Ip-Адресация
Каждый сетевой узел должен обладать уникальным 32-битным IP-адресом (Рис. 1 .41).
Рис. 1.41. Уникальные IP-адреса узлов TCP/IP, входящих в одну и ту же сеть
Рис. IP-адреса отдельных сетей внутри составной сети
IP-адреса делятся на общие (уникальные в глобальном масштабе и используются в Интернет) и частные (ограничены диапазонами, используются в частной сети и не видны из Интернета).
Общие IP-адреса. Для обеспечения уникальности IP-адресов в Интернете организация IANA3разделила незанятую часть пространства IP-адресов и делегировала полномочия по их распределению региональным регистраторам, среди которых Asia-Pacific Network Information Center (APNIC), American Registry for Internet Numbers (ARIN) и Reseaux IP Europeens (RIPE NCC). Региональные регистраторы выделяют блоки адресов небольшому количеству крупных поставщиков интернет-услуг (ISP), которые в свою очередь выдают более мелкие блоки своим клиентам и менее крупным провайдерам. Обычно интернет-провайдер выдает по одному общему IP-адресу на каждый подключенный к провайдеру компьютер. Этот IP-адрес может назначаться динамически в момент подключения или статически закрепляться за выделенной линией или модемом.
Частные IP-адреса. Часть IP-адресов никогда не используются в Интернет. Они называются частными и используются для организации адресации в сетях, которые «не видны» в общей сети. Диапазоны частных адресов представлены на Рис. 1 .42.
-
Начальный адрес
Конечный адрес
10.0.0.0
10.255.255.254
172.16.0.0
172.31.255.254
192.168.0.0
192.168.255.254
Рис. 1.42. Диапазоны частных адресов
Структура IP-адреса. IP-адрес можно записать как двоичными числами («родная» форма IP-адреса, применяемая в компьютере), так и десятичными числами (для удобства запоминания адреса человеком).
Двоично-точечная нотация. IP-адрес – это 32-битное двоичное число, которое представлено 4 группами по 8 бит разделенных пробелами:
хххххххх хххххххх хххххххх хххххххх.
Десятично-точечная нотация. IP-адреса представляются в форме четырех десятичных чисел, разделенных точкой, значение каждого числа лежит в диапазоне 0 – 255.
На Рис. 1 .43 представлен один и тот же IP-адрес, записанный в разных нотациях.
Рис. 1.43. Формы записи IP-адреса
Каждая из четырех групп IP-адреса называется октет. Октеты и биты считаются слева направо. Первый октет – это биты с 1 по 8, второй октет – биты с 9 по 16, третий октет – биты с 17 по 24, четвертый октет – биты с 25 по 32.
Если все биты октета равны 0, десятичное значение октета – 0. Если все биты октета равны 1, десятичное значение октета равно 255.
Легко посчитать вес каждого бита в октете. В направлении справа налево, начиная с восьмого бита (его значение 1), «цена» каждого последующего бита в два раза больше, чем предыдущего. Значения весов битов в октете представлены на Рис. 1 .44.
Рис. 1.44. Веса битов в октете
Пример перевода из двоичной нотации в десятичную. Пусть первый октет IP-адреса в двоичном представлении выглядит так: 10101100.
Для упрощения перевода можно нарисовать таблицу перевода как на Рис. 1 .45.
Рис. 1.45. Таблица перевода первого октета IP-адреса в десятичную форму
Далее необходимо сложить десятичные эквиваленты тех битов, где находится единица: 128 + 32 + 8 + 4 = 172. Полученная сумма и будет значением первого октета в десятичной форме, т.е. 172.
Пример перевода из десятичной нотации в двоичную. Перевод октета из десятичной формы в двоичную осуществляется записью 1 или 0 в соответствующий бит октета слева направо, пока не будет получено искомое десятичное число. Если запись 1 в очередной бит приводит к тому, что полученная сумма превосходит десятичное число, в этот бит записывается 0, и рассматривается следующий бит.
Пример.Перевести IP-адрес 172.31.230.218 в двоичный вид.
Решение. Запись производиться в таблицы весов битов:
в первый бит первого октета записывается 1, так как 128 меньше 172, промежуточная сумма становится равной 128;
вес второго бита 64, так как 128 + 64 больше 172, в этот бит записывается 0;
вес третьего бита 32, промежуточная сумма 128 + 0 + 32 = 160, это меньше 172, поэтому в третий бит записывается 1;
вес четвертого бита 16, так как 160 + 16 больше 172, в этот бит записывается 0;
вес пятого бита 8, промежуточная сумма 128 + 0 + 32 + 0 +8 = 168, это меньше 172, поэтому в пятый бит записывается 1;
вес шестого бита 4, промежуточная сумма 128 + 0 + 32 + 0 +8 + 4 = 172, а это равно десятичному представлению значения октета, поэтому в шестой бит записывается 1, а в седьмой и восьмой биты – 0.
Таблица записи для первого октета представлена на Рис. 1 .46.
Рис. 1.46. Таблица записи двоичного представления десятичного значения первого октета
После выполнения аналогичных операций для остальных октетов, двоичное представление адреса 172.31.230.218 выглядит следующим образом: