Сегодня я решил рассказать об адресации в сетях IP. Я не буду говорить как важно выбрать правильную адресацию. Ты и сам поймёшь, когда работа твоей сети парализуется, из-за досадной ошибки.
Для адресации используются три типа адресов:
Физический или МАК-адрес. Эти адреса состоят из 6-и байтов и устанавливаются производителем в маршрутизаторы, сетевые адаптеры. Первые три идентифицируют фирму производителя, а вторые три назначаются этим производителем уникальным образом. В сетях типа x.25, frame relay эти адреса назначаются администратором. Эти адреса используются на канальном уровне.
IP-адрес. Он состоит из четырёх байт. Такие адреса назначаются администратором. Чуть ниже мы рассмотрим этот тип адреса более подробно, скажу только, что он используется на сетевом уровне.
Символьный тип, например адрес моей странички. Скорей всего он выглядит у тебя в браузере как символьная строка (я не думаю, что ты использовал IP адрес). В принципе, это просто псевдоним для IP адреса. Вводить понятные человеку слова легче, чем бесполезные цифры.
А начнём мы рассматривать адресацию с IP-адреса. Не знаю почему, но мне так захотелось. О МАК-адресах мы уже говорили в прошлом номере, поэтому о нём я буду уже только упоминать. А вот IP и символьные адреса мы рассмотрим подробненько.
IP-адрес делиться на две части: номер сети и номер узла. Сколько бит означает номер сети, а сколько номер узла определяется с первых битов адреса. Компьютер или маршрутизатор может иметь несколько IP-адресов, что позволяет ему входить в несколько сетей одновременно.
Размер IP-адреса равен четырём байтам, их принято записывать отдельно с разделением их точкой. IP-адрес может быть записан в двоичной, шестнадцатеричной, в десятичной и др. системах исчисления. Есть пять видов IP, все они представлены на рисунке 1.
Рис 1. Структуры 5-и видов IP-адреса
Как видно из рисунка, адрес делиться на три части:
Идентификатор, показывающий к какому виду относится этот адрес.
Номер сети
Номер узла в этой сети
Количество байт отведённых под адрес сети и адрес узла зависит от идентификатора. Рассмотрим каждый вид в отдельности:
Адрес начинается с нуля. Номер сети занимает 1 байт, номер узла -3 байта. Номера сети изменяются в диапазоне от 1 до 126. Нулевой номер не используется, а 127-1 зарезервирован. Этот вид предназначен для построения самых больших сетей, число узлов должно быть в интервале от 216 до 224. Диапазон значений: от 01.0.0.0 до 126.0.0.0
Адрес начинается с 10. Номер сети занимает 2 байт, номер узла -2 байта. Это сети средних размеров с числом узлов от 28-215. Диапазон значений: от 128.0.0.0 до 191.255.0.0
Адрес начинается с 110. Номер сети занимает 3 байт, номер узла 1 байт. Число узлов в сети не больше 28. Диапазон значений: от 192.0.1.0 до 223.255.255.0
Адрес начинается с 1110. Это особый вид сетей - multicast. Пакеты, в которых в качестве адреса назначения стоит такой адрес, являются широковещательными и должны быть доставлены всем узлам указанной сети. Диапазон значений: от 224.0.0.0 до 239.255.255.255
Адрес начинается с 1110. Зарезервирован. Диапазон значений: от 240.0.0.0 до 247.255.255.255
Теперь рассмотрим специальные адреса:
Первый тип адресов будет не маршрутизируемый. Это адреса, которых просто не может быть в интернете. Они зарезервированы для использования в локальных сетях. Например, адреса начинающиеся на 192.168.х.х ты можешь смело назначать компьютерам своей сети. Если даже эти компьютеры будут подключены к сети Internet, то конфликтов не будет. Если ты назначишь компьютеру адрес уже существующий в Internet, то возникнут конфликты. Поэтому пользуйся немаршрутизируемыми адресами, так ты избавишся от возможных проблем.
Если адрес получателя состоит из двоичных нулей, то он означает адрес узла сгенерировавшего пакет. Если номер сети адреса получателя состоит из нулей, то получатель и отправитель находятся в одной и той же сети. Если номер узла адреса получателя состоит из единиц, то пакет рассылается всем узлам из сети отправителя.
IP-адреса узлов могут назначаться администратором вручную, а могут назначаться динамически. Если ты решишь настраивать всё самостоятельно, то приготовься сделать свои IP-адреса статическими. Переконфигурация таких сетей отнимает много сил и нервов.
Для динамического конфигурирования был разработан специальный протокол DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol). Этот протокол может настраивать компьютер пользователя тремя способами: ручной, статический и динамический.
Ручной. При таком способе настройки администратор должен настроить соответствие IP-адресов физическим адресам. Эта информация будет передаваться клиенту на его запросы.
Статический. Администратор указывает DHCP серверу диапазон допустимых IP-адресов. При первом соединении, клиент получает адрес из этого диапазона, а сервер устанавливает соответствие выданному IP-адресу физический адрес устройства-клиента.
Динамический. Адрес в этом случае выдаётся как и при статическом способе из допустимого диапазона, но на определённое время. В этом случае можно построить сеть, в которой количество устройств значительно превышает количество допустимых IP-адресов. Примером может служить твой провайдер, у которого клиентов намного больше чем допустимых адресов. Ему не зачем держать больше адресов, чем входных телефонных линий и сетевых устройств в его сети.
Достоинство этого протокола в том, что администратор сидит за сервером и управляет всем процессом адресации. Ему не надо бегать от компьютера к компьютеру.
С IP-адресацией покончено. Я не смог рассказать всего, и наверно ещё не раз вернусь к этой теме, но для первого знакомства этого достаточно. Теперь я перейду к рассмотрению символьному типу адресов.
Символьное представление адреса было придумано для того, чтобы их легче было запоминать. Для маршрутизации таких адресов используется служба DNS (Domain Name System). На самом деле DNS представляет собой большую распределённую базу данных, в которой каждому символьному имени поставлен в соответствие IP-адрес. Как-то сложно я сказал, попробую объяснить на примере. Когда ты вводишь символьный адрес любой странички, то браузер отправляет его DNS серверу, который находит в базе соответствующий IP-адрес и возвращает его. После этого браузер обращается к страничке уже по IP-адресу.
Распределённость базы заключается в том, что один DNS сервер не может вместить в себя IP всех символьных адресов, потому что он не сможет обрабатывать запросы всей сети. DNS-серверы распределены по всему миру, на каждом из которых находится какая-то часть от этой базы. Если один сервер не в состоянии обработать символьный адрес, то он запрашивает у другого сервера, и так до тех пор, пока не найдётся соответствующий IP-адрес.
