Адресация в Интернете IP-адрес. Для того чтобы в процессе

Адресация в Интернете
IP-адрес. Для того чтобы в процессе обмена информацией компьютеры могли найти друг
друга, в Интернете существует единая система адресации, основанная на использовании IPадреса.
Каждый компьютер, подключенный к Интернету, имеет свой уникальный 32-битный (в
двоичной системе) IP-адрес.
По формуле (2.1) легко подсчитать, что общее количество различных IP-адресов составляет
более 4 миллиардов:
N = 232 = 4 294 967 296.
Система IP-адресации учитывает структуру Интернета, то есть то, что Интернет является
сетью сетей, а не объединением отдельных компьютеров. IP-адрес содержит адрес сети и адрес
компьютера в данной сети.
Для обеспечения максимальной гибкости в процессе распределения IP-адресов, в
зависимости от количества компьютеров в сети, адреса разделяются на три класса А, В, С.
Первые биты адреса отводятся для идентификации класса, а остальные разделяются на адрес
сети и адрес компьютера (табл. 4.1).
Таблица 4.1. IP-адресация в сетях различных классов
Например, адрес сети класса А имеет только 7 битов для адреса сети и 24 бита для адреса
компьютера, то есть может существовать лишь 27 = 128 сетей этого класса, зато в каждой сети
может содержаться 224 = 16 777216 компьютеров.
В десятичной записи IP-адрес состоит из 4 чисел, разделенных точками, каждое из которых
лежит в диапазоне от О до 255. Например, IP-адрес сервера компании МТУ-Интел записывается
как 195.34.32.11.
Достаточно просто определить по первому числу IP-адреса компьютера его принадлежность к
сети того или иного класса:



адреса класса А - число от 0 до 127;
адреса класса В - число от 128 до 191;
адреса класса С - число от 192 до 223.
Так, сервер компании МТУ-Интел относится к сети класса С, адрес которой 195, а адрес
компьютера в сети 34.32.11.
Провайдеры часто предоставляют пользователям доступ в Интернет не с постоянным, а с
динамическим IP-адресом, который может меняться при каждом подключении к сети. В процессе
сеанса работы в Интернете можно определить свой текущий IP-адрес.
Определение IP-адреса компьютера
1. Соединиться с Интернетом, ввести команду [Программы-Сеанс MS-DOS].
2. В окне Сеанс MS-DOS в ответ на приглашение системы ввести команду winipcfg.
Появится диалоговая панель Конфигурация IP, на которой имеется полная информация о
параметрах текущего подключения к Интернету, в том числе и IP-адрес вашего компьютера.
IP-адрес – это уникальный числовой адрес, однозначно идентифицирующий узел, группу
узлов или сеть. IP-адрес имеет длину 4 байта и обычно записывается в виде четырех чисел
(так называемых «октетов»), разделенных точками – W.X.Y.Z , каждое из которых может
принимать значения в диапазоне от 0 до 255, например, 213.128.193.154.
Классы IP-адресов
Существует 5 классов IP-адресов – A, B, C, D, E. Принадлежность IP-адреса к тому или
иному классу определяется значением первого октета (W). Ниже показано соответствие
значений первого октета и классов адресов.
Класс IP-адреса
A
B
C
D
E
Диапазон первого октета
1-126 128-191 192-223 224-239 240-247
IP-адреса первых трех классов предназначены для адресации отдельных узлов и
отдельных сетей. Такие адреса состоят из двух частей – номера сети и номера узла. Такая
схема аналогична схеме почтовых индексов – первые три цифры кодируют регион, а
остальные – почтовое отделение внутри региона.
Преимущества двухуровневой схемы очевидны: она позволяет, во-первых, адресовать
целиком отдельные сети внутри составной сети, что необходимо для обеспечения
маршрутизации, а во-вторых – присваивать узлам номера внутри одной сети независимо
от других сетей. Естественно, что компьютеры, входящие в одну и ту же сеть должны
иметь IP-адреса с одинаковым номером сети.
IP-адреса разных классов отличаются разрядностью номеров сети и узла, что определяет
их возможный диапазон значений. Следующая таблица отображает основные
характеристики IP-адресов классов A,B и C.
