Классовая и безклассовая адресация сетей

Маска подсети[править]

Длина префикса не выводится из IP-адреса, поэтому протоколу маршрутизации вынуждены передавать префиксы на маршрутизаторы. Иногда префиксы задаются с помощью указания длины.

То есть маска подсети определяет как будут локально интерпретироваться IP адреса в сегменте IP сети, что для нас весьма важно, поскольку определяет процесс разбивки на подсети.

Стандартная маска подсети — все сетевые биты в адресе установлены в ‘1’ и все хостовые биты установлены в ‘0’. Это означает, что стандартные маски подсети для трех классов сетей:

• A класс — маска подсети: 255.0.0.0
• B класс — маска подсети: 255.255.0.0
• C класс — маска подсети: 255.255.255.0

Выполненение операции И между маской и IP-адресом позволяет выделить сетевую часть.

О маске подсети нужно помнить три вещи:

• Маска подсети предназначена только для локальной интерпретации локальных IP адресов (где локальный значит — в том же сетевом сегменте);
• Маска подсети — не IP адрес — она используется для локальной модификации интерпретации IP адреса.

Частные адреса IPv6

Концепция частных сетей была расширена в следующем поколении Интернет-протокола , IPv6 , и зарезервированы специальные блоки адресов.

Блок адресов fc00 :: 7 зарезервирован IANA для уникальных локальных адресов (ULA). Это одноадресные адреса, но они содержат 40-битное случайное число в префиксе маршрутизации для предотвращения коллизий при соединении двух частных сетей. Несмотря на то, что использование уникальных адресов является локальным по своей сути, оно является глобальным.

Первый определенный блок — это fd00 :: 8 , предназначенный для блоков маршрутизации / 48, в которых пользователи могут создавать несколько подсетей по мере необходимости.

Примеры:

Предыдущий стандарт предлагал использовать локальные адреса сайта в блоке fec0 :: 10 , но из-за проблем с масштабируемостью и плохого определения того, что составляет сайт , его использование не рекомендуется с сентября 2004 года.

Subnetting

Сеть TCP/IP класса A, B или C может быть дополнительно разделена системным администратором или подсети. Это становится необходимым при согласовании логической адресной схемы Интернета (абстрактного мира IP-адресов и подсетей) с физическими сетями, которые используются в реальном мире.

Системный администратор, которому выделен блок IP-адресов, может управлять сетями, которые не организованы таким образом, чтобы легко вписываться в эти адреса. Например, у вас есть широкая сеть с 150 хостами в трех сетях (в разных городах), подключенных маршрутизатором TCP/IP. Каждая из этих трех сетей имеет 50 хостов. Вам выделена сеть класса C 192.168.123.0. (Для иллюстрации этот адрес на самом деле из диапазона, который не выделяется в Интернете.) Это означает, что для 150 хостов можно использовать адреса 192.168.123.1 по 192.168.123.254.

Два адреса, которые не могут использоваться в вашем примере, являются 192.168.123.0 и 192.168.123.255, так как двоичные адреса с хост-частью всех и все нули недействительны. Нулевой адрес недействителен, так как используется для указания сети без указания хоста. 255-й адрес (в двоичной нотации— хост-адрес всех) используется для передачи сообщения каждому хосту в сети. Просто помните, что первый и последний адрес в любой сети или подсети не может быть назначен любому отдельному хосту.

Теперь вы можете предоставить IP-адреса 254 хостов. Он отлично работает, если все 150 компьютеров находятся в одной сети. Однако 150 компьютеров находятся в трех отдельных физических сетях. Вместо того, чтобы запрашивать дополнительные блоки адресов для каждой сети, вы разделите сеть на подсети, которые позволяют использовать один блок адресов в нескольких физических сетях.

В этом случае вы разделите сеть на четыре подсети, используя подсетевую маску, которая делает сетевой адрес больше и возможный диапазон адресов хостов меньше. Другими словами, вы «заимствуете» некоторые биты, используемые для хост-адреса, и используете их для сетевой части адреса. Подсетевая маска 255.255.255.192 предоставляет четыре сети по 62 хостов каждая. Он работает, так как в двоичной нотации 255.255.255.192 то же самое, что и 11111111.1111111.110000000. Первые две цифры последнего октета становятся сетевыми адресами, поэтому вы получаете дополнительные сети 00000000 (0), 010000000 (64), 10000000 (128) и 110000000 (192). (Некоторые администраторы будут использовать только две подсети с использованием 255.255.255.192 в качестве маски подсети. Дополнительные сведения по этому вопросу см. в разделе RFC 1878.) В этих четырех сетях последние шесть двоичных цифр можно использовать для хост-адресов.

Используя подсетевую маску 255.255.255.192, сеть 192.168.123.0 становится четырьмя сетями 192.168.123.0, 192.168.123.64, 192.168.123.128 и 192.168.123.192. Эти четыре сети будут иметь допустимые хост-адреса:

192.168.123.1-62 192.168.123.65-126 192.168.123.129-190 192.168.123.193-254

Помните, что двоичные хост-адреса со всеми или всеми нулями являются недействительными, поэтому нельзя использовать адреса с последним октетом 0, 63, 64, 127, 128, 191, 192 или 255.

Вы можете увидеть, как это работает, глядя на два хост-адреса, 192.168.123.71 и 192.168.123.133. Если используется маска подсети класса C по умолчанию 255.255.255.0, оба адреса находятся в сети 192.168.123.0. Однако, если вы используете подсетевую маску 255.255.255.192, они находятся в разных сетях; 192.168.123.71 на сети 192.168.123.64, 192.168.123.133 — на сети 192.168.123.128.

Зарезервированные IP-адреса

Существуют
адреса, которые нельзя давать никаким устройствам, какая бы ни была
IP-адресация. Служебные IP-адреса имеют специфическое назначение.
Например, если адрес сети состоит из нулей, то это подразумевает, что
узел относится к текущей сети или определенному сегменту. Если все
единицы – то это адрес для широковещательных рассылок пакетов.

В
классе А есть две выделенные особые сети с номерами 0 и 127. Адрес,
равный нулю, используется в качестве маршрута по умолчанию, а 127
показывает адресацию на самого себя (интерфейс обратной связи).
Например, обращение по IP 127.0.0.1 значит, что узел общается только сам
с собой без выхода дейтаграмм на уровень среды передачи данных. Для
транспортного уровня такое соединение не отличается от связи с удаленным
узлом, поэтому такой адрес обратной связи часто используется для
тестирования сетевого ПО.

Общее использование

Частные адреса обычно используются в домашних сетях IPv4. Большинство провайдеров Интернет — услуг (ISP) выделяют только один публично маршрутизируемый адрес IPv4 к каждому клиенту жилой, но многие дома имеют более чем один компьютер , смартфон или другой подключенного к Интернету устройства. В этой ситуации шлюз транслятора сетевых адресов (NAT / PAT) обычно используется для обеспечения подключения к Интернету нескольких хостов.

Частные адреса также часто используются в корпоративных сетях , которые по соображениям безопасности не подключены напрямую к Интернету. Часто прокси, шлюз SOCKS или аналогичные устройства используются для предоставления ограниченного доступа в Интернет для внутренних пользователей сети.

В обоих случаях частные адреса часто рассматриваются как повышение сетевой безопасности для внутренней сети, поскольку использование частных адресов внутри затрудняет для (внешнего) узла Интернета инициировать соединение с внутренней системой.

Что такое IP-адрес?

Каждое устройство или место в сети должно иметь свой адрес – некоторое обозначение в рамках предопределенной системы адресов, по которому к этому устройству/месту можно получить доступ. В стандартной модели TCP/IP адресация обрабатывается на нескольких сетевых уровнях. Обычно в контексте сетевых технологий под сетевым адресом подразумевают IP-адрес.

IP-адреса позволяют получать сетевые ресурсы через сетевой интерфейс. Если один компьютер хочет установить связь с другим компьютером, он может передать информацию на IP-адрес удаленного компьютера. Если два компьютера находятся в одной сети и если компьютеры и устройства между ними могут преобразовывать сетевые запросы, компьютеры должны иметь возможность установить соединение и отправлять информацию.

Каждый IP-адрес должен быть уникальным в рамках своей сети. Сети можно изолировать, а можно соединить их между собой и преобразовать, чтобы обеспечить доступ к различным сетям. Преобразование сетевых адресов – это система, которая позволяет переписывать адреса пакетов, достигнувших границы сети, и передать их в указанное место назначения. Таким образом, один IP-адрес можно использовать в нескольких изолированных средах.

Пример маршрутизации

В целом маршрутизация (или создание таблицы маршрутов) – это процесс, при котором сетевому интерфейсу указывается, через какой адрес получать доступ к удаленному сетевому ресурсу. Для лучшего понимания следует разобрать пример.

1. Допустим, существуют две подсети, 192.168.0.0/24 и 10.0.0.0/8.
2. Во второй подсети имеется файловый сервер с адресом 10.0.0.10, к которому нужно устроить доступ. В первой находится ПК с адресом 192.168.0.33 и сервер с двумя сетевыми интерфейсами (192.168.0.1 и 10.0.0.100), между которыми настроен NAT.
3. Тогда для добавления маршрута в ОС Windows нужно запустить командную строку от имени Администратора и ввести команду «route ADD -p 10.0.0.10 MASK 255.0.0.0 192.168.0.1 METRIC 1».
4. Нажать Enter. В «Пуск»-«Выполнить» или в адресной строке обычной папки ввести \\10.0.0.10 и нажать Enter. ПК получит доступ к ресурсам файлового хранилища.

Дополнительная информация. Таким образом, можно не только получать доступ к файлам и папкам, но и создать подключение через LAN к Интернету. Достаточно после прописывания маршрута в сетевых настройках, в качестве дополнительного шлюза указать адрес точки, имеющей общий выход в Глобальную сеть. Также можно добавлять маршруты для определённых сайтов так, что получится устроить некоторое подобие прокси-сервера.

Классы IP-сетей[править]

Также, сколько бит используется сетевым ID и сколько бит доступно для идентификации хостов (интерфейсов) в этой сети, определяется сетевыми классами.

Всего 3 класса IP-адресов:

• Класс A. IP сетевых адресов использует левые 8 бит (самый левый байт) для указания сети, оставшиеся 24 бита (оставшиеся три байта) для идентификации интерфейса хоста в этой сети. Адреса класса A всегда имеют самый левый бит самого левого байта нулевым, то есть значения от 0 до 127 для первого байта в десятичной нотации. Таким образом доступно максимум 128 адресов сетей класса A, каждый из которых может содержать до 33,554,430 интерфейсов. Однако сети 0.0.0.0 (известная как маршрут по умолчанию) и 127.0.0.0 (loop back сеть) имеют специальное назначение и не доступны для использования в качестве идентификаторов сети. Поэтому доступно только 126 адресов сетей класса A.
• Класс B. IP сетевых адресов использует левые 16 бит (два левых байта) для идентификации сети, оставшиеся 16 бит (последние два байта) указывают хостовые интерфейсы. Адрес класса B всегда имеет самые левые два бита установленными в 1 0. Таким образом для номера сети остается 14 бит, что дает 32767 доступных сетей класса B. Первый байт адреса сети класса B может принимать значения от 128 до 191, и каждая из таких сетей может иметь до 32,766 доступных интерфейсов.
• Класс C. IP сетевых адресов использует левые 24 бит (три левых байта) для идентификации сети, оставшиеся 8 бит (последний байт) указывает хостовый интерфейс. Адрес класса С всегда имеет самые левые три бита установленными в 1 1 0. Таким образом для номера сети остается 14 бит, что дает 4,194,303 доступных сетей класса B. Первый байт адреса сети класса B может принимать значения от 192 до 255, и каждая из таких сетей может иметь до 254 доступных интерфейсов. Однако сети класса C с первым байтом больше, чем 223, зарезервированы и не используются.

