255.255
• Класс C: 192.0.0.0 — 223.255.255.255
• Класс D: 224.0.0.0 — 239.255.255.255 (для многоадресной рассылки)
• Класс E: 240.0.0.0 — 255.255.255.255 (зарезервирован)

У классовой адресации были серьезные недостатки, в первую очередь неэффективное использование адресного пространства.

Бесклассовая адресация (CIDR)

Бесклассовая адресация позволяет гибко выделять адресные блоки произвольного размера. Основные преимущества:

• Более эффективное использование адресов
• Возможность выделять сети произвольного размера
• Упрощение маршрутизации за счет агрегации маршрутов

При бесклассовой адресации маска подсети может иметь произвольную длину, а не только значения, кратные 8 битам.

Частные и публичные IP-адреса

Для решения проблемы нехватки IPv4 адресов было введено разделение на частные и публичные адреса:

Частные (приватные) адреса

Используются во внутренних сетях и не маршрутизируются в интернете. Диапазоны частных адресов:

• 10.0.0.0 — 10.255.255.255
• 172.16.0.0 — 172.31.255.255
• 192.168.0.0 — 192.168.255.255

Публичные адреса

Уникальные адреса, используемые для маршрутизации в глобальной сети интернет. Все адреса, не входящие в диапазоны частных, считаются публичными.

Такое разделение позволило существенно сэкономить публичные адреса за счет использования технологии NAT для выхода в интернет из локальных сетей.

Особенности адресации в протоколе IPv6

IPv6 был разработан для решения проблемы исчерпания адресов IPv4. Основные отличия IPv6:

• Длина адреса 128 бит вместо 32 бит в IPv4
• Обеспечивает около 340 ундециллионов уникальных адресов
• Записывается в виде восьми групп по четыре шестнадцатеричные цифры
• Пример: 2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334
• Поддерживает автоматическую настройку адресов
• Улучшенная поддержка мобильности и безопасности

Переход на IPv6 позволит обеспечить достаточное количество адресов для развития интернета на долгие годы вперед.

Заключение

Адресация играет ключевую роль в работе компьютерных сетей. Различные виды адресов — MAC, IP, доменные имена — обеспечивают уникальную идентификацию устройств и ресурсов на разных уровнях сетевого взаимодействия. Понимание принципов адресации необходимо для эффективного проектирования, настройки и администрирования современных сетей.

Адресация в компьютерных сетях

Понятие IP-адреса является одним из базовых при изучении сетей. Введение IP-адреса позволило создать независимую от других технологий передачи данных систему адресации, где каждому устройству присваивается номер из четырех байт, позволяющий идентифицировать его в сети. С таким подходом возможно присвоить около 4,22 миллиардов уникальных IP-адресов. На первый взгляд это кажется большим числом, однако уже сегодня ресурс практически исчерпан. Параллельно с этим создавались технологии, позволяющие сэкономить пространство IPv4 адресов, важнейшей из которых является NAT.

Но все-таки самым эффективным решением проблемы считается переход на расширенную версию IPv6. IPv6 поддерживает 128 бит. Я не буду писать точное количество IP-адресов, лучше скажу, что если каждому атому на Земле присвоить свой IP, то ресурса IPv6 хватит еще на сотню таких же планет. Вообщем IP-адресов хватит всем.

Разберем, какие вообще существуют адреса в компьютерных сетях. В TCP/IP все хосты распознаются с помощью трех типов адресов:

1. MAC-адрес – тип адреса, который используется средствами Ethernet для доставки данных в пределах одной подсети. Адрес имеет формат 6 байт, назначается производителем оборудования и является уникальным. Например: 00-11-20-7A-3F-3E
2. IP-адрес – тип адреса, на основании которого передаются пакеты между сетями. Адрес имеет формат 4 байта. Пример адреса: 192.168.0.1 
3. Доменное имя – тип адреса, который использует символьное написание для обеспечения удобства чтения. Например: netclo.ru

Самое важное в данный момент понимать разницу между MAC и IP-адресом. MAC-адрес присваивается непосредственно сетевому адаптеру. Если у компа несколько сетевых карт, то и MAC-адресов у него будет не один. IP-адрес обрабатывается на уровне операционной системы. Операционная система связывает каждый сетевой адаптер с некоторым IP-адресом, который может быть задан как вручную (администратором), так и динамически (с помощью DHCP-сервера). При передаче пакета по сети, IP-адрес на всем протяжении пути не меняется, а вот MAC-адрес меняется. Поясним это на картинке.

Вот компьютер PC0 передает пакет к серверу. При этом на пути к серверу находится два маршрутизатора. При передаче пакета PC0 закладывает в пакет следующую информацию: IP-адрес отправителя: 192.168.1.0 (PC0), IP-адрес получателя: 192.168.3.50 (Server0), MAC-адрес отправителя: AAA (PC0), MAC-адрес получателя: BBB (R1). Как видим, IP и MAC-адреса отправителя отличаются. В качестве MAC-адреса указывается следующий на пути маршрутизатор. Далее MAC-адрес будет каждый раз подменяться. При передаче пакета с R1 MAC-адрес отправителя: CCC, MAC-адрес получателя: EEE. При этом важно что, на протяжении всего пути IP-адреса как отправителя, так и получателя меняться не будут.

Отметим несколько важных аспектов, касающихся IP-адреса:

1. IP-адрес характеризует не отдельный компьютер или маршрутизатор, а одно сетевое соединение
2. Маршрутизатор по определению входит сразу в несколько сетей, поэтому каждый порт маршрутизатора имеет собственный IP-адрес
3. Конечный узел также может входить в несколько IP-сетей, в этом случае компьютер должен иметь несколько IP-адресов, по числу сетевых связей.

Структура IPv4-адреса

IP-адрес состоит из двух частей: номера сети и номера узла в сети. Сети делятся на фрагменты для того, чтобы трафик был равномерно распределен в пределах одной подсети. IPv4 адрес содержит 4 байта. Каждый байт разделен от другого через точку.

Для разделения всей сети на подсети используют маску. Маска накладывается на основной адрес и определяет какая часть относится к адресу сети, а какая к адресу узла в этой сети.

Как видно из таблицы выше, маска имеет такой же формат как и Ip-адрес. В двоичной форме она представляет из себя совокупность подряд идущих единиц и нулей. Префикс показывает число подряд идущих единиц. Количество адресов для данной маски можно посчитать по формуле:

Где p – префикс

Чтобы получить адрес сети, зная маску и IP-адрес, необходимо применить к ним операцию поразрядной конъюнкции.

IP-адрес:   11000000.10101000.00000101.00000101 (192.168.5.5)
Маска сети: 11111111.11111111.11111111.00000000 (255.255.255.0)
Адрес сети: 11000000.10101000.00000101.00000000 (192.168.5.0)

Поразрядно умножаем каждый бит IP-адреса на соответствующий бит маски. В итоге получаем адрес сети.

В локальных сетях, основанных на протоколе IP, могут использоваться специальные адреса, назначенные IANA:

10.0.0.0 – 10.255.255.255

172.16.0.0 – 172.31.255.255

192.168.0.0 – 192.168.255.255

Такие адреса называются локальными или “серыми”, эти адреса не маршрутизируются в Интернет. В различных непересекающихся локальных сетях адреса могут повторяться и это не является проблемой, так как доступ в другие сети происходит с применением технологий, подменяющих или скрывающих адрес внутреннего узла сети за ее пределами – NAT и proxy. Для обеспечения связи локальных сетей (LAN) с глобальными сетями (WAN) используют маршрутизаторы

На моем сайте вы можете скачать программу для расчета параметров сети. Программа принимает в качестве входных данных IP-адрес и маске. По этим данным рассчитывает инверсию, префикс сети, адрес сети, широковещательный адрес (broadcast), минимальный и максимальный IP-адреса, а также показывает возможное число хостов. Может быть полезна системным администраторам, сетевым инженерам. Программа написана на Python.

 

Помогла ли вам статья? Да Нет Стоп Спасибо! Ваш голос учтен.

Основы компьютерных сетей. Тема №5. Понятие IP адресации, масок подсетей и их расчет

Приветствую вас на очередном выпуске. И сегодня речь пойдет о том, какие бывают IP-адреса, и как ими пользоваться. Что такое маска подсети, как она считается, и для чего она нужна. Как делить сети на подсети и суммировать их. Заинтересовавшихся приглашаю к прочтению.

Начнем, или уже продолжим, с самого популярного, заезженного и больного. Это IP-адреса. На протяжении 4-х статей это понятие встречалось по несколько раз, и скорее всего вы уже либо сами поняли для чего они, либо нагуглили и почитали о них. Но я обязан вам это рассказать, так как без ясного понимания двигаться дальше будет тяжело.

Итак IP-адрес — это адрес, используемый узлом на сетевом уровне. Он имеет иерархическую структуру. Что это значит? Это значит, что каждая цифра в его написании несет определенный смысл. Объясню на очень хорошем примере. Примером будет номер обычного телефона — +74951234567. Первой цифрой идет +7. Это говорит о том, что номер принадлежит зоне РФ. Далее следует 495. Это код Москвы. И последние 7 цифр я взял случайными. Эти цифры закреплены за районной зоной. Как видите здесь наблюдается четкая иерархия. То есть по номеру можно понять какой стране, зоне он принадлежит. IP адреса придерживаются аналогично строгой иерархии. Контролирует их организация IANA(англ. Internet Assigned Numbers Authority). Если на русском, то это «Администрация адресного пространства Интернет». Заметьте, что слово «Интернет» с большой буквы. Мало кто придает этому значение, поэтому объясню разницу. В англоязычной литературе термин «internet» используется для описания нескольких подключённых друг к другу сетей. А термин «Internet» для описания глобальной сети. Так что примите это к сведению.

Несмотря на то, что тема статьи больше теоретическая, нежели практическая, я настоятельно рекомендую отнестись к ней со всей серьезностью, так как от нее зависит понимание дальнейших тем, а особенно маршрутизации. Не для кого, я думаю, не секрет, что мы привыкли воспринимать числовую информацию в десятичном формате (в числах от 0-9). Однако все современные компьютеры воспринимают информацию в двоичном (0 и 1). Не важно при помощи тока или света передается информация. Вся она будет воспринята устройством как есть сигнал (1) или нет (0). Всего 2 значения. Поэтому был придуман алгоритм перевода из двоичной системы в десятичную, и обратно. Начну с простого и расскажу, как выглядят IP адреса в десятичном формате. Вся эта статья посвящена IP адресам версии 4. О версии 6 будет отдельная статья. В предыдущих статьях, лабах, да и вообще в жизни, вы видели что-то вроде этого «193.233.44.12». Это и есть IP адрес в десятичной записи. Состоит он из 4-х чисел, называемых октетами и разделенных между собой точками. Каждое такое число (октет) может принимать значение от 0 до 255. То есть одно из 256 значений. Длина каждого октета равна 8 битам, а суммарная длина IPv4 = 32 битам. Теперь интересный вопрос. Каким образом этот адрес воспримет компьютер, и как будет с ним работать?

Можно конечно набить это в калькулятор, коих навалом в Интернете, и он переведет его в двоичный формат, но я считаю, что переводить вручную должен уметь каждый. Особенно это касается тех, кто планирует сдавать экзамен. У вас не будет под рукой ничего, кроме бумаги и маркера, и полагаться придется только на свои навыки. Поэтому показываю, как это делать вручную. Строится таблица.

Вместо «x» записывается либо 1, либо 0. Таблица разделена на 8 колонок, каждая из которых несет в себе 1 бит (8 колонок = 8 бит = 1 октет). Расположены они по старшинству слева направо. То есть первый (левый) бит — самый старший и имеет номер 128, а последний (правый) — самый младший и имеет номер 1. Теперь объясню, откуда эти числа взялись. Так как система двоичная, и длина октета равна 8-ми битам, то каждое число получается возведением числа 2 в степень от 0 до 7. И каждая из полученных цифр записывается в таблицу от большего к меньшему. То есть слева направо. От 2 в 7-ой степени до 2 в 0-ой степени. Приведу таблицу степеней 2-ки.

Думаю теперь понятно, каким образом строится таблица. Давайте теперь разберем адрес «193.233.44.12» и посмотрим, как он выглядит в двоичном формате. Разберем каждый октет отдельно. Возьмем число 193 и посмотрим, из каких табличных комбинаций оно получается. 128 + 64 + 1 = 193.

Те числа, которые участвовали в формировании комбинации получают 1, а все остальные получают 0.

Берем первый октет 233. 128 + 64 + 32 + 8 + 1.

Для 44 — это 32 + 8 + 4.

И напоследок 12. 8 + 4.

Получается длинная битовая последовательность 11000001.11101001.00101100.00001100. Именно с данным видом работают сетевые устройства. Битовая последовательность обратима. Вы можете так же вставить каждый октет (по 8 символов) в таблицу и получить десятичную запись. Я представлю совершенно случайную последовательность и приведу ее к десятичному виду. Пусть это будет 11010101.10110100.11000001.00000011. Строю таблицу и заношу в нее первый блок.

Получаю 128 + 64 + 16 + 4 + 1 = 213.

Вычисляю второй блок.

Считаю 128 + 32 + 16 + 4 = 180.

Третий блок.

128 + 64 + 1 = 193.

И напоследок четвертый.

2 + 1 = 3

Собираем результаты вычислений и получаем адрес 213.180.193.3. Ничего тяжелого, чистая арифметика. Если тяжело и прям невыносимо трудно, то попрактикуйтесь. Сначала может показаться страшным, так как многие закончили учебу лет 10 назад и многое позабыли. Но уверяю, что как только набьете руку, считать будет гораздо легче. Ну а для закрепления дам вам несколько примеров для самостоятельного расчета (под спойлером будут ответы, но открывайте их только когда прорешаете сами).

Задача №1

1) 10.124.56.220
2) 113.72.101.11
3) 173.143.32.194
4) 200.69.139.217
5) 88.212.236.76
6) 01011101.10111011.01001000.00110000
7) 01001000.10100011.00000100.10100001
8) 00001111.11011001.11101000.11110101
9) 01000101.00010100.00111011.01010000
10) 00101011.11110011.10000010.00111101

Ответы

1) 00001010.01111100.00111000.11011100
2) 01110001.01001000.01100101.00001011
3) 10101101.10001111.00100000.11000010
4) 11001000.01000101.10001011.11011001
5) 01011000.11010100.11101100.01001100
6) 93.187.72.48
7) 72.163.4.161
8) 15.217.232.245
9) 69.20.59.80
10) 43.243.130.61

Теперь IP-адреса не должны быть чем-то страшным, и можно углубиться в их изучение.
Выше мы говорили о структуре телефонных номеров и их иерархии. И вот на заре рождения Интернета в том представлении, в каком мы его привыкли видеть, возник вопрос. Вопрос заключался в том, что IP-адреса нужно как-то сгруппировать и контролировать выдачу. Решением было разделить все пространство IP-адресов на классы. Это решение получило название классовая адресация (от англ. Classful). Она уже давно устарела, но практически в любой книге на нее отводятся целые главы и разделы. Cisco тоже не забывает про это и в своих учебных материалах рассказывает про нее. Поэтому я пробегусь по этой теме и покажу, чем она блистала с 1981 по 1995 год.

Пространство было поделено на 5 классов. Каждому классу был назначен блок адресов.

Начнем с класса A. Если внимательно посмотреть на таблицу, то можно заметить, что этому блоку дан самый большой блок адресов, а если быть точным, то половина всего адресного пространства. Предназначался данный класс для крупных сетей. Структура этого класса выглядит следующим образом.

В чем суть. Первый октет, то есть 8 бит, остаются за адресом сети, а 3 последних октета (то есть оставшиеся 24 бита) назначаются хостам. Вот для того, чтобы показать, какой кусок относится к сети, а какой к хостам, используется маска. По структуре записи она аналогична записи IP-адреса. Отличие маски от IP-адресов в том, что 0 и 1 не могут чередоваться. Сначала идут 1, а потом 0. Таким образом, там где есть единица, значит это участок сети. Чуть ниже, после разбора классов, я покажу, как с ней работать. Сейчас главное знать, что маска класса A — 255.0.0.0. В таблице еще упомянут какой-то первый бит и для класса A он равен 0. Этот бит как раз нужен для того, чтобы сетевое устройство понимало, к какому классу оно принадлежит. Он же еще задает начальный и конечный диапазон адресов. Если в двоичном виде записать на всех октетах единицы, кроме первого бита в первом октете (там всегда 0), то получится 127.255.255.255, что является границей класса A. Например, возьмем адрес 44.58.63.132. Мы знаем, что у класса A первый октет отдается под адрес сети. То есть «44» — это адрес сети, а «58.63.132» — это адрес хоста.

Поговорим про класс B

Этому классу был дан блок поменьше. И адреса из этого блока предназначались для сетей средних масштабов. 2 октета отданы под адрес сети, и 2 — под адрес хостов. Маска у B класса — 255.255.0.0. Первые биты строго 10. А остальные меняются. Перейдем к примеру: 172.16.105.32. Два первых октета под адрес сети — «172.16». А 3-ий и 4-ый под адрес хоста — «105.32».

Класс C

Этот класс обделили адресами и дали ему самый маленький блок. Он был предназначен для мелких сетей. Зато этот класс отдавал целых 3 октета под адрес сети и только 1 октет — под хосты. Маска у него — 255.255.255.0. Первые биты 110. На примере это выглядит так — 192.168.1.5. Адрес сети «192.168.1», а адрес хоста «5».

Классы D и E. Я неcпроста объединил их в один. Адреса из этих блоков зарезервированы и не могут назначаться сетям и хостам. Класс D предназначен для многоадресной рассылки. Аналогию можно привести с телевидением. Телеканал вещает группе лиц свой эфир. И те, кто подключены, могут смотреть телепередачи. То есть в распоряжение администраторов могут попасть только 3 первых класса.

Напомню, что первые биты у класса D — это 1110. Пример адреса — 224.0.0.5.

А первые биты у класса E — это 1111. Поэтому, если вдруг увидите адрес вида 240.0.0.1, смело говорите, что это адрес E класса.

Про классы обмолвились. Теперь озвучу вопрос, который мне недавно задали. Так зачем тогда маски? У нас итак хосты понимают в каком они классе. Но суть вот в чем. Например, у вас есть маленький офис, и вам нужен блок IP-адресов. Никто не будет вам выдавать все адреса класса C. А дадут только его кусок. Например 192.168.1.0 с маской 255.255.255.0. Так вот эта маска и будет определять вашу границу. Мы уже говорили, что октет варьируется в значении от 0 до 255. Вот этот 4 октет полностью в вашем распоряжении. За исключением первого адреса и последнего, то есть 0 и 255 в данном случае. Первый адрес — это адрес сети (в данном случае 192.168.1.0), а последний адрес — широковещательный адрес (192.168.1.255). Напомню, что широковещательный адрес используется в том случае, когда надо передать информацию всем узлам в сети. Поэтому есть правило. Если вам надо узнать номер сети, то все биты относящиеся к хосту обращаете в 0, а если широковещательный, то все биты — в 1. Поэтому, если из 256 адресов забирается 2 адреса, то на назначение хостам остается 254 адреса (256 — 2). На собеседованиях и экзаменах часто любят спрашивать: «Количество IP-адресов в сети?» и «Сколько доступных IP-адресов в сети для назначения хостам?». Два разных вопроса, которые могут поставить в тупик. Ответом на первый будет — все адреса, включая адрес сети и широковещательный адрес, а на второй вопрос — все адреса, кроме адреса сети и широковещательного адреса.

Теперь углубимся в изучении маски.

Я записал адрес класса C 192.168.1.1 с маской 255.255.255.0 в десятичном и двоичном формате. Обратите внимание на то, как выглядит IP-адрес и маска в двоичном формате. Если в IP-адресе 0 и 1 чередуются, то в маске сначала идут 1, а потом 0. Эти биты фиксируют адрес сети и задают размер. По таблице выше можно сделать вывод, что в двоичном виде маска представлена последовательностью 24 единиц подряд. Это говорит о том, что целых 3 октета выделено под сеть, а 4 октет свободен под адресацию для хостов. Здесь ничего необычного. Это стандартная маска класса C.

Но вот в чем загвоздка. Например, в вашем офисе 100 компьютеров, и расширяться вы не планируете. Зачем плодить сеть из 250+ адресов, которые вам не нужны?! На помощь приходит разделение на подсети. Это очень удобная вещь. Объясню принцип на примере того же класса C. Как бы вы не хотели, но трогать 3 октета нельзя. Они фиксированы. Но вот 4 октет свободен под хосты, поэтому его можно трогать. Заимствуя биты из хостового куска, вы дробите сеть на n-ое количество подсетей и, соответственно, уменьшаете в ней количество адресов для хостов.

Попробуем это воплотить в реальность. Меняю маску. Заимствую первый бит из хостовой части(то есть 1-ый бит 4-ого октета выставляю в единицу). Получается следующая маска.

Данная маска делит сеть на 2 части. Если до дробления у сети было 256 адресов(от 0 до 255), то после дробления у каждого куска будет по 128 адресов(от 0 до 127 и от 128 до 255).
Теперь посмотрю, что изменится в целом с адресами.

Красным цветом я показал те биты, которые зафиксированы и не могут изменяться. То есть маска ей задает границу. Соответственно биты помеченные черным цветом определены для адресации хостов. Теперь вычислю эту границу. Чтобы определить начало, надо все свободные биты(помеченные черным цветом) обратить в ноль, а для определения конца обратить в единицы. Приступаю.

То есть в четвертом октете меняются все биты, кроме первого. Он жестко фиксирован в рамках этой сети.

Теперь посмотрим на вторую половину сети и вычислим ее адреса. Деление у нас производилось заимствованием первого бита в 4-ом октете, значит он является делителем. Первая половина сети получалась, когда этот бит принимал значение 0, а значит вторая сеть образуется, когда этот бит примет значение 1. Обращаю этот бит в 1 и посмотрю на границы.

Приведу в десятичный вид.

Соответственно .128 и .255 назначать хостам нельзя. Значит в доступности 128-2=126 адресов.
Вот таким образом можно при помощи маски управлять размером сети. Каждый заимствованный бит делит сеть на 2 части. Если откусить 1 бит от хостовой части, то поделим на 2 части (по 128 адресов), 2 бита = 4 части (по 64 адреса), 3 бита = 8 (по 32 адреса) и так далее.

Если вы рассчитали количество бит, отдаваемые под хосты, то количество доступных IP-адресов можно вычислить по формуле

В книге У. Одома по подготовке к CCNA R&S приведена хорошая формула для расчета битов, отдаваемых на подсеть и хосты:

N + S + H = 32, где N — кол-во битов сети (класс A — 8 бит, B — 16 бит, C — 24 бита), S — кол-во заимствованных битов на подсеть (это то, что мы делали выше, когда заимствовали 1 бит из хостовой части), H — кол-во бит отводимых хостам.

Внесу ясность и объясню, как и где применять эти формулы.

Возьмем пример:

Нам выдали сеть 172.16.0.0 и попросили создать 120 подсетей со 180 хостами и записать маску. Приступим.

В качестве шпаргалки, и для быстроты вычисления, я ниже подготовил таблицу степеней двойки.

Двигаемся дальше. Первое главное условие, при использовании классовой адресации — это то, что должна использоваться одна маска для всех подсетей. То есть, если у вас для одной подсети маска 255.255.255.0, то для другой подсети она не может быть 255.255.255.128.

Теперь смотрим на выданную сеть. Путем логических размышлений понимаем, что это адрес класса B. А значит его N (кол-во битов сети) = 16. Ок. Значит на хосты выделено тоже 16 бит. Вспоминаем условия задачи. Нужно создать 120 подсетей. «Откусывать» биты от сетевой части запрещено, значит кусаем от хостовой части.

Теперь нужно взять такое кол-во бит, чтобы хватило для 120 подсетей, однако оставляло достаточное кол-во под биты для хоста. Смотрим на таблицу выше. Если взять 7 бит, то получим 128. 128>120, следовательно попадаем под условие. Если возьмем 6 бит, то получим 64. 64<128, поэтому не попадаем под условие и отбрасываем этот вариант.

Ок. Выяснили, что S надо выделить не меньше 7 бит. Теперь посмотрим, что осталось под хосты.
Если N + S + H = 32 => H = 32 — (N + S) => H = 32 — (16 + 7) = 9. Смотрим на таблицу выше (или возводим 2 в 9 степень в уме) и получаем число 512. Отнимаем 2 (адрес сети и широковещательный адрес) и получаем 510 адресов. Нам нужно 180, а значит под условие мы попадаем причем с большим запасом. В таких случаях вам предоставляется право выбора. Сделать больше подсетей или хостов на подсеть. Объясняю, что это значит. У нас есть 9 бит на хосты. Если мы возьмем 8 бит, то получим число 256. 256 — 2 = 254 адреса. Этот вариант нам тоже подходит. Возьмем 7 бит. Получаем 128. Даже не отнимая 2 адреса, становится понятно, что это меньше 180 => данный вариант отбрасывается сразу. Итого получаем, что минимальное количество для подсети — 7 бит, а для хостов — 8 бит. Поэтому свободный бит можно отдать либо на подсеть, либо на хосты. Маска получается сложением N и S. В нашем случае получаем, если под подсеть отдаем 7 бит, то получаем 23. В десятичном виде маска будет выглядеть 255.255.254.0. А если отдадим под подсеть 8 бит, то получим 24 (или в десятичном виде 255.255.255.0). Иногда бывает, что под задачу существует всего одна маска. Ну и, конечно, могут быть случаи, когда маска не попадает не под какие условия. В этих случаях нужно брать сеть другого класса или доказывать заказчику, что это невозможно.

Думаю теперь понятно, как работала классовая адресация, и как ее рассчитывали. Возможно с первого раза голова не переварит этого, поэтому перечитывайте еще раз и повнимательнее. Как только начнет что-то проясняться, потренируйтесь на задачках, которые я оставлю.

Задача №2

1) Записать маску для проекта: сеть 172.16.0.0. 250 подсетей и 220 хостов.
2) Записать маску для проекта: сеть 10.0.0.0. 2000 подсетей и 1500 хостов.
3) Записать маску для проекта: сеть 192.168.0.0. 4 подсети и 60 хостов.

