Основы IP-адресации

Налаживаем взаимодействие между компьютерами: настройка, IP-адресации и маршрутизации

Итак, мы выбрали набор протоколов TCP/IP и установили его (инсталлировали соответствующее программное обеспечение). Заметим, что в современных операционных системах этот протокол устанавливается по умолчанию; более того, удалить его, например, из Windows XP или Windows Server 2003 обычным способом невозможно (кнопка Удалить в свойствах сетевых подключений неактивна).

К сожалению, одной только установки протокола TCP/IP будет недостаточно. Стек не заработает, пока в нашей сети не будет правильным образом настроена
IP-адресация и маршрутизация. (Опять сравним работу сети с работой почты: как сможет почтальон доставить письмо адресату, если дороги и транспорт хотя и работают, но на домах нет номеров, а почтовые отделения не знают, как пересылать письма из одного города в другой?)

Поэтому сейчас мы должны узнать, что такое IP-адрес и маска подсети, выяснить, как оба этих параметра используются для определения локальных или удаленных IP-сетей, и на конкретных примерах ознакомиться с тем, как компьютеры и маршрутизаторы доставляют IP-пакеты из одной сети в другую.

Первым обязательным параметром в свойствах протокола TCP/IP любого компьютера является его IP-адрес.

IP-адрес – это уникальная 32-разрядная последовательность двоичных цифр, с помощью которой компьютер однозначно идентифицируется в IP-сети. (Напомним, что на канальном уровне в роли таких же уникальных адресов компьютеров выступают MAC-адреса сетевых адаптеров, невозможность совпадения которых контролируется изготовителями на стадии производства.)

Будет обсуждаться наиболее распространенная версия 4 протокола IP, или IPv4. Однако уже создана следующая версия протокола – IP версии 6 (IPv6), в которой IP-адрес представляется в виде 128-битной последовательности двоичных цифр.

Для удобства работы с IP-адресами 32-разрядную последовательность обычно разделяют на 4 части по 8 битов (на октеты), каждый октет переводят в десятичное число и при записи разделяют эти числа точками. В таком виде (это представление называется «десятичные числа с точками», или, по-английски, «dotted-decimal notation») IP-адреса занимают гораздо меньше места и намного легче запоминаются (табл. 8.1).

Чтобы быстро осуществлять подобное преобразование в уме (что сетевым администраторам требуется нередко, а калькулятор не всегда под рукой), полезно запомнить следующую таблицу. В ней приведены десятичные значения степеней числа 2 с показателем, равным порядковому номеру бита в октете (напомним – нумерация битов производится справа налево и начинается с нуля):

Запомнив такую таблицу, несложно в уме преоб-разовывать октеты в десятичные числа и обратно.

Десятичное число легко вычисляется как сумма цифр, соответствующих ненулевым битам в октете, например:

10101101 -> 128 • 1 + 64 • 0 + 32 • 1 + 16 • 0 + 8 • 1 + 4•1 + 2• 0 + 1•1 = 173.

Несколько сложнее перевести десятичное представление в двоичное, но при некоторой тренировке это также не представляет проблем. Например:

201 -> 128 • 1 + 64 • 1 + 32 • 0 + 16 • 0 + 8 • 1 + 4 • 0 + 2 • 0 + 1 • 1 = 11001001.

Однако одного только IP-адреса компьютеру для работы в сети TCP/IP недостаточно. Вторым обязательным параметром, без которого протокол TCP/IP работать не будет, является маска подсети.

Маска подсети – это 32-разрядное число, состоящее из идущих вначале единиц, а затем – нулей, например (в десятичном представлении) 255.255.255.0 или 255.255.240.0.

Маска подсети играет исключительно важную роль в IP-адресации и маршрутизации. Чтобы понять значение этого параметра, вспомним, что сеть ARPANet строилась как набор соединенных друг с другом гетерогенных сетей. Для правильного взаимодействия в такой сложной сети каждый участник должен уметь определять, какие IP-адреса принадлежат его локальной сети, а какие – удаленным сетям.

Здесь и используется маска подсети, с помощью которой производится разделение любого IP-aдpeca на две части: идентификатор сети (Net ID) и иден - тификатор узла (Host ID). Такое разделение делается очень просто: там, где в маске подсети стоят единицы, находится идентификатор сети, а где стоят нули – идентификатор узла.

Например, в IP-адресе 192.168.5.200 при использовании маски подсети 255.255.255.0 идентификатором сети будет число 192.168.5.0, а идентификатором узла – число 200. Стоит нам поменять маску подсети, скажем, на число 255.255.0.0, как и идентификатор узла, и идентификатор сети изменятся на 192.168.0.0 и 5.200, соответственно, и от этого, как мы дальше увидим, иначе будет вести себя компьютер при посылке IP-пакетов.

Дата добавления: 2014-11-25