5. Протокол ip v4: представление адреса.

IP-адрес представляет собой 32-разрядное двоичное число, разделенное на группы по 8 бит, называемых октетами, например:

00010001 11101111 00101111 01011110

Обычно IP-адреса записываются в виде четырех десятичных октетов и разделяются точками. Таким образом, приведенный выше IP-адрес можно записать в следующей форме: 17.239.47.94.

Следует заметить, что максимальное значение октета равно 111111112 (двоичная система счисления), что соответствует в десятичной системе 25510. Поэтому IP-адреса, в которых хотя бы один октет превышает это число, являются недействительными. Пример: 172.16.123.1 – действительный адрес, 172.16.123.256 – несуществующий адрес, поскольку 256 выходит за пределы допустимого диапазона.

IP-адрес состоит из двух логических частей – номера подсети (ID1 подсети) и номера узла (ID хоста) в этой подсети. При передаче пакета изодной подсети в другую используется ID подсети. Когда пакет попал вподсеть назначения, ID хоста указывает на конкретный узел в рамках этойподсети.

13. Протокол ip v4: классы.

Существует пять классов IP-адресов: A, B, C, D и E. За принадлежность к тому или иному классу отвечают первые биты IP-адреса. Деление сетей на классы описано в RFC 791 (документ описания протокола IP).

Характеристики адресов разных классов представлены в таблице.

Класс	Первые биты	Наименьший номер сети	Наибольший номер сети	Количество сетей	Максимальное число узлов в сети
A	0	1.0.0.0	126.0.0.0	126	224 – 2
B	10	128.0.0.0	191.255.0.0	16384	216 – 2
C	110	192.0.0.0	223.255.255.0	2097152	28 – 2
D	1110	224.0.0.0	239.255.255.255	Групповой адрес
E	11110	240.0.0.0	247.255.255.255	Зарезервирован

Существует два основных способа решения этой проблемы:

• более эффективная схема деления на подсети с использованием масок (RFC 950);

• применение протокола IP версии 6 (IPv6).

I P-адрес представляет собой последовательность из 32 битов. Причем старшие (левые) биты этой последовательности отводятся для адреса сети, а младшие (правые) – для адреса хоста в этой сети.

Количество бит, отведенных для адреса сети и адреса хоста, определяется моделью адресации. Существует две модели адресации: классовая и бесклассовая.

Рис. 2.4.2. Форматы IP-адресов в классовой моделиадресации

Таблица 2.4.1 Бесклассовая междоменная маршрутизация– CIDR (ClasslessInter-DomainRouting). CIDR позволяет произвольным образом назначать границу сетевой и хостовой части IP-адреса. Для этого каждому из них прилагается 32-битовая маска, которую часто называют маской сети (netmask) или маской подсети (subnetmask).

13. Протокол ip v4: особые ip-адреса, частные и публичные ip-адреса

Все пространство IP-адресов разделено на 2 части: публичные адреса, которые распределяются между Интернет-провайдерами и компаниями международной организацией InternetAssignedNumbersAuthority (сокращенно IANA), и приватные адреса, которые не контролируются IANA и могут назначаться внутрикорпоративным узлам по усмотрению сетевых администраторов. Если какая-либо компания приобрела IP-адреса в публичной сети, то ее сетевые узлы могут напрямую маршрутизировать сетевой трафик в сеть Интернет и могут быть прозрачно доступны из Интернета. Если внутрикорпоративные узлы имеют адреса из приватной сети, то они могут получать доступ в Интернет с помощью протокола трансляции сетевых адресов (NAT, NetworkAddressTranslation) или с помощью прокси-сервера. В простейшем случае с помощью NAT возможно организовать работу всей компании с использованием единственного зарегистрированного IP-адреса.

Механизм трансляции 87адресов NAT преобразует IP-адреса из частного адресного пространства IP (эти адреса еще называют "внутренние", или "серые IP") в зарегистрированное открытое адресное пространство IP. Обычно эти функции (NAT) выполняет либо маршрутизатор, либо межсетевой экран (firewall) — эти устройства подменяют адреса в заголовках проходящих через них IP-пакетов.

На практике обычно компании получают через Интернет-провайдеров небольшие сети в пространстве публичных адресов для размещения своих внешних ресурсов — web-сайтов или почтовых серверов. А для внутрикорпоративных узлов используют приватные IP-сети.

Пространство приватных IP-адресов состоит из трех блоков:

10.0.0.0/8 (одна сеть класса A);

172.16.0.0/12(диапазон адресов, состоящий из 16 сетей класса B — от 172.16.0.0/16 до 172.31.0.0/16);

192.168.0.0/16(диапазон адресов, состоящий из 256 сетей класса C — от 192.168.0.0/24 до 192.168.255.0/16).

Кроме данных трех блоков имеется еще блок адресов, используемых для автоматической IP-адресации (APIPA, AutomaticPrivate IP Addressing). Автоматическая IP-адресация применяется в том случае, когда сетевой интерфейс настраивается для автоматической настройки IP-конфигурации, но при этом в сети отсутствует сервер DHCP. Диапазон адресов для APIPA — сеть класса B 169.254.0.0/16.