Ответы на задачи

1) 24 бита или 255.255.255.0
2) 19 бит (255.255.224.0), 20 бит (255.255.240.0), 21 бит (255.255.248.0)
3) 26 бит или 255.255.255.192

На этом разговор про классовые сети начну закруглять и подведу итоги. Классовая адресация — это зарождение сегодняшнего интернета, и именно с нее все началось. Поэтому плюсов у нее много, и за это создателям спасибо. Но, как вы могли заметить, у нее было жесткая привязка к одной маске. За счет этого IP-адреса использовались не экономно и расточительно. А в связи с бурным ростом Интернета адресов стало не хватать, и срочно нужно было вносить изменения.

Поняли ведущие умы, что использовать классовые сети не удобно и нужно от них отказываться. Это привело к созданию бесклассовой адресации и маскам переменной длины, о чем мы ниже поговорим. Но перед этим пару слов о видах IP-адресов. Несмотря на то, что переход от классовой адресации к бесклассовой предполагал экономию IP-адресов, на деле эта проблема все равно решалась не полностью. Все упиралось в саму технологию IPv4. Объясню почему. Выше я говорил, что длина IP адреса равна 32 бита. Каждый бит может принимать значение 0 или 1, то есть два значения. Соответственно, чтобы вычислить все комбинации, надо возвести 2 в 32-ую степень. Получаем 4294967296 адресов. Если вычесть отсюда зарезервированные для специальных нужд и прочего, то останется примерно 4.2 млрд. адресов, когда на Земле проживает около 7.3 млрд. человек. Поэтому ведущие умы быстро просекли эту фишку и начали искать решение. Они решили выделить некое адресное пространство, которое будет использоваться только в пределах локальной сети и не будет использоваться в Интернете. Это разделило адреса на 2 лагеря: белые или публичные (англ. public) и серые или частные (англ. private).

Привожу диапазон адресов, которые выделены под локальные сети:

1) 10.0.0.0 — 10.255.255.255 с маской 255.0.0.0 (или кратко 10/8).
2) 172.16.0.0 — 172.31.255.255 с маской 255.240.0.0 (или кратко 172.16/12).
3) 192.168.0.0 — 192.168.255.255 (или кратко 192.168/16).

Если честно, я мало где видел применение адресации 172.16.X.X. Обычно в корпоративной среде всегда используется 10.X.X.X, а в домах/квартирах и мелких офисах 192.168.X.X.

Теперь прошу обратить внимание на очень важную вещь, которую многие путают. Не путайте классовую адресацию и диапазон частных адресов. Очень много людей наступают на эти грабли и свято верят, что диапазон частных адресов 10.0.0.0 — 10.255.255.255 — это диапазон A класса.
Разобрались, что такое частные адреса или private адреса. Но это еще не все. Есть еще список зарезервированных адресов, которые не могут светиться в Интернете. По ним написана целая документация на IETF. Привожу ссылку, где можете прочитать оригинал. Я кратко опишу часто встречающиеся.

1) 0.0.0.0/8 — диапазон адресов, используемый хостами для самоидентификации. Обычно это можно увидеть, когда хост пытается получить IP-адрес от DHCP сервера. Так как изначально у него нету IP-адреса, то в поле источника он вставляет адрес из данного диапазона.

2) 127.0.0.0/8 — loopback или localhost адреса. Это IP-адреса, используемые компьютером, чтобы обратиться к самому себе. Очень полезно для проверки работы TCP/IP. Дело в том, что независимо от наличия соединения с Интернетом или локальной сетью, адреса из этого пула должны всегда пинговаться. Если этого не происходит, значит система накрылась или накрывается медным тазом.

3) 169.254.0.0/16 — link-local address или локальные адреса. Автоматически используются хостами при отсутствии DHCP-сервера или его недоступности. Это позволяет быстро организовать локальную сеть и проверить работу узлов. Однако данный пул адресов не маршрутизируется. Следовательно, выйти в Интернет с них не получится.

4) 224.0.0.0/4 — блок адресов, зарезервированный под многоадресную рассылку или multicast. Для тех, кто хочет побольше узнать про multicast, оставляю ссылку.

Бесклассовая адресация (англ. Classless Inter-Domain Routing или CIDR). Описана была в стандарте RFC1519 в 1993 году. Она отказалась от классовых рамок и фиксированной маски. Адреса делятся только на публичные и зарезервированные, о которых написано выше. Если в классовой адресации маска нарезалась единой для всех подсетей, то в бесклассовой — у каждой подсети может быть своя маска. На теории все хорошо и красиво, но нет ничего лучше, чем практика. Поэтому перехожу к ней и объясню, как можно делить на подсети с разным количеством хостов.

В качестве шпаргалки приведу список всех возможных масок.

Представим ситуацию. Вам выдали сеть 192.168.1.0/24 и поставили следующие условия:

1) Подсеть на 10 адресов для гостей.
2) Подсеть на 42 адреса для сотрудников.
3) Подсеть на 2 адреса для соединения 2 маршрутизаторов.
4) Подсеть на 26 адресов для филиала.

Ок. Данная маска показывает, что в нашем распоряжении находятся 256 адресов. По условию эту сеть надо каким-то образом разделить на 4 подсети. Давайте попробуем. 256 очень хорошо делится на 4, давая в ответе 64. Значит один большой блок в 256 адресов можно поделить на 4 равных блока по 64 адреса в каждом. И все было бы прекрасно, но это порождает большое число пустых адресов. Для сотрудников, которым нужно 42 адреса, ладно, может в дальнейшем компания еще наймет. Но вот подсеть для маршрутизаторов, которая требует всего 2 адреса, оставит 60 пустых адресов. Да, вы можете сказать, что это private адреса, и кому дело до них. А теперь представьте, что это публичные адреса, которые маршрутизируются в Интернете. Их и так мало, а тут мы еще будем их отбрасывать. Это не дело, тем более, когда мы можем гибко управлять адресным пространством. Поэтому возвращаемся к примеру и нарежем подсети так, как нам нужно.

Итак, какие подсети должны быть нарезаны, чтобы вместились все адреса, заданные по условию?!

1) Для 10 хостов, наименьшей подсетью будет блок из 16 адресов.
2) Для 42 хостов, наименьшей подсетью будет блок из 64 адресов.
3) Для 2 хостов, наименьшей подсетью будет блок из 4 адресов.
4) Для 26 хостов, наименьшей подсетью будет блок из 32 адресов.

Я понимаю, что не все могут с первого раза в это вникнуть, и в этом нет ничего страшного. Все люди разные и по-разному воспринимают информацию. Для полноты эффекта покажу деление на картинке.

Вот у нас блок, состоящий из 256 адресов.

После деления на 4 части получается следующая картинка.
Выше мы выяснили, что при таком раскладе адреса используются не рационально. Теперь обратите внимание, как стало выглядеть адресное пространство после нарезки подсетей разной длины.
Как видите, в свободном доступе осталось куча адресов, которые мы в дальнейшем сможем использовать. Можно посчитать точную цифру. 256 — (64 + 32 + 16 + 4) = 140 адресов.

Вот столько адресов мы сэкономили. Двигаемся дальше и ответим на следующие вопросы:

— Какими будут сетевые и широковещательные адреса?
— Какие адреса можно будет назначить хостам?
— Как буду выглядеть маски?

Механизм деления на подсети с разной маской получил название VLSM (от англ. Variable Length Subnet Mask) или маска подсети переменной длины. Дам важный совет! Начинайте адресацию с самой большой подсети. Иначе вы можете попасть на то, что адреса начнут перекрываться. Поэтому сначала планируйте сеть на бумаге. Нарисуйте ее, изобразите в виде фигур, просчитайте вручную или на калькуляторе и только потом переходите настройке в боевых условиях.

Итак, самая большая подсеть состоит из 64 адресов. С нее и начнем. Первый пул адресов будет следующий:

Адрес подсети — 192.168.1.0.
Широковещательный адрес — 192.168.1.63.
Пул адресов для назначения хостам от 192.168.1.1 до 192.168.1.62.
Теперь выбор маски. Тут все просто. Отнимаем от целой сети нужный кусок и полученное число записываем в октет маски. То есть 256 — 64 = 192 => маска 255.255.255.192 или /26.

Дальше идет подсеть поменьше. Состоит она из 32 адресов. Если первая заканчивалась на .63, то эта будет начинаться с .64:

Адрес подсети — 192.168.1.64.
Широковещательный адрес — 192.168.1.95.
Пул адресов для назначения хостам будет от 192.168.1.65 до 192.168.1.94.
Маска: 256 — 32 = 224 => 255.255.255.224 или /27.

3-я подсеть, которая предназначена для филиала, начнет старт с .96:

Адрес подсети — 192.168.1.96.
Широковещательный адрес — 192.168.1.111.
Пул адресов для назначения хостам будет от 192.168.1.97 до 192.168.1.110.
Маска: 256 — 16 = 240 => 255.255.255.240 или /28.

Ну и для последней подсети, которая уйдет под интерфейсы, соединяющие роутеры, будет начинаться с .112:

Адрес подсети — 192.168.1.112.
Широковещательный адрес — 192.168.1.115.
Разрешенными адресами будут 192.168.1.113 и 192.168.1.114.
Маска: 256 — 4 = 252 => 255.255.255.252 или /30.

Замечу, что адрес 192.168.1.115 является последним используемым адресом. Начиная с 192.168.1.116 и до .255 свободны.

Вот таким образом, при помощи VLSM или масок переменной длины, мы экономно создали 4 подсети с нужным количеством адресов в каждой. Думаю это стоит закрепить задачкой для самостоятельного решения.

Задача №3

Разделите сеть 192.168.1.0/24 на 3 разные подсети. Найдите и запишите в каждой подсети ее адреса, широковещательный адрес, пул разрешенных к выдаче адресов и маску. Указываю требуемые размеры подсетей:

1) Подсеть на 120 адресов.
2) Подсеть на 12 адресов.
3) Подсеть на 5 адресов.

Ответ1) Адрес подсети — 192.168.1.0.
Широковещательный адрес — 192.168.1.127.
Пул адресов для назначения хостам будет от 192.168.1.1 до 192.168.1.126.
Маска: 256 — 128 = 128 => 255.255.255.128 или /25.

2) Адрес подсети — 192.168.1.128.
Широковещательный адрес — 192.168.1.143.
Пул адресов для назначения хостам будет от 192.168.1.129 до 192.168.1.142.
Маска: 256 — 16 = 240 => 255.255.255.240 или /28.

3) Адрес подсети — 192.168.1.144.
Широковещательный адрес — 192.168.1.151.
Пул адресов для назначения хостам будет от 192.168.1.145 до 192.168.1.150.
Маска: 256 — 8 = 248 => 255.255.255.248 или /29.

Теперь, когда вы знаете, как делить сети на подсети, самое время научиться собирать подсети в одну общую подсеть. Иначе это называется суммированием или summarization. Суммирование чаще всего используется в маршрутизации. Когда у вас в таблице маршрутизатора несколько соседних подсетей, маршрутизация которых проходит через один и тот же интерфейс или адрес. Скорее всего этот процесс лучше объяснять при разборе маршрутизации, но учитывая то, что тема маршрутизации и так большая, то я объясню процесс суммирования в этой статье. Тем более, что суммирование это сплошная математика, а в этой статье мы ею и занимаемся. Ну что же, приступлю.

Представим, что у меня компания состоящая из главного здания и корпусов. Я работаю в главном здании, а в корпусах коллеги. Хоть у меня и главное здание, но в нем всего 4 подсети:

— 192.168.0.0/24
— 192.168.1.0/24
— 192.168.2.0/24
— 192.168.3.0/24

Тут коллеги с соседнего здания очухались и поняли, что у них слетела конфигурация на маршрутизаторе, а бекапов нет. Наизусть они не помнят, какие в главном здании подсети, но помнят, что они находятся рядом друг с другом, и просят прислать одну суммированную. Теперь у меня возникает задача, как их суммировать. Для начала я переведу все подсети в двоичный вид.

Посмотрите внимательно на таблицу. Как видите, у 4 подсетей первые 22 бита одинаковые. Соответственно, если я возьму 192.168.0.0 с маской /22 или 255.255.252.0, то покрою свои 4 подсети. Но обратите внимание на 5 подсеть, которую я специально ввел. Это подсеть 192.168.4.0. 22-ой бит у нее отличается от предыдущих 4-х, а значит выше выбранное не покроет эту подсеть.
Ок. Теперь я отправлю коллегам суммированную подсеть, и, если они все правильно пропишут, то маршрутизация до моих подсетей будет работать без проблем.

Возьмем тот же пример и немного изменим условия. Нас попросили прислать суммарный маршрут для подсетей 192.168.0.0 и 192.168.1.0. Я не поленюсь и создам еще одну таблицу.

Обратите внимание, что у 2 первых подсетей одинаковые не 22 бита, а 23 бита. Это значит, что их можно просуммировать еще компактнее. В принципе работать будет и так, и так. Но как говорилось в одной рекламе: «Если нет разницы — зачем платить больше?». Поэтому старайтесь суммировать, не задевая при этом соседние подсети.

Таким образом, переводя подсети в двоичный формат и находя одинаковые биты, можно их суммировать.

