- •Лабораторная работа № 03-001 Основы ip- адресации. Классы сетей и структура адресов Цель работы
- •Теоретические основы
- •10. 0. 0. 0 - 10. 255.255.255
- •172. 16. 0. 0 - 172. 31.255.255
- •192.168. 0. 0 - 192.168.255.255
- •169.254. 0. 0 - 169.254.255.255
- •Ход работы Задание 1. Основы ip-адресации
- •Задание 2. Определение частей ip- адресов
- •Задание 3. Ip-адреса хостов допустимые в коммерческих сетях
- •Задание 4. Доставка пакетов по заданному ip-адресу
- •Задание 5. Адресное пространство iPv4
Лабораторная работа № 03-001 Основы ip- адресации. Классы сетей и структура адресов Цель работы
Научится решать следующие задачи
Идентифицировать 5 различных классов IP-адресов.
Описывать характеристики и использование классов IP-адресов.
Определять класс IP-адреса исходя из его значения.
Определять, какая часть IP-адреса идентифицирует сеть (network ID) и какая – хост (host ID)
Определять допустимые и недопустимые IP- адреса хостов, исходя из правил адресации
Определять диапазон адресов и маску подсети по умолчанию для каждого класса адресов
Теоретические основы
Эта работа поможет понять, как строится адресный план сети и как функционируют сети TCP/IP.IP-адреса используют для однозначной идентификации отдельных сетей и хостов (персональных и специализированных компьютеров) в сетях при обеспечении связи между ними. Стек протоколовTCP/IPиспользуется наиболее широко в мире. В частности, в Интернет используется толькоIP- адресация. Для того, чтобы хост имел связь с Интернет, он должен иметьIP- адрес. ПониманиеIP- адресов является определяющим в понимании работы сетей, построенных на основе стека протоколовTCP/IP.
В базовом представлении IP-адрес состоит из двух частей - адреса сети и адреса хоста. Сетевая частьIP- адреса назначается компании или организации Межсетевым информационным центром (InterNIC). Маршрутизаторы используютIPадреса для передачи пакетов между сетями.
IPадреса имеют длину 32 бита, разделяемых на 4 октета (группы по 8 бит). В общепринятом представлении каждый октет записывается десятичным числом, октеты разделяются точками. Например: 212.193.38.248
IP-адреса используются на 3-м (сетевом) уровне моделиOSI(Межсетевой уровень моделиTCP/IP). Их присваивает вручную сетевой администратор или они назначаются автоматически серверомDynamicHostConfigurationProtocol(DHCP).IPадрес компьютера - это логический адрес и его можно изменить, в отличие отMAC- адреса сетевого интерфейса, который в большинстве случаев записан в постоянной памяти устройства.
IPадрес может использоваться как для адресации конкретного компьютера в сети - хоста, так и для адресации сразу целой группы компьютеров, логически объединенных в сегмент сети или подсеть (subnetwork). Для адреса хоста значащими являются все цифры адреса. Для адреса подсети значащими являются только несколько старших разрядов числаIP-адреса. Остальные цифры относятся к адресам хостов в подсети.
Определены 5 различных классов IP–адресовA,B,C,DиE. В зависимости от класса адреса сетевая часть и адрес хоста занимают различное число бит. Только классыA,Bи С используются для адресации компьютеров в коммерческих сетях.
Структура IP адреса | |||||
Класс А | |||||
0 Номер сети |
Номер узла | ||||
Класс В | |||||
1 0 Номер сети |
Номер узла | ||||
Класс С | |||||
1 1 0 Номер сети |
Номер узла | ||||
Класс D | |||||
1 1 1 0 адрес группы | |||||
Класс E | |||||
1 1 1 1 смысл не определён | |||||
0 7 |
8 15 |
16 23 |
24 31 |
Первый бит адреса класса А всегда равен 0. Первый октет определяет адрес сети класса А. Из структуры адреса класса А следует, что в первом октете он может иметь значения от 1 до 126. Значение 127 зарезервировано для организации внутренней петли устройств, которая используется при тестировании. Существует, таки образом, только 126 сетей класса А. Остальные 24 бита адресуют хосты в сети класса А, их может быть 224(более 16 миллионов).
В классической схеме адресации сетевая часть адреса или часть адреса, относящаяся к хосту, не может содержать все единицы или все нули. Например, адрес класса A118.0.0.5 является допустимым, а адрес 118.255.255.255- нет. Если часть адреса - адрес хоста содержит все 0, то это адрес самой сети без указания адреса хоста. Если адрес хоста содержит все 1, то это широковещательный адрес в заданной сети (это означает, что пакет адресован всем хостам).
В протоколе IP существует несколько соглашений об особой интерпретации IP-адресов:
адрес, состоящий только из двоичных нулей, не может быть использован в качестве адреса назначения пакета, как и любой другой адрес вида 0.N.N.N. Однако этот адрес используется протоколами маршрутизации для указания «маршрута по умолчанию» в таблице маршрутизации, т.е. маршрута, по которому отправляются все пакеты, для которых нет более конкретных указаний в таблице маршрутизации;
0 0 0 0 ...............................……………………………………………………………….... 0 0 0 0 |
если в поле номера сети стоят 0, то по умолчанию считается, что этот узел принадлежит той же самой сети, что и узел, который отправил пакет;
0 0 0 0 ....………………………………………….0 |
Номер узла |
если все двоичные разряды IP-адреса равны 1, то пакет с таким адресом назначения должен рассылаться всем узлам, находящимся в той же сети, что и источник этого пакета. Такая рассылка называется ограниченным широковещательным сообщением (limited broadcast);
1 1 1 1 . . . 1…………………………………………………………………………1 ……………….177111......................................……………………………………………………………………...1 1 |
если в поле адреса назначения стоят сплошные 1, то пакет, имеющий такой адрес рассылается всем узлам сети с заданным номером. Такая рассылка называется широковещательным сообщением (broadcast);
Номер сети |
1111..............…………………………………1…..11 |
адрес 127.0.0.1 зарезервирован для организации обратной связи при тестировании работы программного обеспечения узла без реальной отправки пакета по сети. Этот адрес имеет название loopback. Используется для организации петли и в диагностических целях. Соответственно, любой другой адрес из сети 127.0.0.0 не может использоваться для назначения узлам сети.
Маской сети называется битовая маска, определяющая, какая часть IP-адреса является адресом сети, а какая определяет адрес узла в этой сети. Например, узел с IP-адресом 12.34.56.78 и маской сети 255.255.255.0 находится в сети 12.34.56.0.
Чтобы получить адрес сети, зная IP-адрес и маску сети, необходимо применить к ним операцию «логическое И». Для приведенного выше случая, например:
IP-адрес: 11000000 10101000 00000001 00000010 (192.168.1.2)
Маска сети: 11111111 11111111 11111111 00000000 (255.255.255.0)
Адрес сети: 11000000 10101000 00000001 00000000 (192.168.1.0)
Когда в начале 90-х появились проблемы с адресным пространством, в марте 1994 г было принято решение об адресном "сегментировании" общего пространства — выделении для локальных сетей отдельных диапазонов IP-адресов и исключение этих IP-адресов из использования в интернете: