13. Порядок призначення ip-адрес: призначення адрес автономної мережі, централізований розподіл адрес, адресація і технологія cidr.

Номера мереж призначаються або централізовано, якщо мережа є частиною Internet, або довільно, якщо мережа працює автономно. Номера вузлів й у тому й в іншому випадку адміністратор вільний призначати за своїм розсудом, не виходячи, зрозуміло, з дозволеного для цього класу мережі діапазону.

Координуючу роль у централізованому розподілі IP-адрес до деякого часу грала організація InterNIC, однак з ростом мережі завдання розподілу адрес стало занадто складним, і InterNIC делегувала частину своїх функцій іншим організаціям і великим постачальникам послуг Internet.

Уже порівняно давно спостерігається дефіцит IP-адрес. Дуже важко одержати адресу класу В и практично неможливо стати власником адреси класу А. При цьому слід відзначити, що дефіцит обумовлений не тільки ростом мереж, але й тим, що наявна безліч IP-адрес використовується нераціонально. Дуже часто власники мережі класу С витрачають лише невелику частину з наявних у них 254 адрес. Розглянемо приклад, коли дві мережі необхідно з'єднати глобальним зв'язком. У таких випадках як канал зв'язку використовують два маршрутизатори, з'єднані за схемою «точка-точка» (мал. 5.10). Для цієї мережі, утвореної каналом, що зв'язує порти двох суміжних маршрутизаторів, доводиться виділяти окремий номер мережі, хоча в цій мережі є всього 2 вузли.

Якщо ж деяка IP-мережа створена для роботи в «автономному режимі», без зв'язку з Internet, тоді адміністратор цієї мережі вільний призначити їй довільно обраний номер. Але й у цій ситуації для того, щоб уникнути яких-небудь колізій, у стандартах Internet визначено кілька діапазонів адрес, що рекомендують для локального використання. Ці адреси не обробляються маршрутизаторами Internet ні при яких умовах. Адреси, зарезервовані для локальних потреб, обрані з різних класів: у класі А - це мережа 10.0.0.0, у класі В - це діапазон з 16 номерів мереж 172.16.0.0 -172.31.0.0, у класі С - це діапазон з 255 мереж -192.168.0.0 - 192.168.255.0.

Для зм'якшення проблеми дефіциту адрес розробники стека TCP/IP пропонують різні підходи. Принциповим розв'язанням є перехід на нову версію IPv6, у якій різко розширюється адресний простір за рахунок використання 16-байтних адрес. Однак і поточна версія IPv4 підтримує деякі технології, спрямовані на більш ощадливу витрату IP-адрес. Однією з таких технологій є технологія масок й її розвиток — технологія безкласової міждоменної маршрутизації (Classless Inter-Domain Routing, CIDR). Технологія CIDR відмовляється від традиційної концепції розподілу адрес протоколу IP на класи, що дозволяє отримувати в користування стільки адрес, скільки реально необхідно. Завдяки CIDR постачальник послуг дістає можливість «нарізати» блоки з виділеного йому адресного простору в точній відповідності з вимогами кожного клієнта, при цьому в нього залишається простір для маневру на випадок його майбутнього зростання.

14. Відображення ip-адрес на локальні адреси: протокол розв'язання адрес.

Одному з головних завдань, яке ставилося при створенні протоколу IP, було забезпечення спільної узгодженої роботи в мережі, що складається з підмереж, в загальному випадку тих, що використовують різні мережеві технології.

Взаємодія технології TCP/IP з приватними технологіями підмереж про-ісходіт багато разів при переміщенні пакету IP по складеній мережі. На кожному маршрутизаторі протокол IP визначає, в яку наступну підмережу і якому прикордонному вузлу в цій підмережі треба направити пакет. Таким прикордонним уз-лом є маршрутизатор, і протоколу IP відома його IP-адреса.

Очевидно, що для того, щоб приватна технологія підмережі змогла доставити пакет на сле-дующий маршрутизатор, необхідно:

по-перше, упакувати пакет в кадр відповідного для даної підмережі формату (наприклад, Ethernet);

по-друге, забезпечити кадр адресою, формат якої був би зрозумілий локальній технології підмережі (перетворити, наприклад, IP-адреса в МАС-адресу).

Рішенням цих задач, як вже було сказано, займається рівень мережевих інтерфейсів стека TCP/IP.

Для визначення локальної адреси по IP-адресі використовується протокол дозволу адрес (Address Resolution Protocol, ARP).

Протокол дозволу адрес реалізується різним чином залежно від того, який протокол канального рівня працює в даній мережі – протокол локальної мережі (Ethernet, Token Ring, FDDI) з можливістю широкомовного доступу одночасно до всіх вузлів мережі або ж який-небудь з протоколів глобальної мережі (Х.25, frame relay), які, як правило, не підтримують широкомовний доступ.

Розглянемо роботу протоколу ARP в мережах з широкомовленням. В результаті конфігурації мережі кожен інтерфейс знає свої IP-адреса і МАС-адреса. Крім того, на кожному інтерфейсі (мережевому адаптері або порту маршрутізато-ра) підтримується окрема ARP-таблиця, що визначає відповідність між IP-адресами і МАС-адресами інших вузлів даної підмережі.

Спочатку, при включенні комп’ютера або маршрутизатора в мережу всі його ARP-таблиці порожні.

Хай в якийсь момент модуль IP передає пакет на рівень мережевих ін-терфейсов, наприклад драйверу Ethernet, і йому потрібно знайти на основі ізвест-ного IP-адреси МАС-адресу вузла призначення. Для цього протокол IP звертається до протоколу ARP. Робота ARP починається з проглядання ARP-таблиці соответству-ющего інтерфейсу.

Як ми припустили, звернення до ARP відбулося в нача-ле роботи, і таблиця опинилася порожня. Ті ж самі дії послідували б, ес-лі б таблиця містила деякі записи, але потрібна IP-адреса в ARP-таблиці була відсутня.

У обох цих випадках витікаючий IP-пакет, для якого виявилося неможливим визначити локальну адресу з ARP-таблиці, запам’ятовується в буфері, а протокол ARP формує запит (ARP-запит), вкладає його в кадр протоколу канального рівня і розсилає широкомовно.