Вообще суммирование полезно применять, когда надо объединить несколько подсетей, расположенных вблизи друг с другом. Это позволит сэкономить ресурсы маршрутизаторов. Однако это не всегда возможно. Просуммировать, например, подсеть 192.168.1.0 и 192.168.15.0, не захватив при этом соседние подсети, невозможно. Поэтому перед суммированием стоит подумать над ее целесообразностью. Поэтому повторюсь еще раз, что начинать какую-либо революцию надо на бумажке. Ну и для закрепления материала оставлю небольшую задачу.

Задача №4

Даны 4 подсети:

1) 10.3.128.0
2) 10.3.129.0
3) 10.3.130.0
4) 10.3.131.0

Просуммируйте подсети и найдите маску, которая сможет покрыть их, не задевая при этом соседние подсети.

Ответ
Исходя из этого, ответом будет 10.3.128.0/22 (255.255.252.0)

Пришло время закругляться. Статья получилась не очень длинной. Я бы даже сказал наоборот. Но все, что требует знать Cisco про IPv4, мы рассмотрели. Самое главное, что требуется от вас — это научиться работать с адресами и масками и уметь конвертировать их из десятичной в двоичную и обратно. Ну и, конечно, правильно делить на подсети и распределять адресное пространство. Спасибо, что дочитали. А если еще и задачки все сами прорешали, то цены вам нет) А если еще не прорешали, то приятного времяпровождения.

Адресация в сети интернет | BeginPC.ru

В принципе обычный пользователь компьютера вполне может ничего об этом не знать и вполне успешно пользоваться им. С другой стороны, с большой долей вероятности, рано или поздно ему придется столкнуться с ip-адресами во время настройки сетевого подключения или общения с техподдержкой провайдера. Поэтому базовые знания по данному вопросу лишними не будут.

Как вы наверно уже знаете, различные электронные устройства, объединенные между собой для обмена информацией, образуют компьютерные сети, которые в свою очередь соединяются между собой и в итоге образуется глобальная сеть Internet. Более подробно об этом можно узнать в соответствующем материале, а сейчас предлагаем вам сосредоточиться на таком вопросе, как адресация в компьютерных сетях.

Раз различные устройства соединены между собой и могут общаться друг с другом, то должен быть какой-то способ посылать запрос нужному устройству. Другими словами они должны иметь в сети адреса. Точно так же, как это происходит в нашем физическом мире, где люди и организации имеют почтовые адреса, на который можно придя в почтовое отделение написать письмо. Которое будет доставлено конкретному адресату, в случае правильного указания адреса и если конечно его не потеряют в пути.

В компьютерных сетях работающих по стеку протоколов TCP/IP большинство устройств имеет так называемый логический IP address, что является сокращенной формой Internet Protocol Address. В русском языке обычно обозначается ip-адрес или иногда встречается айпи адрес. Благодаря ему устройство можно найти среди множества других, причем это не обязательно будет персональный компьютер. Это может быть маршрутизатор, сервер с веб сайтами, смартфон и так далее. Таким образом, обеспечивается возможность передачи информации между различными узлами сети, даже когда они не связанны друг с другом напрямую.

Это адрес является именно логическим, потому что не отражает физическое местоположение устройства. Два компьютера стоящих рядом вполне могут входить в разные подсети. Тут стоит отметить, что существует и так называемый физический адрес устройства, впрочем, так же не имеющий никакого отношения к фактическому местоположению в пространстве.

Компьютерные сети могут классифицироваться по нескольким признакам, но нам в данном случае интересны всего два случая: глобальная сеть интернет и локальная компьютерная сеть. Классификация достаточно размытая, но в общем случае локальными считаются обособленные сети, охватывающие небольшое количество устройств в пределах небольшой территории, хотя могут быть и исключения. Она может быть подключена через один или несколько узлов сети к другой частной компьютерной сети или интернету. При этом данные узлы имеют отдельные ip-адреса для каждой из сетей, к которым они подключены. Типичным примером могут служить локальная сеть фирмы или квартиры. Так же их часто называют частными сетями, широко распространено обозначение LAN, что является сокращением от Local Area Network, в русском варианте существует термин ЛВС (локальная вычислительная сеть).

Классификация IP-адресов

К логическим адресам в компьютерных сетях предъявляются определенные требования. Прежде всего, они обязаны быть уникальными в пределах одной сети что, вполне логично, иначе возникнет конфликт. Представьте себе ситуацию, когда в одном жилом доме окажется две квартиры с одинаковыми номерами. Поэтому для поддержания порядка и работоспособности сетей IP адреса назначаются по определенным правилам.

Распределением адресов в сети интернет ведает специальная организация, которая выделяет диапазоны ip-адресов региональным регистраторам и далее они распределяются среди провайдеров и их клиентов. Такой подход обеспечивает порядок, уникальность интернет адресов, возможность определять по адресу примерное местоположение узла. Такие адреса называют «белыми».

Для локальных сетей зарезервированы специальные диапазоны адресов, которые не могут применяться в глобальной сети. Их еще называют «серыми», поскольку они не видны из интернета. Выдачей таких номеров управляет администратор конкретной сети. Здесь можно привести такую аналогию, представим себе, что города внутри одной страны образуют глобальную сети, тогда их названия должны быть уникальными и соответствуют «белым» адресам. Внутри каждого города есть сеть улиц, являющаяся частной сетью, следовательно, их названия соответствуют «серым адресам». При этом в пределах одного города не может быть двух улиц Ленина, однако улица с таким названием может встречаться во всех городах.

Еще ip-адреса делят на статические и динамические. Тут все просто, динамические адреса выдаются на определенное время, сейчас он назначен одному компьютеру, а спустя какое то время окажется выдан другому узлу сети. Соответственно статические ip-адреса жестко привязаны к конкретному устройству и могут быть изменены только пользователем вручную.

С общими базовыми понятиями адресации в интернете разобрались, пора выяснить, что из себя представляют ip-адраса. В настоящее время в протоколе IP (Internet Protocol) существует две версии, которые используются параллельно. Причины этого вы скоро поймете.

Протокол IPv4

Наиболее распространенной является более старая 4 версия протокола или сокращенно IPv4. В ней айпи адреса принято записывать в виде четырех чисел разделенных точкой и каждое из чисел должно находиться в диапазоне от 0 до 255 включительно. Эти четыре числа называют октетами. Например, 94.228.114.243 и так далее. Кстати, ваш IP-адрес в настоящий момент равен 45.67.231.210

На самом деле, такая запись является просто формой представления удобной для человека, а компьютеры оперируют битами. Однако для обычных пользователей компьютера этого вполне достаточно, поэтому технические подробности мы опустим.

IP-адрес содержит в себе не только адрес конкретного узла сети, но и адрес самой сети в которой он находится, так называемый префикс сети. Сложность в том, что префикс сети может быть разной длины. Сейчас используется бесклассовая адресация, поэтому для отделения одного от другого существует так называемая маска подсети. Выглядит и записывается точно так же, как и сам адрес, но несет другой смысл. Проще всего его будет понять фотолюбителям знакомым с проявкой и печатью фотопленок или пользователям графических редакторов типа Photoshop.

Смысл маски заключается в том, что она накладывается на адрес и то, что она перекроет (защитит от изменения) является адресом сети, а оставшаяся незащищенная часть адреса будет являться адресом конкретного устройства в этой сети. Поскольку минимальное число равно нулю, то это соответствует полностью незащищено (прозрачно), а максимальное число 255 соответственно полностью защищено (непрозрачно). Все числа между ними означают промежуточные значения.

Рассмотрим на примере, допустим мы имеем ip-адрес 192.168.0.5 и маску подсети 255.255.255.0 для него. Рассматривается каждое из четырех чисел отдельно. Поскольку первое число в маске равно 255 и оно максимально возможное, то число 192 в адресе изменить нельзя, идем дальше. Точно такая же ситуация со следующими двумя числами, а вот последнее число в маске равно 0, значит последнее число ip-адреса может принимать любые значения.

В итоге мы выяснили, что неизменной частью являются первые три октета адреса, то есть префикс сети, а конечным устройствам отведен диапазон от 0 до 255 в последнем октете ip-адреса. Если красным цветом выделить префикс сети, а зеленым непосредственно адрес устройства, то мы получим следующую картину 192.168.0.5

Таким образом, в этой сети может быть теоретически максимум 256 адресов. В реальности максимальное количество всегда на 2 меньше, поскольку 192.168.0.0 является адресом самой сети, а максимально возможный в данном случае адрес 192.168.0.255 резервируется под широковещательные запросы. Существует альтернативная запись маски подсети с помощью числа бит содержащихся в маске записанных через слеш после адреса. Пример выше будет выглядеть так 192.168.0.5/24, но этот вариант труднее для восприятия.

Давайте посмотрим еще один пример, ip-адрес 192.168.1.128 и маска подсети 255.255.254.0. Первые два октета в адресе полностью закрыты маской, последний полностью открыт, а вот третий перекрыт частично, поскольку в маске стоит 254. В результате получаем 192.168.1.128 или более развернуто:

адрес сети — 192.168.0.0
адрес данного хоста — 0.0.1.128
минимальный адрес хоста в сети — 192.168.0.1
максимальный адрес хоста сети — 192.168.1.254
широковещательный адрес сети — 192.168.1.255
максимальное число хостов в сети — 510

Как говорилось выше, для частных сетей есть специально зарезервированные диапазоны адресов, которые запрещено использовать в интернете:

от 10.0.0.0 до 10.255.255.255
от 172.16.0.0 до 172.31.255.255
от 192.168.0.0 до 192.168.255.255
от 169.254.0.0 до 169.254.255.255
от 127.0.0.0 до 127.255.255.255

Это так называемые локальные ип-адреса которые не видны из интернета, поэтому вместо них в глобальной сети показывается «белый» адрес узла через который происходит подключение к интернету или анонимного прокси-сервера в случае его использования. Тем не менее, в некоторых случаях локальный адрес можно определить снаружи.

Кроме того под различные служебные вещи зарезервированы еще некоторые диапазоны. В итоге максимальное теоретически возможное количество уникальных адресов в IPv4 ограниченно 232 или в более привычном виде примерно 4,29 млрд. В реальности доступных для использования в интернете еще меньше. Этого количества катастрофически не достаточно для активно развивающего интернета, поэтому для решения проблемы нехватки адресного пространства была разработана новая версия интернет протокола.

Протокол IPv6

Главным отличием от предыдущей версии является длина адреса в 128 бит, что в 4 раза больше чем в 4 версии протокола, хотя конечно были значительно улучшены и некоторые другие технические моменты. Благодаря этому адресная емкость получилась просто чудовищной, это сделано умышлено с учетом ошибок допущенных в прошлом. Кроме того большой запас адресов позволяет упрощать конфигурацию сетей и следовательно облегчает маршрутизацию в них.

Даже большое количество людей в мире все еще не имеющих доступ в интернет, плюс активно развивающийся интернет вещей не является проблемой для IPv6. На каждого жителя нашей планеты по разным оценкам приходится несколько сотен миллионов ip-адресов версии IPv6. Впрочем, будущее покажет, насколько этого количества хватит в реальности. История знает немало случаев, когда люди глубоко заблуждались в своих прогнозах.

Форма записи адресов IPv6 существенно отличается от IPv4, поскольку представляет собой 8 пар шестнадцатеричных чисел разделенных двоеточием. Выглядит это примерно так: 2a02:2698:4c22:5a0e:95e8:384a:ea9e:20ac

Допустимо использовать сокращенный вид записи в следующих случаях:

• старшие незначащие нули в группах можно не писать: 2001:DB8:AB10:A4:0:0:0:FB
• несколько нулевых групп идущих подряд можно заменять сдвоенным двоеточием, но только один раз в адресе, иначе появляется неоднозначность: 2001:DB8:AB10:A4::FB

В 6 версии IP маска подсети в привычном для IPv4 виде отсутствует, ее указывают в виде числа бит. Стандартами рекомендуется использовать префикс сети равный 64 битам, в итоге адрес оказывается разделен пополам. Первая половина адреса указывает на сеть, при этом первые три группы чисел служат идентификатором сети и указывают на провайдера, а 4 группа указывает на подсеть. Вторая половина адреса служит для обозначения хоста.

При этом здесь не работает правило, что первый и последний адрес сети зарезервированы. Здесь так же есть разные зарезервированные адреса, например адрес 0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0001 который записывается в сокращенном виде как ::1 эквивалентен адресу 127.0.0.1 и служит для указания компьютеру на самого себя.

Чтобы использовать адреса IPv6 в адресной строке браузера, их нужно обязательно помещать в квадратные скобки

http://[2a02:2698:4c22:5a0e:95e8:384a:ea9e:20ac]

При необходимости указать порт, то он пишется через двоеточие после скобок

http://[2a02:2698:4c22:5a0e:95e8:384a:ea9e:20ac]:8080

Настройка подключения

В Windows открываем «Сетевые подключения», щелкаем правой кнопкой мыши по нужному подключению и выбираем пункт «Свойства». В открывшемся окне выбираем строчку «Протокол Интернета версии 4 (TCP/IPv4)» и нажимаем немного ниже кнопку «Свойства». Появится еще одно окно, где выполняется непосредственно сама настройка подключения.

Существует два способа настройки ip-адресов. В первом случае адреса назначаются автоматически с помощью DHCP сервера, во втором варианте они указываются вручную. С первым вариантом все просто, достаточно отметить вариант «Получить IP-адрес автоматически» и «Получить адрес DNS-сервера автоматически» и сохранить сделанные настройки. Теперь ip-адрес будет выдаваться компьютеру автоматически при подключении к сети.

Иногда по разным причинам такой вариант не подходит. В этом случае нужные значения вводятся вручную. Для этого ставим переключатель в положение «Использовать следующий IP-адрес». В этом случае вам пригодятся знания, что такое ip-адрес описанные выше. Стоит упомянуть о пункте «Основной шлюз», здесь указывается адрес узла в сети, через который происходит подключение к другим компьютерным сетям.

Допустим, у вас есть подключение к интернету от провайдера и несколько устройств настольный компьютер, ноутбук, игровая приставка, планшет и смартфон. Вы хотите, чтобы они могли выходить в интернет и передавать данные между собой. Самый простой способ сделать это, завести подключение от провайдера интернета в роутер, а все остальные ваши устройства подключать уже к нему кабелем или с помощью Wi-Fi. В результате у вас получится небольшая локальная сеть вашей квартиры, а роутер будет исполнять роль маршрутизатора.

Соответственно в случае автоматического получения настроек, DHCP сервер на роутере, будет выдавать ip-адреса подключающимся клиентам автоматом. В случае выбора ручных настроек, в качестве шлюза указываем ip-адрес роутера. При этом для других компьютеров снаружи будет виден только ваш роутер. Настройка сетевого подключения с использованием 6 версии протокола осуществляется аналогично, нужно только выбрать в свойствах пункт «Протокол Интернета версии 6 (TCP/IPv6)».

Адресация компьютеров в сети — Студопедия

Еще одной новой проблемой, которую нужно учитывать при объединении трех и более компьютеров, является проблема их адресации. К адресу узла сети и схеме его назначения предъявляются следующие требования:

§ Адрес должен уникально идентифицировать компьютер в сети любого масштаба.

§ Схема назначения адресов должна сводить к минимуму ручной труд администратора и вероятность дублирования адресов.

§ Адрес должен иметь иерархическую структуру, удобную для построения больших сетей.

§ Адрес должен быть удобен для пользователей сети, а это значит, что он должен иметь символьное представление (например, Servers или www.cisco.coм).

§ Адрес должен иметь по возможности компактное представление, чтобы не перегружать память коммуникационной аппаратуры — сетевых адаптеров, маршрутизаторов и т. п.

Так как все перечисленные требования трудно совместить в рамках какой-либо одной схемы адресации, то на практике обычно используется сразу несколько схем, так что компьютер одновременно имеет несколько адресов-имен. Каждый адрес используется в той ситуации, когда соответствующий вид адресации наиболее удобен. А чтобы не возникало путаницы и компьютер всегда однозначно определялся своим адресом, используются специальные вспомогательные протоколы, которые по адресу одного типа могут определить адреса других типов.

Наибольшее распространение получили три схемы адресации узлов:

Аппаратные адреса “00-aa-00-62-c6-09” предназначены для сети небольшого или среднего размера, поэтому они не имеют иерархической структуры. Типичным представителем адреса такого типа является адрес сетевого адаптера локальной сети. Такой адрес обычно используется только аппаратурой, поэтому его стараются сделать по возможности компактным и записывают в виде двоичного или шестнадцатеричного значения, например 0081005е24а8. При задании аппаратных адресов обычно не требуется выполнение ручной работы, так как они либо встраиваются в аппаратуру компанией-изготовителем, либо генерируются автоматически при каждом новом запуске оборудования, причем уникальность адреса в пределах сети обеспечивает оборудование. Использование аппаратных адресов связано еще с одним недостатком — при замене аппаратуры, например, сетевого адаптера, изменяется и адрес компьютера.

Символьные имена или адреса. Эти адреса предназначены для запоминания людьми и поэтому обычно несут смысловую нагрузку. Для работы в больших сетях символьное имя может иметь сложную иерархическую структуру, например ftp-archl.ucl.ac.uk Этот адрес говорит о том, что данный компьютер поддерживает ftp-архив в сети одного из колледжей Лондонского университета (University College London — uсl) и эта сеть относится к академической ветви (ас) Internet Великобритании (United Kingdom — uk).

Числовые адреса. 157.55.85.212 Символьные имена удобны для людей, но из-за переменного формата и потенциально большой длины их передача по сети не очень экономична. Поэтому во многих случаях для работы в больших сетях в качестве адресов узлов используются числовые составные адреса фиксированного и компактного форматов.

Типичным представителями адресов этого типа являются IР-и IPX-адреса. В них поддерживается двухуровневая иерархия, адрес делится на старшую часть — номер сети и младшую — номер узла. Такое деление позволяет передавать сообщения между сетями только на основании номера сети, а номер узла используется только после доставки сообщения в нужную сеть; точно так же, как название улицы используется почтальоном только после того, как письмо доставлено в нужный город. В последнее время, чтобы сделать маршрутизацию в крупных сетях более эффективной, предлагаются более сложные варианты числовой адресации, в соответствии с которыми адрес имеет три и более составляющих. Такой подход, в частности, реализован в новой версии протокола IPv6.

В современных сетях для адресации узлов применяются, как правило, одновременно все три приведенные выше схемы. Пользователи адресуют компьютеры символьными именами, которые автоматически заменяются в сообщениях, передаваемых по сети, на числовые номера. С помощью этих числовых номеров сообщения передаются из одной сети в другую, а после доставки сообщения в сеть назначения вместо числового номера используется аппаратный адрес компьютера.

Проблема установления соответствия между адресами различных типов, которой занимается специальная сетевая служба ( служба имен ), может решаться как полностью централизованными, так и распределенными средствами.

В случае централизованного подхода в сети выделяется один компьютер (сервер имен), в котором хранится таблица соответствия друг другу имен различных типов, например символьных имен и числовых номеров. Все остальные компьютеры обращаются к серверу имен, чтобы по символьному имени найти числовой номер компьютера, с которым необходимо обменяться данными. Наиболее известной службой централизованного разрешения имен является служба Domain Name System (DNS), используемая в Internet.

При другом, распределенном подходе, каждый компьютер сам решает задачу установления соответствия между именами. Например, если пользователь указал для узла назначения числовой номер, то перед началом передачи данных компьютер-отправитель посылает всем компьютерам сети сообщение (такое сообщение называется широковещательным)с просьбой опознать это числовое имя. Все компьютеры, получив это сообщение, сравнивают заданный номер со своим собственным. Тот компьютер, у которого обнаружилось совпадение, посылает ответ, содержащий его аппаратный адрес, после чего становится возможным отправка сообщений по локальной сети.

Распределенный подход хорош тем, что не предполагает выделения специального компьютера, который к тому же часто требует ручного задания таблицы соответствия имен.

Недостатком распределенного подхода является необходимость широковещательных сообщений — такие сообщения перегружают сеть, так как они требуют обязательной обработки всеми узлами, а не только узлом назначения. Поэтому распределенный подход используется только в небольших локальных сетях. В крупных сетях распространение широковещательных сообщений по всем ее сегментам становится практически нереальным, поэтому для них характерен централизованный подход.

Контрольные вопросы:

1. Какие требования предъявляются к адресам компьютеров в сети?

2. Расскажите об особенностях трех схем адресации компьютеров в сети.

3. Для чего совместно используются разные схемы адресации?

4. Как решается проблема установления соответствия разных типов адресов?

9. Виды адресации в компьютерных сетях

Адресация в сетях проходит несколько этапов преобразования для установления однозначного соответствия адреса приемника приемнику, адреса источника источнику. Это преобразование производится соответствующими уровнями модели OSI.

На верхних уровнях модели OSI используются специальные имена, например, идентификаторы процессов, рабочих станций или символьные доменные имена; на сетевом уровне используется сетевой, например, IP-адрес; на канальном – физические адреса устройств (MAC-адреса).

На физическом уровне адресация не производится. MAC-адреса позволяют перенаправить пакет конкретному сетевому адаптеру или модему или другому активному сетевому оборудованию. Все MAC-адреса уникальны и назначаются фирмой-изготовителем.

Адреса сетевого уровня назначаются и используются операционной системой. У работающей операционной системы может быть один и более сетевых адресов. При этом, если используется несколько интерфейсных карт, то операционная система должна назначить однозначное соответствие каждого сетевого адреса конкретному порту сетевого обмена, например, сетевому адаптеру.

Адреса верхнего уровня предназначены для конкретных процессов, программ ими управляющих, а также для пользователей. Дополнительное назначение адресов верхнего уровня – легкая читаемость программистами и/или пользователями при обращении к сетевым ресурсам, что может существенно увеличить скорость работы пользователей в сети и управления сетевыми ресурсами.

Практически все сетевые стандарты имеют собственный механизм распределения адресов. Можно перечислить следующие примеры подходов к решению данной задачи:

• статические физические адреса;

• выбор из фиксированного подмножества статических адресов;

• статические адреса, назначаемые администратором;

• динамические адресные системы:

• централизованные;

• децентрализованные;

• случайные адресные системы.

Классическая система адресации сводится к тому, что при установке сети каждому абоненту администратор присваивает индивидуальный адрес по порядку, к примеру, от 0 до 30 или от 0 до 254. Присваивание адресов производится программно или с помощью переключателей на плате адаптера.

Важной особенностью передачи данных, связанной с адресацией, является механизм доставки сообщений от источника до пункта назначения. Например, широковещательная доставка или механизм связи «точка-точка».

Система адресации на уровне mac

Подуровень MAC канального уровня модели OSI работает с физическими адресами, которые называются МАС-адресами. Они применяются в сетях Ethernet, Fast Ethernet, Token-Ring, FDDI, 100VG-AnyLAN и представляют собой 12 шестнадцатеричных цифр (48 бит), записанных в микросхему сетевого адаптера (например, 17:A4:2C:43:2F:09).

Для широковещательной передачи (то есть передачи всем абонентам сети одновременно) применяется специально выделенный сетевой адрес, все 48 битов которого установлены в единицу. Его принимают все абоненты сети независимо от их индивидуальных и групповых адресов.

Недостатком MAC-адресации – считается сложность структуры сетевых адаптеров, а также большая доля служебной информации в передаваемом пакете (адреса источника и приемника вместе требуют уже 96 битов пакета или 12 байт).

Классовая адресация в IP сетях: классы сетей в протоколе IPv4 и их IP-адреса

Привет, посетитель сайта ZametkiNaPolyah.ru! Продолжаем изучать основы работы компьютерных сетей и протокол сетевого уровня IP, а если быть более точным, то его версию IPv4. На этот раз мы разберемся с классовыми сетями и классовой адресацией в IP сетях, посмотрим какие классы были когда-то раньше и какие IP-адреса включали в себя эти классы, а также разберемся с основными механизмами работы классовых сетей.

Если тема компьютерных сетей вам интересна, то можете ознакомиться с другими записями курса.

Оглавление первой части: «Основы взаимодействия в компьютерных сетях».

Оглавление четвертой части: «Сетевой уровень: протокол IP и его версия IPv4».

4.5.1 Введение

Содержание статьи:

Классовая адресация IP сетей — это первый механизм, с помощью которого узлы сети определяли судьбу IP-пакетов, этот механизм плавно перерос в CIDR и VLSM, которыми мы до сих пор пользуемся, чтобы проще было разобраться с CIDR и VLSM, нам нужно понять как работали классовые сети.

4.5.2 Классовая адресация IP сетей

Классовые сети в протоколе IP использовались с 1981 по 1993 год, начиная с 1993 года появились сети CIDR и механизм VLSM, поскольку гибкость и экономичность расходования IP-адресов в классовых сетях оставляла желать лучшего. Раз сети классовые, то значит есть и какие-то стандартные классы, вот они:

1. Сеть класса А.
2. Сеть класса B.
3. Сеть класса C.
4. Сеть класса D.
5. Сеть класса E.

Как определить к какому классу сети принадлежит IP-адрес? Да очень просто, достаточно взглянуть на первых несколько бит в IP-адресе и всё станет ясно. Первых три класса IP-адресов определяли размер сети, сети класса D использовались для многоадресной рассылки, а сети класса E были зарезервированы для будущих целей.

Скорее всего на данный момент вы не встретите сетей, IP адресация в которых реализована при помощи классов. Отказ от классов и классовой адресации произошел главным образом из-за неэкономного расходования IP-адресов. А как вы наверно знает, в мире сейчас ощущается недостаток публичных IPv4 адресов.

4.5.3 Формат IP-адресов и классы сети

Когда мы разбирались со структурой IP-адреса я уже упоминал о том, что принадлежность к классу сети определяется первыми битами IP-адреса, но на самом деле это еще не всё, дело в том, что за первой последовательностью бит, определяющей классовую принадлежность, идет вторая последовательность, которая определяет сеть, к которой принадлежит IP-адреса или номер сети, а за ней третья последовательность для записи номера узла. Несколько таблиц ниже это наглядно демонстрируют.