Существует также специальные адреса, которые зарезервированы для ‘несвязанных’ сетей — это сети, которые используют IP, но не подключены к Internet. Вот эти адреса:

• Одна сеть класса A: 10.0.0.0
• 16 сетей класса B: 172.16.0.0 — 172.31.0.0
• 256 сетей класса С: 192.168.0.0 — 192.168.255.0

IP-адреса: сети и хосты

IP-адрес — это 32-битный номер. Он уникально идентифицирует хост (компьютер или другое устройство, например принтер или маршрутизатор) в сети TCP/IP.

IP-адреса обычно выражаются в формате dotted-decimal с четырьмя номерами, разделенными периодами, такими как 192.168.123.132. Чтобы понять, как подсети используются для различия между хостами, сетями и подсетями, изучите IP-адрес в двоичной нотации.

Например, ip-адрес 192.168.123.132 (в двоичной нотации) — это 32-битный номер 110000000101000111101110000100. Это число может быть трудно понять, поэтому разделите его на четыре части из восьми двоичных цифр.

Эти 8-битные разделы называются octets. В этом примере IP-адрес становится 11000000.10101000.01111011.10000100. Это число имеет немного больше смысла, поэтому для большинства применений преобразуем двоичный адрес в формат dotted-decimal (192.168.123.132). Десятичные числа, разделенные периодами, — это октеты, преобразованные из двоичных в десятичные.

Чтобы сеть TCP/IP широкой области (WAN) эффективно работала в качестве коллекции сетей, маршрутизаторы, которые передают пакеты данных между сетями, не знают точного расположения хоста, для которого предназначен пакет информации. Маршрутизаторы знают только о том, какая сеть является членом хоста, и используют сведения, хранимые в таблице маршрутов, чтобы определить, как получить пакет в сеть принимающего пункта назначения. После доставки пакета в сеть назначения пакет доставляется соответствующему хосту.

Чтобы этот процесс работал, IP-адрес имеет две части. Первая часть IP-адреса используется в качестве сетевого адреса, последняя — как хост-адрес. Если взять пример 192.168.123.132 и разделить его на эти две части, вы получите 192.168.123. Сетевой адрес .132 Host или 192.168.123.0. 0.0.0.132 — адрес хозяина.

IPv4-адреса[править]

IPv4 использует 32-битные адреса, ограничивающие адресное пространство 4 294 967 296 (232) возможными уникальными адресами. У каждого хоста и маршрутизатора в Интеренете есть IP-адрес. IP-адрес не имеет отношения к хосту. Он имеет отношение к сетевому интерфейсу, поэтому иногда хост или маршрутизатор могут иметь несколько IP-адресов.

IP-адреса имеют иерархическую организацию. Первая часть имеет переменную длину и задает сеть, а последняя указывает на хост.

Обычно IP-адреса записываются в виде 4 десятичных чисел, каждое в диапозоне от 0 до 255, разделенными точками (dot-decimal notation). Каждая часть представляет один байт адреса. Например, шестнадцатиричный адрес 80D00297 записывается как 128.208.2.151.

Префикс задается наименьшим IP-адресом в блоке и размером блока. Размер определяется числом битов в сетевой части, оставшиеся биты в части хоста могут варьироваться. Таким образом, размер является степенью двойки. Он записывается после префикса IP-адреса в виде слэша и длины сетевой части в битах. В предыдущем примере префикс содержит 28 адресов и поэтому для сетевой части отводится 24 бита. Записывается так: 128.208.2.0/24.

E

Адреса E определяются как экспериментальные, которые зарезервированы для будущих целей тестирования. Они никогда не регистрировались и не использовались стандартным образом. Первый их октет находится в диапазоне от 240 до 255. Данный диапазон зарезервирован IETF, а соединение аналогично разновидности D. Ввиду того, что он не входит в основные классы IP-адресов, особые IP-адреса E не должны назначаться хост-устройствам.

Для большей наглядности лучше изобразить эти данные в структурированном виде.

Такая таблица классов IP-адресов помогает с точностью определить тип соединения и используемые в ней «айпи».

Разновидности «айпи»

Классы IP-адресов являются их исходной организационной структурой. Каждый из них определяет максимальный размер потенциала для компьютерной сети. Класс адреса указывает, какой из конкретных его битов будет использоваться для сетевой идентификации, для определения хост-компьютера и идентификатора хоста, а также определяет общее количество подключений, разрешенных для каждой сети. Всего установлено пять общих классов IP-адресов: A,B,C,D и E.

Класс A используется для сетей с очень большим количеством общих хостов, B предназначен для применения в сетях среднего и крупного масштаба, C — для небольших локальных сетей. D и E предназначены для многоадресных и экспериментальных целей соответственно

Как определить класс IP-адреса? Для этого необходимо обратить внимание на его первый октет, то есть на значение в десятичной форме первых четырех байтов

Как узнать внутренний IP адрес на Windows

Для просмотра внутреннего и внешнего IP применяются разные способы. Начнем с внутреннего.

«Панель управления» в Windows

Этот простой способ подходит практически для всех версий ОС. Даже те, кто использует Windows 7 или Vista смогут просмотреть свой IP. Сделать требуется следующее.

1. Запускаем «Панель управления» с помощью специального ярлыка и кликаем по пункту «Центр управления сетями и общим доступом».
2. Теперь выбираем пункт «Изменение параметров адаптера».3. Кликаем правой кнопкой мыши по активному соединению (сеть должна быть подключена) (п. 1 на скриншоте) и в выпадающем меню выбираем «Состояние» (2).4. В появившемся окошке щелкаем «Сведения». 5. И в следующем окошке можно будет найти внутренний IP адрес компьютера, который был ему присвоен роутером или маршрутизатором

Командная строка

Многих пользователей пугает данный достаточно архаичный компонент операционной системы, так как управлять командной строкой нужно с помощью текстовых команд. Но на самом деле он очень полезен и может предоставить всю необходимую информацию о компьютере.

Узнать IP своего компьютера при помощи командной строки можно с помощью всего лишь одной команды. Сделать нужно следующее.

1. Нажимаем сочетание клавиш «Win+R» и вызываем системный компонент «Выполнить». В его строке вводим «cmd» (1) и жмем «ОК» или «Enter» на клавиатуре (2).
2. Сразу же запустится командная строка Windows. Вводим «ipconfig /all» (без кавычек) и жмем «Enter».
3.  После ввода этой команды появится вся информация о текущих соединениях.

Данный способ позволяет определить адрес компьютера в локальной сети. Консоль предоставит информацию как об IPv4, так и об IPv6 (на скриншоте выше).

Приложение «Параметры» (Windows 10)

Пользователи Windows 10 имеют возможность посмотреть IP компьютера альтернативным способом. В «десятке» появилось приложение «Параметры», которое призвано заменить стандартную «Панель управления». Хотя последняя тоже никуда не делась.

Приложение «Параметры» обладает новым оформлением, выполненным в стиле Windows 10 и дает доступ пользователю ко всем настройкам операционной системы. Делаем следующее.

1. Открываем меню «Пуск» и щелкаем по значку с изображением шестеренки.
2. Появится главное окно приложения. Здесь нужно выбрать раздел «Сеть и интернет».
3. Теперь щелкаем пункт «Просмотр свойств сети».

Вот и он.

Диспетчер задач

Диспетчер задач – это универсальный инструмент, который позволяет узнать практически все о текущем состоянии операционной системы. Он отображает количество запущенных процессов, расход оперативной памяти и многое другое.

Предлагаем разобраться как открыть диспетчер задач в статье как открыть диспетчер задач в Windows.

Мало кто знает, но с помощью этого инструмента можно также определить IP адрес компьютера в локальной сети. Запускаем меню «Пуск» перемещаемся в каталог «Windows – Служебные» (1) и щелкаем по пункту «Диспетчер задач» (2).

1. 2. В главном окне диспетчера перемещаемся на вкладку «Производительность».3. Теперь щелкаем на пункт с отображением сети (там может быть написано «Wi-Fi» или «Ethernet»).4. В следующем окне будет отображен IP адрес компьютера. Такой вариант подходит тем, кто использует Windows 7, 8, 8.1 и 10. Способ позволяет не только узнать сетевой адрес ПК, но и проследить за состоянием сети в режиме реального времени. Очень полезная штука.

С помощью компонента «Информация о системе»

Это альтернативный вариант. Он также отличается простотой и доступностью.

1. Запускаем компонент «Выполнить» (с помощью «Win+R») и в строке вводим «msinfo32» (1). Нажимаем «ОК» или «Enter» (2).
2. Сразу же откроется окно с огромным количеством информации. Здесь требуется кликнуть по пункту «Компоненты» (1), перейти на «Сеть» (2) и выбрать «Адаптер» (3). Информация об IP будет отображаться в правой части окна. Как видите, вычислить IP компьютера не так-то сложно. Но речь шла исключительно о внутреннем адресе. Теперь поговорим о внешнем.

Многие пользователи удивляются, что в свойствах подключения обычно отображается два IP. Не стоит волноваться. Правильные оба. Просто один относится к типу IPv4, а другой – IPv6. Они даже отличаются стилем написания. В первом исключительно цифры, отделенные точками, а во втором – цифры и буквы латинского алфавита, отделенные двоеточиями.

IPv6[править]

IPv6 (англ. Internet Protocol version 6) — новая версия интернет протокола (IP), являющаяся результатом развития IPv4. Протокол был создан IETF в 1996 году. Описан в спецификации RFC 2460.

Основной причиной для создания новой версии протокола послужил факт скорого исчерпания пула IPv4 адресов (по разным оценкам последние выделенные IANA адреса будут заняты в период с 2016 по 2020 года).

Основные отличия IPv6 от IPv4:

• В IPv6 заголовок имеет фиксированную длину 40 октетов.
• Поле общей длины заменено полем длины области данных.
• В IPv6 предусмотрена передача пакетов, длины которых превышают 64 кбайт.
• Заголовки надстроек.
• Поле времени жизни заменено полем ограничения количества переходов.
• Многие дополнения IPv4 были оформлены как отдельные протоколы.

Структура пакетаправить

• Весрия (Version

  4 бита. Версия протокола. Для IPv6 — 0110 (6).

  )

• Класс трафика (Traffic class

  8 бит. Хранит два значения: старшие 6 бит используются DSCP для классификации пакетов, младшие 2 используются ECN для контроля перезагрузки.

  )

• Метка потока (Flow Label

  20 бит. Используется для передачи информации маршрутизаторам и коммутаторам о необходимости поддержания одного и того же пути для пути для потока пакетов, чтобы избежать переупорядочивания.

  )

• Длина полезной нагрузки (Payload length

  16 бит. Размер всего пакета, включая заголовок и дополнительные расширения.

  )

• Следующий заголовок (Next header

  8 бит. Тип расширенного заголовка (extension), идущего следующим. В последнем расширенном заголовке это поле хранит тип транспортного протокола.

  )

• Лимит кол-ва переходов (Hop limit

  8 бит. Поле, уменьшаемое на единицу каждым маршрутизатором. Когда поле счетчик равным 0, пакет отбрасывается.

  )

• Адрес отправителя (Source address

  128 бит. IPv6 адрес отправителя.

  )

• Адрес получателя (Destination address

  128 бии. IPv6 адрес получателя.

  )