Foreversoft.ru

IT Справочник
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Структура ip адреса

Что такое IP адрес?

IP-адрес (aй-пи адрес, сокращение от англ. Internet Protocol Address) — уникальный идентификатор (адрес) устройства (обычно компьютера), подключённого к локальной сети или интернету.

IP-адрес представляет собой 32-битовое (по версии IPv4) или 128-битовое (по версии IPv6) двоичное число. Удобной формой записи IP-адреса (IPv4) является запись в виде четырёх десятичных чисел (от 0 до 255), разделённых точками, например, 192.168.0.1. (или 128.10.2.30 — традиционная десятичная форма представления адреса, а 10000000 00001010 00000010 00011110 — двоичная форма представления этого же адреса).

IP-адреса представляют собой основной тип адресов, на основании которых сетевой уровень протокола IP передаёт пакеты между сетями. IP-адрес назначается администратором во время конфигурирования компьютеров и маршрутизаторов.

IP-адрес состоит из двух частей: номера сети и номера узла. В случае изолированной сети её адрес может быть выбран администратором из специально зарезервированных для таких сетей блоков адресов (192.168.0.0/16, 172.16.0.0/12 или 10.0.0.0/8). Если же сеть должна работать как составная часть Интернета, то адрес сети выдаётся провайдером либо pегиональным интернет-регистратором (Regional Internet Registry, RIR). Всего существует пять RIR: ARIN, обслуживающий Северную Америку; APNIC, обслуживающий страны Юго-Восточной Азии; AfriNIC, обслуживающий страны Африки; LACNIC, обслуживающий страны Южной Америки и бассейна Карибского моря; и RIPE NCC, обслуживающий Европу, Центральную Азию, Ближний Восток. Региональные регистраторы получают номера автономных систем и большие блоки адресов у ICANN, а затем выдают номера автономных систем и блоки адресов меньшего размера локальным интернет-регистраторам (Local Internet Registries, LIR), обычно являющимся крупными провайдерами.

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.

Классы IP-адресов

Какая часть адреса относится к номеру сети, а какая к номеру узла, определяется значениями первых бит адреса. Значения этих бит являются также признаками того, к какому классу относится тот или иной IP-адрес.

На рисунке показана структура IP-адреса разных классов.

Бесклассовая адресация

Со второй половины 90-х годов XX века классовая маршрутизация повсеместно вытеснена бесклассовой маршрутизацией, при которой количество адресов в сети определяется только и исключительно маской подсети.

Особые IP-адреса

В протоколе IP существует несколько соглашений об особой интерпретации IP-адресов:

  • eсли весь IP-адрес состоит только из двоичных нулей, то он обозначает адрес того узла, который сгенерировал этот пакет; этот режим используется только в некоторых сообщениях ICMP;
  • eсли в поле номера сети стоят только нули, то по умолчанию считается, что узел назначения принадлежит той же самой сети, что и узел, который отправил пакет;
  • eсли 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);
  • eсли в поле номера узла назначения стоят только единицы, то пакет, имеющий такой адрес, рассылается всем узлам сети с заданным номером сети. Например, в сети 192.190.21.0 с маской 255.255.255.0 пакет с адресом 192.190.21.255 доставляется всем узлам сети этой сети. Такая рассылка называется широковещательным сообщением (broadcast).

Динамические IP-адреса

IP-адрес называют динамическим, если он назначается автоматически при подключении устройства к сети и используется в течение ограниченного промежутка времени, как правило, до завершения сеанса подключения.

Структура IP адреса

IP-адрес состоит из двух частей: номера сети и номера узла в сети.

Самой распространенной является запись IP-адреса в виде четырех чисел, разделенных точками, каждое из которых представляет значение байта в десятичной форме, например: 213.180.204.11. Запись адреса не предусматривает специального разграничительного знака между номером сети и номером узла.

Для разделения этих частей обычно используется 2 подхода:

  • С помощью маски (RFC 950, RFC 1518), представляющей собой число в паре с IP-адресом. С помощью операции «логическое И» над этими двумя числами выделяется номер сети.
  • С помощью классов адресов (RFC 791).

Вводится пять классов адресов: A,B,C,D,E.

Читать еще:  Перевод ip адреса в двоичную систему

A,B,C – используются для адресации сетей, D и E – имеют специальное назначение. Признаком, на основании которого IP-адрес относят к тому или иному классу, являются значения нескольких первых битов адреса.

