Страница 7.1.2.3. Логическая операция и
Логическая операция И — одна из трех основных двоичных операций, используемых в дискретной логике. Двумя другими операциями являются ИЛИ (OR) и НЕ (NOT). При том, что все три операции используются в сетях передачи данных, для определения сетевого адреса применяется только операция И. Поэтому в этом разделе мы будем говорить только об операции И.
Логическое И — это сравнение двух битов, результаты которого показаны на рис. 1. Обратите внимание, что 1 И 1 = 1.
Чтобы определить сетевой адрес IPv4-узла, к IPv4-адресу и маске подсети побитово применяется логическая операция И. Применение логической операции И к адресу и маске подсети в результате дает сетевой адрес.
Для демонстрации использования операции И для определения сетевого адреса рассмотрим узел с IPv4-адресом 192.168.10.10 и маской подсети 255.255.255.0. На рис. 2 показан IPv4-адрес узла и его двоичный эквивалент. Двоичный адрес маски подсети узла показан на рис. 3.
Фрагменты, выделенные желтым на рис. 4, определяют биты И, дающие двоичную единицу в строке результатов операции И. Остальные сравнения битов дали двоичные нули. Обратите внимание, что в последнем октете больше нет битов с двоичной 1.
Наконец, на рис. 5 показан полученный сетевой адрес: 192.168.10.0 255.255.255.0. Таким образом, узел 192.168.10.10 находится в сети 192.168.10.0 255.255.255.0.
Страница 7.1.2.4
Страница 7.1.2.5 Длина префикса
Представление сетевых адресов и адресов узлов путем в виде маски подсети в десятичном формате с точкой-разделителем может быть очень громоздким. К счастью, существует альтернативный, более простой, способ определения маски подсети, называемый длиной префикса.
Длина префикса означает количество бит, установленных на единицу (1) в маске подсети. Она обозначается наклонной чертой вправо («/»), после которой идет набор единиц. Следовательно, нужно подсчитать число битов в маске подсети и поставить перед этим значением косую черту.
Например, см. таблицу на рисунке. В первом столбце перечислены различные маски подсети, которые могут использоваться с адресом узла. Во втором столбце указан полученный 32-битный двоичный адрес. В последнем столбце указана полученная длина префикса.
Об использовании различных типов длины префикса вы узнаете позже. Сейчас же мы будем говорить о маске подсети /24 (т.е. 255.255.255.0).
Страница 7.1.2.6 Сетевой адрес, адрес узла и широковещательный адрес
Каждый сетевой адрес содержит (или определяет) адреса узлов и широковещательный адрес, как описано на рис. 1.
На рис. 2 перечислены и описаны конкретные адреса в сети 192.168.10.0 /24.
Другие примеры приведены на рис. 3–7. На этих рисунках обратите внимание, что сетевая часть адреса остается неизменной, а меняется только узловая часть.
На рис. 3 показан сетевой адрес 10.1.1.0 /24. Биты узла — все нули.
На рис. 4 показан IPv4-адрес узла 10.1.1.10. Биты узла представляют собой сочетание нулей и единиц.
На рис. 5 показан IPv4-адрес первого узла 10.1.1.1. Биты узла — все нули и одна единица. Обратите внимание, что он назначен интерфейсу маршрутизатора и поэтому станет шлюзом по умолчанию для всех узлов в этой сети.
На рис. 6 показан IPv4-адрес последнего узла 10.1.1.254. Биты узла — все единицы и один ноль.
На рис. 7 показан широковещательный адрес 10.1.1.255. Биты узла — все единицы.
Понятия, обсуждаемые в рамках этой темы, формируют основу для понимания IPv4-адресации. Вы должны четко понимать, как в сетевом адресе определены сетевая и узловая части с помощью маски подсети или длины префикса и логической операции И. Также обратите внимание на различные типы сетевых адресов в сети.
Страница 7.1.2.7