Реферат № 16 Рохтин Я.А
..docx1. Логические адреса версии IPv4
Основы адресации: Узлы IP-сетей имеют два типа адресов:
Физический адрес: устанавливается производителем оборудования (например, MAC-адрес сетевой карты), постоянен.
Логический адрес: устанавливается администратором вручную или динамически через DHCP.
Структура IPv4-адреса: состоит из 32 бит, представленных в виде четырёх десятичных чисел (байтов), разделённых точками. Пример: 172.100.220.14.
Делится на: Старшую часть — номер сети. Младшую часть — номер узла. Иерархическая структура позволяет эффективнее управлять адресами, в отличие от плоских MAC-адресов.
Классы адресов: определяют, сколько бит используется для адресации сети и узлов.
Класс A: 1 байт для сети, 3 байта для узлов. Диапазон: от 1.0.0.0 до 126.255.255.255. Подходит для крупных сетей с множеством узлов.
Класс B: 2 байта для сети, 2 байта для узлов. Диапазон: от 128.0.0.0 до 191.255.255.255. Применяется для средних по размеру сетей.
Класс C: 3 байта для сети, 1 байт для узлов. Диапазон: от 192.0.0.0 до 223.255.255.255. Используется в небольших локальных сетях.
Класс D: используется для многоадресной (multicast) передачи данных. Диапазон: от 224.0.0.0 до 239.255.255.255.
Класс E: Зарезервирован для исследований. Диапазон: от 240.0.0.0 до 255.255.255.255.
Особенности IP-адресов: Поле номера узла не может быть полностью заполнено нулями или единицами: Нули указывают на адрес сети. Единицы обозначают широковещательный адрес (broadcast).
2. Маска подсети
Роль маски подсети: Маска определяет, какая часть адреса относится к сети, а какая — к узлу. Логическое умножение адреса на маску позволяет маршрутизатору извлечь адрес сети.
Примеры стандартных масок: Класс A: 255.0.0.0 (/8). Класс B: 255.255.0.0 (/16). Класс C: 255.255.255.0 (/24).
Формат записи: Адрес может быть записан с указанием количества бит маски, например: 192.168.1.1/24 (24 бита для сети, 8 бит для узлов).
3. Формирование подсетей
Необходимость разбиения сети:
Для удобного управления сетью, экономии адресов и повышения безопасности создаются подсети.
Использование подсетей позволяет лучше изолировать группы узлов.
Пример разбиения адресного пространства:
Выделенный адрес: 198.11.163.0/24 (класс C).
Требуется создать 10 подсетей по 14 узлов:
Для адресации подсетей нужно 4 бита (максимум 16 подсетей).
Для адресации узлов также нужно 4 бита (14 узлов + 2 зарезервированных адреса).
Итоговая маска: 255.255.255.240 (/28).
Применение масок переменной длины (VLSM):
Позволяет создавать подсети разного размера.
Например:
Сеть с 30 узлами требует маски /27.
Сеть "точка-точка" (2 узла) — маска /30.
Это обеспечивает гибкость и масштабируемость.
4. Агрегирование адресов
Сущность CIDR:
Бесклассовая междоменная маршрутизация (Classless Inter-Domain Routing).
Позволяет объединить несколько подсетей с общим префиксом в один маршрут.
Пример:
Адреса 192.168.16.0/24, 192.168.17.0/24, 192.168.18.0/24 и 192.168.19.0/24 объединяются в 192.168.16.0/22.
Преимущества агрегирования:
Уменьшает размер таблиц маршрутизации.
Снижает нагрузку на маршрутизаторы.
5. Частные и общедоступные адреса
Общедоступные адреса:
Выдаются региональными регистраторами (например, RIPE для Европы).
Уникальность адресов гарантируется централизованным управлением.
Частные адреса:
Используются в локальных сетях, не подключённых напрямую к Интернету.
Диапазоны:
10.0.0.0/8.
172.16.0.0/12.
192.168.0.0/16.
Не маршрутизируются в Интернет.
Трансляция адресов:
NAT (Network Address Translation):
Преобразует частный адрес в общедоступный.
Один частный адрес соответствует одному общественному.
PAT (Port Address Translation):
Использует один общественный адрес для нескольких узлов, добавляя номера портов.
6. Протоколы маршрутизации
Протоколы с поддержкой VLSM:
OSPF, EIGRP, RIP v2.
Статическая маршрутизация.
Протоколы без поддержки VLSM:
RIP v1.
7. Проблемы и перспективы
Дефицит IPv4-адресов:
Растущий спрос на адреса приводит к нехватке.
Решения:
Использование частных адресов.
Применение CIDR и VLSM.
Переход на IPv6, где длина адреса составляет 128 бит.