Классовая адресация

Первая схема адресации IP была проста и прямолинейна. Схема адресации использовала 8-битовый префикс, что позволяло организовать более 200 сетей с множеством узлов в каждой. Затем начала применяться концепция классов IP-адресов. Постепенно в схему IP-адресации было внесено множество дополнений, но все они продолжают опираться на классовые и внеклассовые схемы.

Цель адресации заключалась в предоставлении IP возможности взаимодействовать между узлами одной сети или объединения сетей. Классовые IP определяют конкретные номера сети и узла, соответствующие расположению узла в сетевом пространстве. IP адреса имеют длину 32 бита и разделены на четыре поля по 1 байту каждое. Этот адрес может быть записан в десятичной, восьмеричной, шестнадцатеричной и двоичной форме. Наиболее распространенная форма записи – десятичная. Есть два способа присвоения IP-адреса; все зависит от соединения. При соединении с Internet сетевая часть адреса присваивается провайдером. Существуют три адреса, которые присваиваются отдельным узлам. Но для соединения с Internet должен быть определен один публичный IP-адрес, присвоенный провайдером.

Для того чтобы идентифицировать все узлы вашей сети с помощью публичного адреса, провайдер предоставляет сетевой диапазон (непрерывный сегмент адресного пространства IP), с которым вы можете работать.

Формат IP-адреса

Каждый узел в сети TCP/IP может быть однозначно идентифицирован IP-уровнем по адресу, который имеет формат <идентификатор сети, номер узла>. Строго говоря, адрес на части не делится и читается как единое целое. Для точного определения узла всегда используется полный адрес. Между полями нет разделения. На практике по записи IP-адреса трудно определить границы полей.

Ниже показан общий формат IP-адреса:

<Номер сети, Номер узла> в формате xxx. xxx. xxx. xxx

В десятичной записи адреса могут варьироваться от 0. 0. 0. 0 до 255. 255. 255. 255. За исключением первого, любой байт может определять номер сети и узла. Первый байт всегда показывает номер сети.

Каждый байт (октет) имеет длину 8 бит. Он может определять сеть, подсеть или узел сети.

Для представления IP-адреса используются 32 бита, разделенные на 4 байта. Номер сети может распространяться с первого байта на второй и третий. То же самое происходит с частью адреса, определяющей узел сети ххх. Он представляет собой десятичное число от 0 до 255 (именно по этой причине используются три х).

IP-адреса делятся на пять классов: A, B, C, D и E. Документ RFC 791, определяющий эту классификацию, ничего не говорит о подсетях. Классы позволяют организовывать различное количество сетей и узлов в них. A, B и C используются для представления адресов сетей и узлов сети. Класс D – это специальный тип адреса, используемый для групповой рассылки (например, OSPF при рассылке маршрутной информации и IP при групповой рассылке используют этот тип адреса). Класс Е зарезервирован в экспериментальных целях.

Определение класса

Для присвоения адресов сетям и узлам используются адреса классов A, B и C. Класс D не используется, а адреса Е никогда не присваиваются. На рисунке видно, как на самом деле определяются классы. Как сетевой узел определяет адрес, которому принадлежит класс? Поскольку длина идентификатора сети меняется (в зависимости от класса), был придуман простой метод, позволяющий программному обеспечению определить класс адреса, а значит и длину номера сети.

П рограммное обеспечение IP определит класс сетевого идентификатора, используя простой метод: чтение первых битов (или бита) первого поля (первого байта) каждого пакета. На рисунке показан адрес, представленный в двоичном коде.

Если первый бит первого байта равен 0 – это адрес класса А.

Если первый бит равен 1, тогда протокол читает следующий бит. Если следующий равен 0 – это адрес класса B. Если первый и второй биты равны 1, а третий бит равен 0 – это адрес класса C. Если первый, второй и третий биты равны 1, адрес принадлежит классу D и зарезервирован для адресов групповой рассылки. Адреса класса Е предназначены для использования в экспериментальных целях.

Поле «Опции» необязательно и обычно используется при настройке сети. В поле могут быть указаны точный маршрут прохождения дейтаграммы в распределенной сети, данные о безопасности, различные временные отметки и т. д. Поле не имеет фиксированной длины, поэтому для выравнивания заголовка дейтаграммы по 32-битной границе предусмотрено следующее поле — поле «Выравнивание». Выравнивание осуществляется нулями.