Логічні адреси версії iPv4

Вузли IP-мережі мають унікальні фізичні і логічні адреси. Фізичний встановлюється виробником апаратних засобів, наприклад МАС-адресу мережевої карти NIC, який "прошивається" в ПЗУ. Логічний адреса встановлюється користувачем (адміністратором) або призначається динамічно протоколом DHCP з діапазону виділених адрес. Логічні адреси вузлів в IP-мережах версії IPv4, використовуваної в даний час, містять 32 двійкових розряду, тобто 4 байта. Кожен з 4 байт адреси в технічній документації відображається десятковим числом, а байти розділяються крапкою, наприклад, 172.100.220.14. Частина цієї адреси (старші розряди) є номером мережі, а інша частина (молодші розряди) - номером вузла в мережі. Таким чином, IP-адреси є ієрархічними, на відміну від плоских МАС-адрес. Відповідно до того, яка частина адреси відноситься до номера мережі, а яка - до номера вузла, адреси діляться на класи. Для унікальної адресації вузлів використовуються три класи адрес.

В адресі класу А старший байт задає адресу мережі, а три молодших байта - адреса вузла (host).

0	x	x	x	x	x	x	x		2-й байт	3-й байт	4-й байт
№ сети – 1 байт								№ узла – 3 байта

В адресі класу В два старших байта задають адресу мережі, а два молодших байта - адреса вузла (host).

1	0	x	x	x	x	x	x	2-й байт		3-й байт	4-й байт
№ сети – 2 байта									№ узла – 2 байта

В адресі класу С три старших байта задають адресу мережі, а молодший байт - адреса вузла.

1	1	0	x	x	x	x	x	2-й байт	3-й байт	4-й байт
№ сети – 3 байта											№ узла – 1 байт

Існує також багатоадресний (multicast) клас D ​​і резервний клас E. Додаткова інформація по класах і адресами наведена в таблиці 16.1.

Таблиця 16.1. Класи IP-адресів

Клас	Перший байт адреси	Найменьша адреас мережы	Найбыльша адреса мережы	Максимальна кількість вузлів
A	0xxxxxxx	1.0.0.0	126.0.0.0	224-2
B	10xxxxxx	128.0.0.0	191.255.0.0	216-2
C	110xxxxx	192.0.0.0	223.255.255.0	28-2
D	1110xxxx	224.0.0.0	239.255.255.255	multicast
E	11110xxx	240.0.0.0	247.255.255.255	резерв

Номер вузла (адреса host) не може складатися тільки з одних одиниць або нулів. Якщо в поле адреси вузла все нулі, це означає, що задається номер (адреса) мережі або підмережі. Якщо ж в цьому полі всі двійкові розряди дорівнюють одиниці, то це означає широкомовний (broadcast) адреса, призначений всіх вузлів мережі, в якій знаходиться вузол, сформував даний пакет, тобто джерело переданої інформації. Цим пояснюється зменшення максимального числа вузлів в мережі на 2 (див. таблицю 7.1). Таким чином, максимальне число вузлів в мережі класу С дорівнюватиме 28 - 2 = 254. Старший розряд адреси класу А завжди дорівнює 0, тому адреси мереж можуть знаходитися в діапазоні від 1 до 127. Однак адреса 127.0.0.1 призначений для самотестування, за цією адресою вузол звертається до самого себе, перевіряючи, чи встановлений протокол TCP / IP на цьому хості. Тому адреса мережі 127.0.0.0 не входить до складу адрес таблиці 7.1. З метою скорочення кількості адрес, якими оперує маршрутизатор, в його таблиці маршрутизації задаються адреси мереж, а не вузлів. У той же час в адресній частині пакета задаються адреси вузлів (див. рис. 6.7). Тому маршрутизатор, отримавши пакет, повинен з адреси призначення отримати адресу мережі. Цю операцію маршрутизатор реалізує шляхом логічного множення мережевої адреси вузла на маску. Число розрядів маски дорівнює кількості розрядів IP-адреси. Безперервна послідовність одиниць в старших розрядах маски задає число розрядів адреси, що відносяться до номера мережі. Молодші розряди маски, рівні нулю, відповідають розрядам адреси вузла в мережі. При логічному примноження адреси вузла на маску виходить адресу мережі. Наприклад, при множенні IP-адреси 192.100.12.67 на стандартну маску класу С, що дорівнює 255.255.255.0, виходить наступний результат:

тобто отриманий номер мережі 192.100.12.0. Аналогічний запис попереднього адреси з відповідної маскою класу С може також мати наступний вигляд: 192.100.12.67/24, що означає, що маска містить одиниці в 24 старших розрядах. При цьому 24 старших розряду будуть однакові для всіх вузлів мережі, тобто утворюють загальну частину адреси, звану префіксом. Саме префікс має позначення / 24. Стандартна маска адреси класу В має 16 одиниць в старших розрядах і 16 нулів в молодших. Тому якщо адресу сайту дорівнюватиме 172.16.37.103/16, адреса мережі буде дорівнює 172.16.0.0. Маска адреси класу А має 8 одиниць в старших розрядах і 24 нуля в молодших. Тому, наприклад, адресі вузла 10.116.37.103/8 відповідає адреса мережі 10.0.0.0. Розбиття адрес на класи жорстко задає максимальна кількість вузлів в мережі. Цьому відповідають протоколи маршрутизації типу Classful, які вимагають, щоб використовувалася єдина (стандартна) маска мережі. Наприклад, у мережі з адресою 192.168.187.0 може використовуватися стандартна маска 255.255.255.0, а в мережі 172.16.0.0 використовується стандартна маска 255.255.0.0.