Сначала давайте посмотрим на структуру IP-адреса из сети класса А:

Рисунок 4.5.1 Структура IP-адреса класса A

Здесь мы видим, что принадлежность IP-адреса к классу определяется первым битом IP-адреса, если он имеет значение 0, то это сеть класса А. Вспоминая двоичную систему счисления здесь и сейчас мы уже можем сделать следующий вывод: в классовых сетях половина всего пространства IP-адресов принадлежала классу А, поскольку ровно у половины IP-адресов самый крайний левый бит 0, у другой половины первый бит 1. Далее идет 7 бит, которые определяют номер сети класса А, давайте сейчас скажем, что если под номера сети нам выделено 7 бит, то это означает, что всего можно сделать 2⁷ сетей внутри класса А или 128 сетей, а в каждую такую сеть мы можем поместить 2²⁴ узлов, ведь под номер узла нам здесь дается целых 24 бита, а это целых 16 777 216 узлов в одной подсети, итого получается, что сети класса А – это половина все адресного пространства в протоколе IPv4 или 2 147 483 392 IP-адреса. Изначально планировалась выдавать IP-адреса из сети класса А только очень крупным компаниям.

Если принять во внимания только те факторы, что мы описали выше, то получается, что сети класса А занимают пространство IP-адресов с 0.0.0.0 по 127.255.255.255, а из этого следует, что в сетях класса А первый октет определяет номер сети, а три других отданы под номер узла. Давайте теперь посмотрим на структуру IP-адреса из сети класса B.

Рисунок 4.5.2 Структура IP-адреса класса B

Здесь мы видим, что сеть класса B определяется по первым двум битам, если их значение 10₂, то перед нами IP-адрес из сети класса B, последующих 14 бит отданы под номер узла, а оставшихся 16 бит определяют номер хоста. Получается, что внутри класса B доступно 16384 сети или 214 номеров сети. И давайте пока скажем, что в одной сети класса B может быть 65536 узлов. А всего в сети класса B получается 1 073 741 824 IP-адреса, то есть одна четвертая IP-адресов от всего пула, планировалось выдавать сети из класса B только крупным компаниям.

Из того, что мы сказали выше получается, что первый IP-адрес в сети класса B 128.0.0.0, а последний 191.255.255.255, если принять во внимание структуру IP-адреса сети класса B, то первых два байта здесь отданы под номер сети, а оставшихся два байта определяют номер хоста. Перейдем к сетям класса C.

Рисунок 4.5.3 Структура IP-адреса класса C

Если первых три бита имеют значения 110₂, то перед вами IP-адрес из сети класса C. А далее следует последовательность из 21 бита, которая отдана под номер сети, 21 + 3 = 24, следовательно, под номер хоста у нас остается 8 бит, ведь сам IP-адрес 32 бита. Получается, что внутри класса C можно нарезать 2 097 152 сети или 221 номеров сети. А внутри одной сети класса C может быть 2⁸ номеров узла или 256 узлов. Нетрудно посчитать, что всего в классе C всего 536 870 912 IP-адресов, первый IP-адрес 192.0.0.0, а последний 223.255.255.255.

В сетях класса C первых три октета определяют номер сети, а последний байт используется для нумерации узлов. Ниже показана структура multicast IP-адреса в классовых сетях, для которых был выделен класс D.

Рисунок 4.5.4 Структура IP-адреса класса D

Какая тут логика? Попробуем ответить на вопрос: много ли мы знаем чисел в десятичной системе счисления от 0 до 255, у которых четыре старших разряда были бы представлены последовательностью 1110₂. Сначала ответим на вопрос: почему от 0 до 255? Да потому что в один октет можно записать число только из этого диапазона, больше уже не влезет, число 255 в двоичной системе записывается как 11111111₂, а число 256 уже записывается как 100000000₂, то есть это уже 9 бит. С учетом ограничения в 8 бит выходит, что первое попадающее под последовательность 1110₂ это 224 (11100000), а последнее число, попадающее под эти условия, в двоичной системе будет выглядеть так: 11101111₂, в десятичной системе 239. Получается начальный IP-адрес сети класса D 224.0.0.0, а последний 239.255.255.255. Говорит о числе возможных хостов и сетей в данном случае не имеет смысла.
Перейдем к сетям класса E, которые никому не выдавались и были зарезервированы под различные эксперименты и будущие технические новшества в сетях передачи данных, структура IP-адреса сети класса E показана ниже.

Рисунок 4.5.5 Структура IP-адреса класса E

Здесь самое главное, чтобы первых четыре бита первого октета IP-адреса имели значение 1111₂. Руководствоваться здесь нужно той же логикой, которая у нас была при рассмотрении сети класса D, хотя можно сказать проще: все оставшиеся IP-адреса были зарезервированы и относились к сети класса Е. Начальный адрес сети класса E 240.0.0.0, а конечный адрес 255.255.255.255.
Тут вы должны меня прервать и сказать: «Стоп, а как мы можем проверить диапазоны IP-адресов каждого класса, вдруг ты нас обманываешь?». И это будет справедливо, проверять нужно всё и всегда. Давайте проверим диапазоны для сетей класса А и B вместе, а для всех остальных, если вам захочется вы сделаете это сами.

Начнем с класса А. У нас есть условие, что самый первый бит в IP-адресе сети класса А должен быть 0, следовательно, все остальные биты (а их осталось 31) могут быть какими угодно, тогда у нас получается, что самое маленькое число, которое мы можем записать в двоичном виде будет представлять собой 32-а нуля: 00000000₂ 00000000₂ 00000000₂ 00000000₂, а самое большое число, которое попадает под условие будет таким: 01111111₂ 11111111₂ 11111111₂ 11111111₂. Если написать эти адреса в десятичной системе, то мы получим: 0.0.0.0 и 127.255.255.255. Аналогично поступим с сетями класса B, только учтем, что здесь первых два бита имеют фиксированные значения 10₂. Тогда получается, что самое маленькое, что можно записать, с учетом этого условия, в двоичной системе счисления выглядит так: 10000000₂ 00000000₂ 00000000₂ 00000000₂, а самое большое число так: 10111111₂ 11111111₂ 11111111₂ 11111111₂. В десятичной системе эти IP-адреса записываются так: с 128.0.0.0 по 192.255.255.255.

4.5.4 Фиксированные маски классовых сетей

Когда я только знакомился с компьютерными сетями и разбирался с классовой адресацией, по началу я считал, что масок в классовых сетях нет, на практике с классовыми сетями мне не довелось работать, мне была доступна только теория из Интернета, практики у вас тоже не будет, но я вам сразу скажу, что маски в классовых сетях есть, только они строго фиксированы для первых трех классов сети. Но тогда зачем нужен механизм VLSM, спросите вы, если маски сети есть и в классовых сетях, а всё дело в том, что VLSM это маска переменной длинны, а в классовых сетях маска сети строго фиксирована. Да и вообще, как может не быть маски сети, как тогда компьютер или маршрутизатор или какой-нибудь умный коммутатор будут отличать одну сеть от другой, как они будут понимать в какой сети они находятся, естественно, им нужна для этого маска (вот тут можете почитать о разнице между хабами коммутаторами и роутерами).

Давайте начнем разбираться и поймем, как глупая железяка понимает, что вот это номер сети, а вот это номер узла. Для примера возьмем IP-адрес из сети класса А: 65.128.1.12. Если это IP-адрес из классовой сети, то я вам могу сразу сказать, что номер сети здесь 65.0.0.0, а номер узла 0.128.1.12, а широковещательный адрес в такой сети будет таким: 65.255.255.255. Тут сразу стоит сказать, что самый первый IP-адрес в сети никогда нельзя назначить ни одному узлу, так как это номер сети (65.0.0.0 в нашем случае), также нельзя назначить узлу самый последний IP-адрес (65.255.255.255), так как это широковещательный IP-адрес, узлы сети используют этот IP-адрес для того, чтобы сказать сразу всем соседям какую-то информацию, то есть если компьютер с IP-адресом 65.128.1.12 будет отправлять сообщения на IP-адрес 65.255.255.255, то эти сообщения получат и будут обязаны каким-либо образом обработать все узлы из его сети (то есть все узлы из сети с номером 65.0.0.0). Это похоже на ситуацию, когда вы стоите на площади и вещаете в громкоговоритель, вас услышит вся площадь.

Получается, я вас немного обманывал, когда говорил, что в одной сети класса А может быть 16 777 216 узлов, на самом деле их 16 777 214, так как самый первый IP-адрес отдан под номер сети, а последний является широковещательным, то же самое касается всех других сетей и классов: всегда один адрес уходит под номер сети, а другой является широковещательным, за парочкой исключений, которые мы обсудим в теме VLSM и CIDR.

Но мы так много сказали, но всё еще не приблизились к пониманию того, зачем нужны маски в классовых сетях. А всё очень просто, маски позволяют отделять сети внутри класса, а в классовых сетях они еще и фиксированы, напомню наш IP-адрес: 65.128.1.12. В классовых сетях для IP-адресов из диапазона с 0.0.0.0 по 127.255.255.255 можно задать только вот такую маску: 255.0.0.0, то есть маска 255.0.0.0 вместе с нулевым значением первого бита определяет, что данный IP-адрес относится к сети класса A. Это будет наглядно, если мы переведем IP-адрес и маску в двоичную систему счисления.

Рисунок 4.5.6 IP-адрес и маска подсети в двоичной системе счисления

Помните структуру IP-адреса сети класса А? Самый первый бит обязательно должен быть нулевой, в таблице я его выделил более крупным шрифтом, а следующих семь бит определяют номер узла в сети класса А, то есть 1 + 7 = 8, другими словами первый октет. А теперь посмотрите на первый октет в маске сети для сетей класса А, там все биты установлены в единицу. Вы должны помнить, что маска подсети, это такая штука, у которой сначала идут только единицы, а потом идут только нули, никаких разрывов быть не должно. А если IP-адрес наложить на маску, и для каждого бита IP-адреса, выполнить операцию «логическое И» с соответствующим битом маски сети, то мы узнаем номер узла, номер сети и широковещательный адрем. Получится следующее: там, где в маске стоят единицы, значения бит IP-адреса не изменятся, а там, где в маске стоят нули, значения бит IP-адреса обнуляется, таким образом мы узнаем номер сети. Таблица ниже это демонстрирует.

Рисунок 4.5.7 Номер сети и маска у IP-адреса класса A

Важно здесь то, что «логическое И» выполняется только между соответствующими битами, то есть сначала операция выполняется между между самым первым битом IP-адреса и самым первым битом маски и записывается результат, затем эта же операция выполняется между вторым битом IP-адреса и вторым битом маски, записывается результат, так продолжается до последнего бита. То есть операцию «логическое И» не нужно выполнять для каждого бита IP-адреса с каждым битом маски.

Напомню, что в классовых сетях размер маски является фиксированным, то есть для сетей класса А можно применять только маску 255.0.0.0, но уже не получится использовать маски 255.128.0.0 или 255.255.255.0, вас в приличном классовом обществе не поймут, получается, что маска фиксированной длины в классовых сетях являлась тем фактором, который приводил к неэкономному расходованию адресов, поскольку она была фиксированной. Собственно, на примере сети класса А мы разобрались с механизмом работы классовых сетей, теперь нам осталось посмотреть на маски сетей класса B и C.

Сначала посмотрим на класс B, я не буду объяснять все то, что было ранее, повторяться нет смысла, а сразу приведу табличку, которая все скажет за меня.

Рисунок 4.5.8 Номер сети и маска у IP-адреса класса B

Накладываем маску на IP-адрес и узнаем, что номер сети 131.10.0.0, широковещательный адрес здесь будет 131.10.255.255, а все остальные адреса можно забирать под узлы. То есть для сетей класса B можно использовать только маску 255.255.0.0. Первых два бита, которые говорят о принадлежности к сети класса B выделены шрифтом и начертанием. Осталось посмотреть на сети класса C.

Рисунок 4.5.9 Номер сети и маска у IP-адреса класса C

Первые биты, которые говорят о том, что IP-адрес из сети класса C хорошо заметны, накладываем маску на IP-адрес и получаем всю необходимую информацию: 200.150.255.0 – это номер сети, 200.150.255.255 – это широковещательный адрес, все остальные IP-адреса можно забирать на нумерацию узлов в сети. В сетях класса C для нас доступна только такая маска: 255.255.255.0, и никаких других здесь быть не может.

Заметили особенность, которую можно называть лайфхаком для классовых сетей? Чтобы назвать номер сети, количество узлов в сети и широковещательный адрес, нам не нужно знать маску сети, нам достаточно одного IP-адреса, ведь каждый IP-адрес строго закреплен за классом, а у каждого класса фиксированная маска. Так, например, если нам скажут, что есть IP-адрес 10.10.10.10 из классовой IP сети, то вы без труда поймете, что этот IP-адрес относится, к сети класса А, а это значит, что у него в любом случае будет маска 255.0.0.0, из этого следует, что номер сети 10.0.0.0, широковещательный адрес 10.255.255.255, а все остальные адреса из этого диапазона можно забирать под номера узлов.

Стоит заметить, что для IP сетей, в которых адресация реализована на масках переменной длины, этот трюк уже не прокатит. Ведь там у любого IP-адреса может быть любая маска, так, например, в сетях VLSM у того же адреса 10.10.10.10 может быть маска 255.0.0.0, а может быть и 255.255.255.252. Во втором случае номер сети будет 10.10.10.8, широковещательный адрес будет 10.10.10.11, а под номера узлов у нас остается два адреса, поэтому если вам говорят, что сеть VLSM, дают IP-адрес и говорят: назови номер сети, вы просто обязаны будете сказать, а дайте еще и маску.