Класс
Характеристика
A
B
C
Номер сети
W
W.X
W.X.Y
Номер узла
X.Y.Z
Y.Z
Z
Возможное количество сетей
126
16 384
2 097 151
Возможное количество узлов
16 777 214
65 534
254
Особые адреса
Запись адреса сети в целом
W.0.0.0
W.X.0.0
W.X.Y.0
Широковещательный адрес в сети
W.255.255.255
W.X.255.255
W.X.Y.255
Например, IP-адрес 213.128.193.154 является адресом класса C, и принадлежит узлу с
номером 154, расположенному в сети 213.128.193.0.
Схема адресации, определяемая классами A, B, и C, позволяет пересылать данные либо
отдельному узлу, либо всем компьютерам отдельной сети (широковещательная рассылка).
Однако существует сетевое программное обеспечение, которому требуется рассылать
данные определенной группе узлов, необязательно входящих в одну сеть. Для того, чтобы
программы такого рода могли успешно функционировать, система адресации должна
предусматривать так называемые групповые адреса. Для этих целей используются IPадреса класса D.
Диапазон адресов класса E зарезервирован и в настоящее время не используется.
Диапазоны:
Класс
A
B
C
D
С
0.0.0.0
128.0.0.0
192.0.0.0
224.0.0.0
По
127.255.255.255
191.255.255.255
223.255.255.255
239.255.255.255
Двоичная форма записи IP-адресов
Наряду с традиционной десятичной формой записи IP-адресов, может использоваться и
двоичная форма, отражающая непосредственно способ представления адреса в памяти
компьютера. Поскольку IP-адрес имеет длину 4 байта, то в двоичной форме он
представляется как 32-разрядное двоичное число (т.е. последовательность из 32 нулей и
единиц). Например, адрес 213.128.193.154 в двоичной форме имеет вид 11010101 1000000
11000001 10011010. Используя двоичную форму записи IP-адреса, легко определить
схемы классов IP адресов:
Двоичные схемы IP-адресов классов A, B, C, D и E
Особые IP-адреса
Протокол IP предполагает наличие адресов, которые трактуются особым образом. К ним
относятся следующие:
1. Адреса, значение первого октета которых равно 127. Пакеты, направленные по такому
адресу, реально не передаются в сеть, а обрабатываются программным обеспечением
узла-отправителя. Таким образом, узел может направить данные самому себе. Этот
подход очень удобен для тестирования сетевого программного обеспечения в условиях,
когда нет возможности подключиться к сети.
2. Адрес 255.255.255.255. Пакет, в назначении которого стоит адрес 255.255.255.255,
должен рассылаться всем узлам сети, в которой находится источник. Такой вид рассылки
называется ограниченным широковещанием. В двоичной форме этот адрес имеет вид
11111111 11111111 11111111 11111111.
3. Адрес 0.0.0.0. Он используется в служебных целях и трактуется как адрес того узла,
который сгенерировал пакет. Двоичное представление этого адреса 00000000 00000000
00000000 00000000
Бесклассовая адресация (англ. Classless InterDomain Routing, англ. CIDR) — метод IPадресации, позволяющий гибко управлять пространством IP-адресов, не используя
жёсткие рамки классовой адресации. Использование этого метода позволяет экономно
использовать ограниченный ресурс IP-адресов, поскольку возможно применение
различных масок подсетей к различным подсетям.
IP-адрес является массивом битов. Принцип IP-адресации — выделение множества
(диапазона, блока, подсети) IP-адресов, в котором некоторые битовые разряды имеют
фиксированные значения, а остальные разряды пробегают все возможные значения. Блок
адресов задаётся указанием начального адреса и маски подсети. Бесклассовая адресация
основывается на переменной длине маски подсети (англ. Variable Length Subnet Mask—
VLSM), в то время, как в классовой (традиционной) адресации длина маски строго
фиксирована 0, 1, 2 или 3 установленными октетами.
Вот пример записи IP-адреса с применением бесклассовой адресации: 192.0.2.32/27. Число
27 означает количество единиц в маске:11111111.11111111.11111111.11100000 =
255.255.255.224. Другие примеры: множество всех адресов обозначается как /0, а
конкретный адрес IPv4 — как /32.
Для упрощения таблиц маршрутизации можно объединять блоки адресов, указывая один
большой блок вместо ряда мелких. Например, 4 смежные сети класса C (4 × 255 адресов,
маска 255.255.255.0 или /24) могут быть объединены, с точки зрения далёких от них
маршрутизаторов, в одну сеть /22. И напротив, сети можно разбивать на более мелкие
подсети, и так далее.
В Интернете используются только маски вида «n единиц, дальше все нули». Для таких (и
только для таких) масок получающиеся множества IP-адресов будут смежными.