Таблица 3.1. Распределение адресов в IP сетях.
КлассПервые битыНаименьший номер сетиНаибольший номер сетиМаксимальное число узлов в сети
A1.0.0.0 (0 — не используется)126.0.0.0 (127-зарезервирован)2 24 (3 байта)
B128.0.0.0191.255.0.02 16 (2 байта)
С192.0.0.0223.255.255.02 8 (1 байт)
D224.0.0.0239.255.255.255групповые адреса
E240.0.0.0247.255.255.255зарезервировано

В рамках IP протокола существуют ограничения при назначении IP-адресов, а именно

  • номера сетей и номера узлов не могут состоять из двоичных нулей или единиц;
  • eсли IP-адрес состоит только из двоичных нулей, то он называется неопределенным адресом и обозначает адрес того узла, который сгенерировал этот пакет;
  • eсли в поле номера сети стоят только нули, то по умолчанию считается, что узел назначения принадлежит той же самой сети, что и узел, который отправил пакет; такой адрес может быть использован только в качестве адреса отправителя;
  • 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; такой адрес называется ограниченным широковещательным, поскольку пакет не сможет выйти за границы сети;
  • если в поле адреса назначения в разрядах, соответствующих номеру узла, стоят только единицы, то пакет рассылается всем узлам сети, номер которой указан в адресе назначения; такой тип адреса называется широковещательным;
  • если первый октет адреса равен 127, то такой адрес называется внутренним адресом стека протоколов; он используется для тестирования программ, организации клиентской и серверной частей приложений, установленных на одном компьютере;
  • групповые адреса, относящиеся к классу D, предназначены для экономичного распространения в Интернете, большой корпоративной сети аудио- или видеопрограмм.

Стандартным классам сетей можно поставить в соответствие следующие значения маски:

  • класс A – 255.0.0.0;
  • класс B – 255.255.0.0;
  • класс C – 255.255.255.0.

Рассмотрим следующий пример:

Исходные данныеIP адрес62.76.167.21
Маска сети255.255.255.0
Логическая операцияИ
РезультатАдрес сети62.76.167.0
Номер компьютера

Для определения сетевых настроек компьютера и сетевого оборудования, диагностики и получения другой информации, относящейся к интернет-протоколам, широко используются специальные утилиты.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Как то на паре, один преподаватель сказал, когда лекция заканчивалась — это был конец пары: «Что-то тут концом пахнет». 8835 — | 8363 — или читать все.

Урок 10. Адресация в сети интернет. Классы IP адресов

IP адреса используются для обмена данными между определенными узлами в сети.
IP адреса применимы на сетевом уровне и используются протоколом IP. Например, чтобы Алиса передала файл Ане, Алисе необходимо знать IP адрес компьютера Ани. Точно также, как мы хотим отправить письмо другу, мы на конверте указываем адрес получателя. IP адрес выполняет подобную функцию.

Существуют 2 версии протокола IP: IPv4 и IPv6. Разница между этими версиями довольна существенна. В данном уроке мы поговорим о версии IPv4.

Каждый IP адрес выглядит так: 192.68.50.2, 10.1.23.4. Он состоит из 4 байт. Значения байтов записываются в десятичной форме и разделяются точкой. Каждый байт принимает значения от 0 до 255. То есть нельзя записать адрес как 256. 300.2.1 — данная запись неверная.

Структура IP адреса

IP адреса состоят из 2-х частей: сетевая и хостовая (узловая).

А для чего нам нужны сетевая и узловая части в адресе?

Дело в том, в мире насчитываются сотни миллионов сетевых устройств и у каждого есть свой уникальный IP адрес. Теперь представь себе как найти путь к нужному нам устройству. Ведь в интернете не существует единого коммутационного центра, который управляет всеми процессами и знает где находится конкретное устройство.
Коммутация или точнее маршрутизация (поиск оптимального маршрута к заданному узлу/сети) работает по распределенному принципу, то есть каждое устройство само вычисляет оптимальный маршрут к заданному узлу. Такие устройства называются маршрутизаторами. Для этого, конечно, существуют специальные протоколы и алгоритмы, но об этом позже.
Каждый маршрутизатор хранит в себе таблицу маршрутизации, где указывается куда и какому следующему сетевому устройству нужно отправить пакет, чтобы он достиг пункта назначения.

Читать еще:  Абсолютный адрес ячейки

То есть такие таблицы очень большие? Ведь довольно сложно хранить запись о всех устройствах сети.

На самом деле нет. Ни один маршрутизатор не хранит все адреса в своей памяти. Гораздо проще разделить всю сеть на большие зоны и более мелкие сегменты. Каждая зона/сегмент имеет свой IP адрес, который и называется сетевым адресом. Ему и соответствует сетевая часть IP адреса. Теперь нет необходимости запоминать целиком все адреса в своей таблице. Достаточно знать сетевой адрес и куда/кому отправить пакет.

То есть, если компьютер Алисы отправит файл Ане, то он перешлет его ближайшему маршрутизатору, а тот следующему?

Все верно. Структура сети и интернета в целом такова, что состоит из больших зон, каждая из которых состоит из более мелких зон. А те в свою очередь делятся на еще более мелкие.

Вот простой и в то же время аналогичный пример — отправка письма в другую страну. Из Москвы в Нью-Йорк нужно отправить письмо. На конверте указан адрес получателя, который также состоит из 2-х частей: страна/город и название улицы/номер дома. Нам не нужно название улицы, если мы не знаем где она находится. Нам достаточно знать страну и город. Дойдя до Нью-Йорка, почтовая служба Нью-Йорка будет использовать уже название улицы и номер дома.
По такому же принципу и работает IP адрес — у зловая часть адреса используется уже в последнюю очередь.

Теперь самое время поговорить о том, на какие классы делятся IP адреса. Но прежде разберемся с еще одним термином — маской. Мы уже знаем, что сам адрес делится на 2 части. Но как узнать сколько бит было отведено под сетевую часть?
Именно для этого и используется маска. Маска выглядит так: 255.0.0.0, 255.255.0.0, 255.255.255.0, 255.192.0.0. То есть мы выставляем значение “1” на тех позициях, которые были выделены для сети. То есть запись 255.0.0.0 говорит о том, что под сеть выделено 8 бит, 255.255.0.0 — здесь выделено 16 бит под сеть, 255.192.0.0 — 18 бит выделено под сеть (2 старших бита взяты из второго октета).
На позициях, выделенных узлам мы оставляем “0”.

Существует и другая запись. Например, 172.16.2.1/16 означает, что под сеть выделено 16 бит или аналогично 255.255.0.0.

Класс А

В первом октете старший бит всегда устанавливается в “

Класс B

В первом октете 2 старших бита устанавливаются в “ 10

Класс С

В первом октете 3 старших бита устанавливаются в “ 110

Количество доступных сетей/узлов рассчитывается по формуле 2 количество бит — 2. То есть для адреса с маской 255.0.0.0 существуют 2 8 — 2 = 254 вариантов сетей. Каждая сеть имеет в своем распоряжении 2 24 — 2 = 16 777 214 узлов.

А почему мы отнимаем 2?

Потому самый первый адрес диапазона является адресом сети, самый последний адрес является широковещательным. Поэтому эти 2 адреса не могут быть назначены хостам. Самый первый адрес, то есть адрес сети и используется маршрутизаторами. Именно этот адрес и хранится в таблице маршрутизации.

Класс D

В первом октете 4 старших бита устанавливаются в “ 1110 ”. Данный класс адресов используется для многоадресной рассылки. Об этом позже. Они не могут быть назначены отдельным устройствам. У них также отсутствует маска

Класс E

В первом октете 4 старших бита устанавливаются в “ 1111 ”. Данный класс адресов резервируется для различных экспериментов. Они также не могут быть назначены отдельным устройствам. У них также отсутствует маска

Частные и публичные адреса

Адреса классов A,B,C подразделяются на частные (private) и публичные (public).
Частные адреса используются в локальных сетях, например в домашних или офисных сетях. Одни и те же адреса могут быть использованы во многих локальных сетях. В то время как публичные адреса является уникальными и не могут быть назначены нескольким узлам.

Иными словами локальные или частные адреса не могут маршрутизироваться через интернет. Более того многие маршрутизаторы, которые работают в интернете просто блокируют и уничтожают пакеты, которые содержат частные IP адреса.

Частные адреса могут быть настроены самим пользователем по его желаю вручную либо автоматически специальным сервером.

Читать еще:  Читательский адрес виды

Публичные адреса всегда назначаются провайдером при подключении к его сети. И изменить это адрес без согласования провайдера нельзя.

Для частных адресов выделены следующие диапазоны:

  • Класс А: 10.0.0.0 — 10.255.255.255
  • Класс B: 172.16.0.0 — 172.31.255.255
  • Класс C: 192.168.0.0 — 192.168.255.255

Адреса 127.0.0.0 — 127.255.255.255 зарезервированы для диагностики.