4.5.5 IP адресация в классовых сетях

В завершении для наглядности приведем несколько таблиц, которые помогут ориентироваться в вопросе: к какому классу сети относится тот или иной IP-адрес. Для начала вспомним, что несколько первых бит определяют принадлежность IP-адреса к классу сети, давайте на основе этой информации составим вспомогательную таблицу.

Рисунок 4.5.10 Классы сетей и их описание в протоколе IPv4

Обратите внимание на диапазон первого октета для сетей класса А, ранее я говорил, что сети класса А начинаются с 0.0.0.0 и заканчиваются 127.255.255.255, но все дело в том, что адреса с диапазона с 0.0.0.0 до 0.255.255.255 мы использовать не можем, так как они зарезервированы под специальные нужды, а IP-адреса с 127.0.0.0 по 127.255.255.255 отданы программным loopback интерфейсам и используются для их диагностики, то есть эти адреса всегда есть на любом компьютере и они всегда доступны, если сетевые библиотеки вашего компьютера работают корректно. По этим причинам я и указал диапазон значения первого октета для сети класса А с 1 по 126.

Приведем вторую таблицу, в которой собрана вся необходимая информация для быстрого расчета классовых сетей.

Рисунок 4.5.11 Классы сетей и их описание в протоколе IPv4

Эти две таблицы в принципе содержат всю необходимую информацию, которую нужно знать или уметь получить для того, чтобы успешно работать к классовыми IP-сетями. Стоит добавить следующее: у IP-пакета нет специального поля для маски подсети, там есть только IP-адрес источника и IP-адрес назначения, решения о дальнейшей судьбе IP-пакета устройства принимают путем наложения IP-адреса назначения на маски, которые заданы этим устройствам.

4.5.6 Выводы

Информация из этой темы на первый взгляд может показаться бесполезной, но она нужна для понимания процесса развития компьютерных сетей, если мы поймем из-за чего и как механизм классовых сетей был заменен механизмами VLSM и CIDR, для нас будет проще понять принцип работы современных компьютерных сетей, ведь замена классов на VLSM – это прямая ветвь развития, можно сказать, что механизм VLSM опирается на классовые сети.

27 Адресация в компьютерных сетях.

Виды адресации в компьютерных сетях:

Адресация — существенный компонент, который помогает программному обеспечению скрывать детали физических сетей и создавать впечатление об интернете как о единой сети .Единицей сети Интернет является локальная вычислительная сеть, совокупность которых объединяется некоторой региональной (глобальной) сетью. В качестве соединительных линий в Интернете используются проводные линии связи, оптоволоконные, радиосвязь и спутниковая связь и др.

IP- адреса Интернета (IP-номер)Уникальный код компьютера в сети Интернет (IP-номер) состоит из четырех чисел со значениями от 0 до 255, разделенных точками (ххх.ххх.ххх.ххх.). Такая схема нумерации позволяет иметь в сети более четырех миллиардов компьютеров. Когда локальная сеть или отдельный компьютер впервые присоединяется к сети Интернет, специальная организация (провайдер) присваивает им IP-номер, гарантируя его уникальность и правильность подключения. Начало адреса определяет сеть, в которой расположен адресуемый компьютер, а крайний правый блок — компьютер в этой сети. Интернет знает, где искать указанную сеть, а сеть знает, где находится этот компьютер.

DNS-адреса Интернета Для удобства компьютерам в Интернете кроме цифровых адресов присваиваются собственные имена.. С этой целью была создана специальная система адресации — доменная система имен (Domain Name System) или сокращенно DNS. DNS-адрес вместо цифр содержит буквы, разделяемые точками на отдельные информационные блоки (домены).

URL-адрес документа состоит из трех частей и, в отличие от доменных имен, читается слева направо. В первой части указано имя прикладного протокола, по которому осуществляется доступ к данному ресурсу.Второй элемент — доменное имя компьютера, на котором хранится данный документ.Последний элемент адреса — путь доступа к файлу, содержащему Web-документ, на указанном компьютере.

28 Коммуникационные возможности компьютерных сетей.

Коммуникационные сети должны обеспечивать связь своих абонентов между собой. Абонентами могут выступать ЭВМ, сегменты локальных сетей, факс-аппараты или телефонные собеседники. Как правило, в сетях общего доступа невозможно предоставить каждой паре абонентов собственную физическую линию связи, которой они могли бы монопольно «владеть» и использовать в любое время. Поэтому в сети всегда применяется какой-либо способ коммутации абонентов, который обеспечивает разделение имеющихся физических каналов между несколькими сеансами связи и между абонентами сети. Каждый абонент соединен с коммутаторами индивидуальной линией связи, закрепленной за этим абонентом. Линии связи, протянутые между коммутаторами, разделяются несколькими абонентами, то есть используются совместно. Широкие возможности современной высокоскоростной цифровой сети «Компьютерных Коммуникационных Систем» позволяет реализовать любой необходимый Клиенту набор услуг с учетом всех потребностей современного мира.С использованием сети и новейших технологий предоставляются следующие услуги: — цифровая телефонная связь, — виртуальные частные сети,- передача данных и аренда каналов, — видеоконференцсвязь и видеотелефония, — высокоскоростной доступ в Интернет, — цифровое кабельное телевидение, — интеллектуальные услуги,- система контроля доступа, — удаленное управление объекта, — охранно-пожарная безопастность, — системная интеграция для корпоративных клиентов.

Что такое IP-адрес?

Ниже приведен пример IP-адреса подсети, который может быть у вас дома на вашем компьютере, если вы используете маршрутизатор (беспроводной или проводной) между вашим интернет-провайдером и вашим компьютером:

• IP-адрес: 192.168.1.102
• Маска подсети: 255.255.255.0
• Двадцать четыре бита (три октета) зарезервированы для сетевой идентификации
• Восемь битов (один октет) зарезервированы для узлов
• Идентификация подсети на основе маски подсети ( первый адрес): 192.168.1.0
• Зарезервированный широковещательный адрес для подсети (последний адрес): 192.168.1.255
• Примеры адресов в той же сети: 192.168.1.1, 192.168.1.103
• Пример адресов не в той же сети: 192.168.2.1, 192.168.2.103

Помимо резервирования IP-адресов, IANA также отвечает за назначение блоков IP-адресов определенным организациям, обычно коммерческим или правительственным организациям. Ваш интернет-провайдер (ISP) может быть одним из этих субъектов или может быть частью более крупного блока, находящегося под контролем одного из этих субъектов.Когда вы подключаетесь к Интернету, ваш интернет-провайдер назначает вам один из этих адресов. Вы можете увидеть полный список назначений и резервирования IANA для адресов IPv4 на веб-сайте IANA.

Объявление

Если вы подключаете к Интернету только один компьютер, этот компьютер может использовать адрес вашего интернет-провайдера. Однако сегодня многие дома используют маршрутизаторы для совместного использования одного интернет-соединения между несколькими компьютерами.

Если вы используете маршрутизатор для совместного использования интернет-соединения, маршрутизатор получает IP-адрес, выданный напрямую от интернет-провайдера.Затем он создает подсеть для всех компьютеров, подключенных к этому маршрутизатору, и управляет ею. Если адрес вашего компьютера попадает в один из зарезервированных диапазонов подсети, перечисленных ранее, вы используете маршрутизатор, а не подключаетесь напрямую к Интернету.

IP-адресов в подсети состоят из двух частей: сети и узла. Сетевая часть идентифицирует саму подсеть. Узел, также называемый хостом, представляет собой отдельную часть компьютерного оборудования, подключенного к сети и требующего уникального адреса.Каждый компьютер знает, как разделить две части IP-адреса с помощью маски подсети. Маска подсети чем-то похожа на IP-адрес, но на самом деле это просто фильтр, используемый для определения того, какая часть IP-адреса обозначает сеть и узел.

Маска подсети состоит из последовательности из 1 бит, за которой следует последовательность из 0 бит. Биты 1 указывают те, которые должны маскировать сетевые биты в IP-адресе, показывая только те, которые идентифицируют уникальный узел в этой сети.В стандарте IPv4 наиболее часто используемые маски подсети имеют полные октеты из единиц и нулей следующим образом:

• 255.0.0.0.0 = 11111111.00000000.00000000.00000000 = восемь бит для сетей, 24 бита для узлов
• 255.255.0.0 = 11111111.11111111.00000000.00000000 = 16 бит для сетей, 16 бит для узлов
• 255.255.255.0 = 11111111. 11111111.11111.11111.111.1 00000000 = 24 бита для сетей, восемь бит для узлов

Люди, которые настраивают большие сети, определяют, какая маска подсети работает лучше всего, в зависимости от количества желаемых подсетей или узлов.Для большего количества подсетей используйте больше битов для сети; для большего количества узлов в подсети используйте больше битов для узлов. Это может означать использование нестандартных значений маски. Например, если вы хотите использовать 10 бит для сетей и 22 для узлов, значение маски подсети потребует использования 11000000 во втором октете, что приведет к значению маски подсети 255.192.0.0.

Еще одна важная особенность IP-адресов в подсети — это то, что первый и последний адреса зарезервированы. Первый адрес определяет саму подсеть, а последний адрес определяет широковещательный адрес для систем в этой подсети.

См. Боковую панель, чтобы увидеть, как вся эта информация объединяется для формирования вашего IP-адреса.

Последнее редакционное обновление 15 июля 2020 г., 16:12:41.

.

типов компьютерных сетей, объясненных простым языком

В этом руководстве подробно объясняются различные типы компьютерных сетей, такие как LAN, MAN, WAN, PAN, CAN, GAN, Интернет, Интернет, Интранет, Экстранет, VPN, Клиент / Сервер, Рабочая группа и Домашняя группа. Изучите различные типы компьютерных сетей, включая их определения и характеристики простым языком.

Что такое компьютерная сеть?

Компьютерная сеть — это группа из двух или более компьютеров, связанных друг с другом для совместного использования ресурсов и информации.Простая компьютерная сеть может быть построена только из двух компьютеров, в то время как сложная компьютерная сеть может быть построена из нескольких тысяч компьютеров.

Типы компьютерных сетей

Компьютерные сети можно разделить на категории по географическому положению и характеристикам. В зависимости от географического положения ниже представлены компьютерные сети.

LAN (локальная сеть)

ЛВС — это компьютерная сеть, охватывающая небольшую географическую область, такую ​​как дом, здание, офис и т. Д.В локальной сети компьютеры расположены относительно близко. Поскольку компьютеры расположены на небольшом расстоянии, им не нужны специальные устройства и кабели для соединения друг с другом.

MAN (Городские сети)

MAN — это компьютерная сеть, которая соединяет две или более LAN-сетей в одном городе. Когда из-за удаленности соединение двух локальных сетей невозможно, используется сеть MAN. Он больше LAN, но меньше WAN. Он использует специальные устройства и кабели для подключения к локальным сетям.

WAN (глобальная сеть)

WAN — это компьютерная сеть, которая охватывает большую географическую область, такую ​​как штат, регион, страна и т. Д. Глобальные сети обычно используются для соединения двух или более LAN или MAN, которые расположены относительно очень далеко друг от друга. Для обеспечения связи в этой сети используются специальные устройства, кабели и технологии.

Вышеупомянутая категоризация (LAN, MAN и WAN) компьютерной сети основана исключительно на географическом местоположении.Это не имеет ничего общего с количество компьютеров в каждой сети. Например, если один компьютер находится в Дели, а другой — в Мумбаи, соединение этих двух компьютеров является примером сети WAN. Точно так же, если компания открывает новый филиал с 500 компьютерами и всем эти компьютеры установлены в здании, эта сеть будет считаться сетью LAN.

Есть еще три типа компьютерных сетей в зависимости от географического положения, но они редко используются для определения сети.В реальной жизни вы можете пропустить их, но если вы готовитесь к собеседованию или к любому сетевому экзамену, вам также следует изучить это.

PAN (локальная сеть Пирсона)

То же, что и сеть LAN, но ограничивается определенным человеком или местом, например домашней сетью. Эта сеть обычно настраивается для совместного использования ресурсов, таких как Интернет и принтер, на персональных компьютерах.

CAN (кампусная сеть)

То же, что и сеть MAN, но ограничивается университетом или академией.Эта сеть обычно настраивается для образовательной деятельности, такой как обновления в классе, практические занятия, электронная почта, экзамены, уведомления, опросы и т. Д.

GAN (глобальные сети)

То же, что и сеть WAN, но покрывает неограниченную географическую зону. Например, у компании есть офис в Дели, а другой — в Вашингтоне, округ Колумбия, соединение этих двух офисов будет рассматриваться как сеть GAN. Другими словами, GAN — это компьютерная сеть, которая соединяет две или более WAN.Эта сеть становится все более популярной, поскольку многие компании расширяют свою рабочую зону за пределы своей страны.

До сих пор мы обсуждали типы компьютеров в зависимости от географического положения. В следующем разделе мы поймем типы компьютерных сетей на основе по характеристике.

Интернет

Это самая большая компьютерная сеть, когда-либо созданная человечеством. Он соединяет тысячи миллионов вычислительных устройств, включая ПК, ноутбуки, рабочие станции, серверы, смартфоны, планшеты, телевизоры, веб-камеры, экологические устройства, автомобили, камеры наблюдения и многое другое.Согласно отчету, опубликованному в январе 2018 года, к Интернету подключено 2150 миллионов конечных систем. Для подключения этих устройств используется множество технологий и инфраструктуры. Интернет открыт для всех. Кто угодно может подключиться к нему. Поскольку к ней может подключиться любой желающий, она также считается самой небезопасной сетью.

Интернет

Интернет звучит похоже на Интернет, но отличается от него. Слово Интернет начинается с заглавной I , а слово Интернет начинается с маленьких и .Любая группа сетей, которая связана с внешней сетью через шлюз, например, BGP, считается Интернет . Обычно этот тип сети настраивается для обеспечения связи между двумя компаниями.

Интранет

Интранет — это компьютерная сеть, которая контролируется и администрируется одним объектом, например компанией или организацией. В интрасети внешние пользователи не могут подключаться. Обычно в этой сети для доступа к любым ресурсам требуется соответствующая авторизация.Кроме того, каждый доступ отслеживается и регистрируется, чтобы гарантировать, что доступ имеют только авторизованные пользователи.

Экстранет

Экстранет — это расширенная интрасеть, в которой внешним пользователям разрешен доступ к небольшой части сети. Обычно этот доступ фильтруется и защищается несколькими реализациями безопасности как на аппаратном, так и на программном уровне.

VPN (виртуальная частная сеть)

VPN — это экономичное решение, позволяющее использовать все преимущества Интернета. Компании, которые не могут позволить себе собственную инфраструктуру для подключения, могут использовать VPN.VPN обеспечивает безопасное соединение через Интернет. Например, у компании два офиса; один в Дели, а другой в Мумбаи. Теперь предположим, что компания не может позволить себе выделенную линию для соединения этих двух офисов. В этом случае компания может использовать VPN для соединения обоих офисов. VPN создает безопасную линию через Интернет и использует ее для передачи данных.

Сеть клиент / сервер

В этой сети выделенный компьютер, известный как сервер, обеспечивает совместное использование ресурсов. Все остальные компьютеры, известные как клиенты, используются для доступа к общим ресурсам.Этот тип сети обычно используется в корпоративной среде. Он обеспечивает отличные функции безопасности, но требует для настройки специального оборудования и программного обеспечения.

Сеть рабочих групп

В этой сети все компьютеры равны. Любой компьютер может предоставлять и получать доступ к общим ресурсам. Этот тип сети обычно используется в небольшом офисе или домашней сети. Он прост в настройке и не требует специального оборудования и программного обеспечения. Обратной стороной этой сети является то, что она обеспечивает очень меньшую безопасность.

Вот и все для этого руководства. С любыми предложениями, отзывами или комментариями об этом руководстве, пожалуйста, напишите мне. Мне очень нравится слушать тебя. Если вам нравится этот урок, поделитесь им с друзьями.

.

Что такое, преимущества, компоненты, использование

• Home

• Testing

  • • Back
    • Agile Testing
    • BugZilla
    • Cucumber
    • 000 JB 9000 9000 J2000 9000 Testing 9000 9000 База данных
    • 000 Testing
    000
    • Назад
    • JUnit
    • LoadRunner
    • Ручное тестирование
    • Мобильное тестирование
    • Mantis
    • Почтальон
    • QTP
    • Назад
    • 000500050005000500050005000500050005000 RPM
    SoapUI
    • Управление тестированием
    • TestLink

  • SAP

    • • Назад
      • ABAP
      • APO
      • Начинающий
      • Basis
      • BODS
      • BI
      • BPC
      • CO
      • Назад
      • CRM
      • Crystal Reports
      • QMO
      Расчет заработной платы
      • Назад
      • PI / PO
      • PP
      • SD
      • SAPUI5
      • Безопасность
      • Менеджер решений
      • Successfactors
      • SAP Tutorials
    • 8
    Apache
    • AngularJS
    • ASP.Net
    • C
    • C #
    • C ++
    • CodeIgniter
    • СУБД
    • JavaScript
    • Назад
    • Java
    • JSP
    • Kotlin
    • Linux
    • Kotlin
    • Linux
    js
    • Perl
    • Назад
    • PHP
    • PL / SQL
    • PostgreSQL
    • Python
    • ReactJS
    • Ruby & Rails
    • Scala
    • SQL
    0000004 SQL
    • UML
    • VB.Net
    • VBScript
    • Веб-службы
    • WPF

    • Обязательно учите!

      • • Назад
        • Бухгалтерский учет
        • Алгоритмы
        • Android
        • Блокчейн
        • Business Analyst
        • Веб-сайт сборки
        • CCNA
        • Облачные вычисления
        0004 COBOL 9000 Compiler
        0004 9000 Встроенный 9000 Compiler 9000
        • Ethical Hacking
        • Учебные пособия по Excel
        • Программирование на Go
        • IoT
        • ITIL
        • Jenkins
        • MIS
        • Сетевые подключения
        • Операционная система
        • Назад
        Управление проектами Обзоры
        • Salesforce
        • SEO
        • Разработка программного обеспечения
        • VB A

        • Big Data

          • • Назад
            • AWS
            • BigData
            • Cassandra
            • Cognos
            • Хранилище данных
            0005 HBOps HBOps
            • MicroStrategy
        .

        Что такое компьютерная сеть? Типы и определения от полевого инженера

        Компьютерные сети являются основой коммуникации в ИТ. Они используются по-разному и могут включать в себя множество различных типов сетей. Компьютерная сеть — это набор компьютеров, которые соединены друг с другом для обмена информацией. Самые ранние примеры компьютерных сетей относятся к 1960-м годам, но за полвека с тех пор они прошли долгий путь.

        [dotedLine]

        Что делают сети?

        Компьютерные сети используются для выполнения большого количества задач посредством обмена информацией.

        Некоторые из вещей, для которых используются сети, включают:

        • Общение с использованием электронной почты, видео, мгновенных сообщений и других методов
        • Совместное использование устройств, таких как принтеры, сканеры и копировальные аппараты
        • Совместное использование файлов
        • Совместное использование программного обеспечения и операционных программ на удаленные системы
        • Обеспечение пользователям сети простого доступа к информации и ее обслуживания.

        [dotedLine]

        Типы сетей

        Существует множество различных типов сетей, которые могут использоваться для разных целей и разными типами людей и организаций.Вот некоторые из типов сетей, с которыми вы можете встретиться:

        • Локальные сети (LAN)
          Локальная сеть или LAN — это сеть, которая соединяет компьютеры в пределах ограниченной области. Это может быть школа, офис или даже дом.
        • Персональные сети (PAN) ‍
          Персональная сеть — это сеть, которая основана на рабочем пространстве человека. Устройство человека является центром сети, к которому подключены другие устройства.Существуют также беспроводные персональные сети.
        • Домашние сети (HAN)
          ‍ Домашняя сеть соединяет устройства в домашней среде. Это могут быть персональные компьютеры, планшеты, смартфоны, принтеры, телевизоры и другие устройства.
        • Глобальные сети (WAN)
          ‍ Глобальная сеть — это сеть, охватывающая большую географическую область, обычно с радиусом более километра.
        • Кампусные сети
          ‍ Кампусная сеть — это локальная сеть или набор подключенных локальных сетей, которые используются государственным учреждением, университетом, корпорацией или аналогичной организацией и обычно представляют собой сеть в наборе зданий, расположенных близко друг к другу.
        • Городские сети (MAN)
          ‍ Городские сети — это сети, которые простираются по региону размером с городской район. MAN — это серия подключенных локальных сетей в городе, которые также могут подключаться к глобальной сети.
        • Частные корпоративные сети
          ‍ Корпоративная частная сеть используется компанией для соединения своих различных сайтов, чтобы разные местоположения могли совместно использовать ресурсы.
        • Межсетевые соединения
          ‍ Межсетевые соединения соединяют различные сети вместе для создания более крупной сети.Межсетевое взаимодействие часто используется для описания построения большой глобальной сети.
        • Магистральные сети (BBN)
          ‍ Магистральная сеть — это часть сети, которая соединяет различные части и обеспечивает путь для обмена информацией.
        • Глобальные вычислительные сети (GAN)
          ‍ Глобальная вычислительная сеть — это всемирная сеть, которая соединяет сети по всему миру, например, Интернет.

        [dotedLine]

        Проектирование сети

        Компьютерные сети могут иметь различную конструкцию, причем две основные формы — это сети клиент / сервер и одноранговые сети.В клиент-серверных сетях есть централизованные серверы для хранения, к которым получают доступ клиентские компьютеры и устройства. В одноранговых сетях, как правило, есть устройства, поддерживающие те же функции. Они чаще встречаются в домах, тогда как сети клиент / сервер чаще используются предприятиями.

        ‍

        [dotedLine]

        Типы сетевых подключений

        Существуют также различные типы сетевых подключений, которые касаются того, как элементы в сети связаны друг с другом.Топологии используются для соединения компьютеров, причем наиболее распространенным типом является свернутое кольцо, поскольку Ethernet поддерживает Интернет, локальные и глобальные сети.

        ‍

        Вот некоторые из топологий, которые используются для создания сетей:

        ‍

        Звездообразная топология

        Центральный узел соединяет кабель с каждым компьютером в сети по звездообразной топологии. Каждый компьютер в сети имеет независимое соединение с центром сети, и одно нарушение соединения не повлияет на остальную сеть.Однако есть один недостаток: для создания такой сети требуется много кабелей.

        ‍

        ‍

        ‍

        ‍

        ‍

        [dotedLine]

        ‍

        Шинная топология

        При сетевом соединении с шинной топологией компьютер соединяется одним кабелем. Информация о последнем узле сети должна проходить через каждый подключенный компьютер. Требуется меньше кабелей, но если кабель порвется, это означает, что ни один из компьютеров не сможет подключиться к сети.

        ‍

        ‍

        ‍

        ‍

        ‍

        [dotedLine]

        ‍

        Кольцевая топология

        Кольцевая топология аналогична шинной топологии. Он использует один кабель с конечными узлами, подключенными друг к другу, поэтому сигнал может циркулировать по сети, чтобы найти своего получателя. Сигнал будет несколько раз пытаться найти место назначения, даже если сетевой узел не работает должным образом. Свернутое кольцо имеет центральный узел, который является концентратором, маршрутизатором или коммутатором.Устройство имеет топологию внутреннего кольца и имеет места для подключения кабеля. Каждый компьютер в сети имеет свой собственный кабель для подключения к устройству. В офисе это, вероятно, означает наличие кабельного шкафа, где все компьютеры подключены к шкафу и коммутатору.

        ‍

        ‍

        [dotedLine]

        ‍

        Сетевые протоколы

        Сетевые протоколы — это языки, которые компьютерные устройства используют для связи. Протоколы, поддерживаемые компьютерными сетями, предлагают другой способ их определения и группировки.Сети могут иметь более одного протокола, и каждый может поддерживать разные приложения. Часто используемые протоколы включают TCP / IP, который наиболее распространен в Интернете и в домашних сетях.

        ‍

        ‍

        ‍

        ‍

        [dotedLine]

        ‍

        Проводные и беспроводные сети

        Многие протоколы могут работать как с проводными, так и с беспроводными сетями. Однако в последние годы беспроводные технологии выросли и стали намного более популярными. Wi-Fi и другие беспроводные технологии стали излюбленным вариантом построения компьютерных сетей.Одна из причин этого заключается в том, что беспроводные сети могут легко поддерживать различные типы беспроводных устройств, которые стали популярными с годами, например смартфоны и планшеты. Сейчас важно учитывать мобильные сети, потому что они не исчезнут в ближайшее время.

        ‍

        ‍

        ‍

        [dotedLine]

        Ключевые термины сетевого взаимодействия

        Открытая система: открытая система подключена к сети и подготовлена ​​для связи.

        Закрытая система: закрытая система не подключена к сети и поэтому не может быть подключена.

        ‍ IP-адрес (интернет-протокол): сетевой адрес системы в сети, также известный как логический адрес).

        MAC-адрес: MAC-адрес или физический адрес однозначно идентифицирует каждый хост. Он связан с сетевой картой (NIC).

        Порт: порт — это канал, по которому данные отправляются и принимаются.

        Узлы: узлы — это термин, используемый для обозначения любых вычислительных устройств, таких как компьютеры, которые отправляют и принимают сетевые пакеты по сети.

        Сетевые пакеты: данные, которые отправляются на узлы в сети и от них.

        Маршрутизаторы: маршрутизаторы — это части оборудования, которые управляют пакетами маршрутизатора. Они определяют, с какого узла пришла информация и куда ее отправить. Маршрутизатор имеет протокол маршрутизации, который определяет, как он взаимодействует с другими маршрутизаторами.

        ‍ Трансляция сетевых адресов (NAT): метод, который маршрутизаторы используют для предоставления интернет-услуг большему количеству устройств с использованием меньшего количества общедоступных IP-адресов. Маршрутизатор имеет общедоступный IP-адрес, но подключенным к нему устройствам назначаются частные IP-адреса, которые не могут видеть другие пользователи за пределами сети.

        Протокол динамической конфигурации хоста (DHCP): назначает динамические IP-адреса хостам и поддерживается поставщиком интернет-услуг.

        Интернет-провайдеры (ISP): компании, которые предоставляют каждому свое подключение к Интернету, как физическим лицам, так и предприятиям и другим организациям.

        ‍

        .