Лабораторная работа № 5 «Изучение адресации в сети» Теоретические сведения
MAC-адресация
MAC-адрес (от англ.Media Access Control — управление доступом к среде) — это уникальный идентификатор, сопоставляемый с различными типами оборудования длякомпьютерных сетей. Большинствосетевых протоколовканального уровняиспользуют одно из трёх пространств MAC-адресов, управляемыхIEEE:MAC-48,EUI-48иEUI-64. Адреса в каждом из пространств теоретически должны быть глобально уникальными. Не все протоколы используют MAC-адреса, и не все протоколы, использующие MAC-адреса, нуждаются в подобной уникальности этих адресов.
В широковещательных сетях (таких, как сети на основе Ethernet) MAC-адрес позволяет уникально идентифицировать каждый узел сети и доставлять данные только этому узлу. Таким образом, MAC-адреса формируют основу сетей наканальном уровне, которую используют протоколы более высокого (сетевого) уровня. Для преобразования MAC-адресов в адреса сетевого уровня и обратно применяются специальные протоколы (например,ARPиRARPв сетяхTCP/IP).
Адреса типа MAC-48 наиболее распространены; они используются в таких технологиях, как Ethernet,Token ring,FDDI,WiMAXи др. Они состоят из 48бит, таким образом, адресное пространство MAC-48 насчитывает 248 (или 281 474 976 710 656) адресов. Согласно подсчётам IEEE, этого запаса адресов хватит по меньшей мере до2100 года.
EUI-48 от MAC-48 отличается лишь семантически: в то время как MAC-48 используется для сетевого оборудования, EUI-48 применяется для других типоваппаратногоипрограммного обеспечения.
Идентификаторы EUI-64 состоят из 64 бит и используются в FireWire, а также вIPv6в качестве младших 64 бит сетевого адреса узла.
Структура MAC-адреса
Стандарты IEEEопределяют 48-разрядный (6октетов) MAC-адрес, который разделен на четыре части.
Первые 3 октета (в порядке их передачи по сети; старшие 3 октета, если рассматривать их в традиционной бит-реверсной шестнадцатиричной записиMAC-адресов) содержат 24-битныйуникальный идентификатор организации(OUI)[1], или (Код MFG - Manufacturing, производителя), который производитель получает вIEEE. При этом используются толькомладшие 22 разряда(бита), 2 старшие имеют специальное назначение:
первый бит указывает, для одиночного (0) или группового(1) адресата предназначенкадр
следующий бит указывает, является ли MAC-адрес глобально (0) или локально (1) администрируемым.
Следующие три октетавыбираются изготовителем для каждого экземпляра устройства. За исключением сетей системной сетевой архитектурыSNA.
Таким образом, глобально администрируемый MAC-адрес устройства глобально уникален и обычно «зашит» в аппаратуру.
Администратор сети имеет возможность, вместо использования «зашитого», назначить устройству MAC-адрес по своему усмотрению. Такой локально администрируемый MAC-адрес выбирается произвольно и может не содержать информации об OUI. Признаком локально администрируемого адреса является соответствующий бит первого октета адреса
Среди людей, плохо разбирающихся в сетях, существует распространенное мнение, что MAC-адрес железно вшит в сетевую карту и сменить его нельзя или можно только с помощью программаторов. На самом деле, это не так. MAC-адрес легко меняется программным путем, так как значение, указанное через драйвер, имеет более высокий приоритет, чем зашитый в плату. Поскольку многие DHCP-серверы, которые раздают динамические IP, обычно делают привязку по MAC-адресу (то есть при неизменном MAC они будут выдавать одинаковый IP), то смена MAC-адреса через драйвер поможет сменить и локальный IP адрес. Постоянно изменяя свой MAC-адрес, пользователь становится почти неуязвимым для администратора сети, поскольку для идентификации компьютера можно использовать только IP, MAC-адрес и сетевое имя. Если эти три параметра будут меняться, то становится невозможно определить, разные это клиенты или один и тот же. При этом администратор может жестко привязать выдаваемые IP адреса к списку определенных MAC-адресов пользователей — таким образом, DHCP может отказать устройству с незнакомым MAC в выдаче адреса.
Типы адресов стека TCP/IP
В стеке TCP/IP используются три типа адресов: локальные (называемые также аппаратными), IP-адреса и символьные доменные имена.
В терминологии TCP/IP под локальным адресом понимается такой тип адреса, который используется средствами базовой технологии для доставки данных в пределах подсети, являющейся элементом составной интерсети. В разных подсетях допустимы разные сетевые технологии, разные стеки протоколов, поэтому при создании стека TCP/IP предполагалось наличие разных типов локальных адресов. Если подсетью интерсети является локальная сеть, то локальный адрес - это МАС-адрес. Однако протокол IP может работать и над протоколами более высокого уровня, например над протоколом IPX или Х.25. В этом случае локальными адресами для протокола IP соответственно будут адреса IPX и Х.25. Компьютер в локальной сети может иметь несколько локальных адресов даже при одном сетевом адаптере. Некоторые сетевые устройства не имеют локальных адресов. Например, к таким устройствам относятся глобальные порты маршрутизаторов, предназначенные для соединений типа «точка-точка».
IP-адреса представляют собой основной тип адресов, на основании которых сетевой уровень передает пакеты между сетями. Эти адреса состоят из 4 байт, например 109.26.17.100. IP-адрес назначается администратором во время конфигурирования компьютеров и маршрутизаторов. IP-адрес состоит из двух частей: номера сети и номера узла. Номер сети может быть выбран администратором произвольно, либо назначен по рекомендации специального подразделения Internet (Internet Network Information Center, InterNIC), если сеть должна работать как составная часть Internet. Номер узла в протоколе IP назначается независимо от локального адреса узла. Маршрутизатор по определению входит сразу в несколько сетей. Поэтому каждый порт маршрутизатора имеет собственный IP-адрес. Конечный узел также может входить в несколько IP-сетей. В этом случае компьютер должен иметь несколько IP-адресов, по числу сетевых связей. Таким образом, IP-адрес характеризует не отдельный компьютер или маршрутизатор, а одно сетевое соединение.
Символьные доменные имена. Символьные имена в IP-сетях называются доменными и строятся по иерархическому признаку. Между доменным именем и IP-адресом узла нет никакого алгоритмического соответствия, поэтому необходимо использовать какие-то дополнительные таблицы или службы, чтобы узел сети однозначно определялся как по доменному имени, так и по IP-адресу. В сетях TCP/IP используется специальная распределенная служба Domain Name System (DNS), которая устанавливает это соответствие на основании создаваемых администраторами сети таблиц соответствия. Поэтому доменные имена называют также DNS-именами.