IP-адрес

IP-адрес (Internet Protocol Address) – это уникальный сетевой идентификатор, присваивающийся каждому участнику локальной или глобальной компьютерной сети. Это может быть как Всемирная паутина, так и частная сеть предприятия. Главное – она должна быть основана на протоколе TCP/IP.

Независимо от типа сети, айпи-адреса в ее пределах не должны повторяться. Благодаря возможности присваивания уникального идентификатора каждому пользователю появляется возможность разграничения действий. Система умеет распознавать пользователей, следовательно, каждому из них можно давать тот или иной уровень доступа, отследить действия или вовсе заблокировать.

Форматы IP-адресов

До недавнего времени человечество использовало один общепринятый формат записи IP-адреса – 32-битный IPv4. Это четвертая версия интернет-протокола. До нее существовали версии IPv3, IPv2, но именно v4 стала широко использоваться по всему миру.

32-битный IP-адрес имеет следующий вид:

Он состоит из четырех числовых значений от 0 до 255, разделенных точками.

Минус данного формата – малый охват. С ростом популярности интернета выросло и число уникальных узлов (пользователей). Уникальные IP-адреса просто заканчивались. Поэтому в 1996 году был создан IPv6.

Шестая версия интернет-протокола представляет собой 128-битную запись, состоящую из 8 буквенно-цифровых блоков, разделенных двоеточиями.

Как выглядит IP-адрес в 128-битной версии:

Нулевые группы можно сокращать (вместо «0000» – «0»). Несколько нулевых групп, стоящих друг за другом, можно сократить двойным двоеточием (вместо «fe80:0:0:0:0:df00:0:1» – «fe80::df00:0:1»). Использование более одного двойного двоеточия не допускается.

До 2012 года данный формат айпи-адресов практически не использовался. Только на конец 2012 года доля сетевого трафика, использующего IPv6, составила 1 %. К концу 2013-го – 3 %, а в 2018-м (по данным статистики Google) – около 25 %.

Как показывает динамика, IPv6 становится все более востребованным и, возможно, через несколько лет полностью вытеснит IPv4. По подсчетам специалистов комбинаций в последней версии протокола хватит на несколько столетий, даже несмотря на постоянный рост числа уникальных узлов.

Виды IP-адресов

Все IP-адреса классифицируются по нескольким критериям.

По способу использования:

внешние. Используются в глобальных сетях. Именно данный тип айпи-адресов позволяет владельцам сайтов отслеживать статистику посещений, определять характеристики посетителей, выполнять аналитику;

внутренние. Используются внутри локальной (частной) сети. Такой адрес нельзя применять в глобальных системах. Отследить его могут только участники этой же сети.

Из-за ограниченности количества внешних IP-адресов зачастую применяют технологию NAT (Network Address Translation), которая преобразует внутренние идентификаторы во внешние.

По способу определения:

статические (постоянные). Каждому узлу присваивается свой идентификатор на неограниченное время. Один адрес используется только на одном устройстве. Отследить такого пользователя легко;

динамические (непостоянные). Идентификаторы присваиваются на ограниченное время – от начала до конца сессии. Один адрес может использоваться неограниченное число раз разными устройствами. При завершении сессии айпи становится свободным и может быть присвоен другому узлу. Отслеживание пользователей с динамическими IP-адресами затруднительно. Для этого необходим специальный инструмент.

Зачем использовать статические IP

Несмотря на преимущества динамических айпи, статические по-прежнему продолжают активно использоваться. Это обусловлено рядом нюансов:

для доступа к некоторым сервисам требуется именно статический адрес;

он позволяет применять защищенные каналы передачи данных;

пользователь привязывается к конкретной сети;

так оптимизируется работа с сетевыми серверами.

В целом статический IP-адрес является более надежным и безопасным. Поэтому его активно используют в сетях и ресурсах, требующих значительного уровня защиты.

Структура IP-адресов

Каждый IP-адрес в сети состоит из двух частей:

Для определения номера сети и узла необходимо использовать так называемые маски подсети, позволяющие узнать, какая именно часть идентификатора обозначает сеть, а какая – узел, соединение, устройство. Используемый метод – побитовое наложение.

Пример IP-адреса: 192.168.1.2. Пример маски подсети: 255.255.254.0.

Для определения номера сети переводим адрес в двоичную систему счисления. Получаем следующую картину:

Применив метод поразрядной конъюнкции (побитового «И»), получаем адрес сети – 192.168.0.0.

Далее, используя таблицу маршрутизации, можно вычислить адрес шлюза.

Этот метод применяется к IPv6-протоколам аналогичным образом.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector