8.2_adresowanie

ADRESOWANIE IP

1.

Budowa adresu IP.

Konstrukcja adresu IP składa się z czterech liczb dziesiętnych z zakresu 0-255

przedzielonych kropkami. Można go również zapisać jako jeden ciąg 32 bitów lub cztery
ciągi po osiem bitów każdy, przedzielone kropkami.
Każdy taki adres można podzielić na dwie części:

•

część identyfikującą daną sieć

•

część identyfikującą konkretny komputer w tej sieci.

Z tego faktu wynika, że każda sieć TCP/IP korzysta tylko z wydzielonego zakresu

adresów IP, określanego mianem: przestrzeń adresowa.

Przeliczenie przykładowych adresów z postaci dziesiętnej na binarną i odwrotnie:

10.0.0.172 =
11000010.11001100.01101010.00011100 =

Zadanie 1
- ułóż adresy rosnąco: 10.0.0.1 | 1.10.0.100 | 10.0.1.0 | 1.1.0.10 | 1.11.0.0
- wpisz 5 kolejnych adresów zaczynając od 10.10.10.252

2.

Klasy adresów:

Pierwotnie bity określające sieć i bity określające komputer były rozróżniane za pomocą
tzw. klas adresów IP. Klasy były definiowane za pomocą kilku pierwszych bitów adresu. Na
podstawie ich wartości oprogramowanie określało klasę adresu, a tym samym, które bity
odpowiadają za adres sieci, a które za adres hosta.

0nnnnnnn.hhhhhhhh.hhhhhhhh.hhhhhhhh - klasa A

10nnnnnn.nnnnnnnn.hhhhhhhh.hhhhhhhh - klasa B

110nnnnn.nnnnnnnn.nnnnnnnn.hhhhhhhh - klasa C

1110xxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx - multicast

1111xxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx - adresy zarezerwowane

n - bit należący do adresu sieci

h - bit należący do adresu hosta.

W ten sposób, na podstawie wartości pierwszego bajtu adresu IP możemy zdefiniować, do
jakiej klasy należy dany adres:

N < 128

klasa A

128 < N < 191

klasa B

192 < N < 223

klasa C

224 < N < 239

multicast

N > 239

adresy zarezerwowane

Szczegółowe informacje na temat poszczególnych klas adresów IP:

Klasa

Pierwszy

oktet

adresu

Adresy sieci

Oktety

określające

sieć

Adresy

specjalne*

Ilość sieci

Ilość

hostów

w sieci

0xxxxxx

0.X.X.X –

127.X.X.X

Pierwszy

0.X.X.X

127.X.X.X

126

– 2

10xxxxxx

128.0.X.X –

191.255.X.X

Pierwsze dwa

16384x

– 2

110xxxxx

192.0.0.X –

223.255.255.0

Pierwsze trzy

ok. 2mln

– 2

1110xxxx

224.X.X.X –

239.X.X.X

Adresy Multicast

1111xxxx

240.X.X.X –

255.X.X.X

Adresy

zarezerwowane do

badań

*nie mogą być używane do adresowania hostów

Adresy  multicast  są  adresami  transmisji  grupowej,  wykorzystywanymi  np.  przy
wideokonferencjach.

Do adresowania unicast (pojedynczych hostów) stosowane są, więc klasy A, B i C.

Adresy  prywatne  –  dla  każdej  z  pierwszych  trzech  klas  określono  pewne  zakresy  adresów,
które  mają  służyć  do  adresowania  hostów  w  sieciach  lokalnych.  Często  określa  się  je  jako
adresy  nierutowalne  w  Internecie,  gdyż  nie  obsługują  ich  routery  internetowe.
Przeciwieństwem  tych  adresów  są  adresy  publiczne  (obsługiwane  w  Internecie)  -  pozostałe
adresy w tych klasach.

Adresy prywatne:

Klasa A:   10.0.0.0 - 10.255.255.255
Klasa B:   172.16.0.0 - 172.31.255.255
Klasa C:   192.168.0.0 - 192.168.255.255

Maska podsieci – maski naturalne:

W pewnym momencie rozwoju Internetu okazało się, że klasowy sposób przydzielania

adresów sieci jest bardzo nieekonomiczny. Dostępne klasy adresów zaczęły się bardzo szybko
kurczyć. Wprowadzono system zwany: bezklasowym rutowaniem międzydomenowym CIDR
(Classless Inter-Domain Routing). Pojawiło się pojęcie maski podsieci.

Maska podsieci składa się podobnie jak adres IP z 4 bajtów, używana jest do wydzielenia
części adresu odpowiadającej za identyfikację sieci i części odpowiadającej za identyfikację
hosta w tej sieci. W celu zachowania zgodności z klasowym podziałem adresów, dla każdej
klasy określono tzw. maski naturalne:

Klasa A – 255.0.0.0
Klasa B – 255.255.0.0
Klasa C – 255.255.255.0

Określanie adresu sieci na podstawie maski podsieci (iloczyn logiczny AND):

10.0.0.172 AND 255.0.0.0 = ?

1 AND 1 = 1

1 AND 0 = 0

0 AND 1 = 0

0 AND 0 = 0

10.0.0.172

00001010.00000000.00000000.10101100

AND

255.0.0.0

11111111.00000000.00000000.00000000

00001010.00000000.00000000.00000000

Czyli w postaci dziesiętnej:

10.0.0.0

Często adres IP w połączeniu z maską podaje się w następujący sposób:

10.0.0.172/8

= 10.0.0.172 i 255.0.0.0

172.16.10.1/16 = 172.16.10.1 i 255.255.0.0
192.168.0.2/24 = 192.168.0.2 i 255.255.255.0

liczba po ukośniku mówi o tym ile pierwszych bitów maski podsieci posiada wartość 1, czyli
ile bitów określa adres sieci.

Dla każdej sieci/podsieci IP pula adresów dostępnych dla hostów jest pomniejszona o

dwa  adresy  –  pierwszy  i  ostatni  w  danym  zakresie.  Pierwszy  adres  jest  adresem  sieci  (co
wyliczono  powyżej),  natomiast  ostatni  to  adres  rozgłoszeniowy  (broadcast).  Często  określa
się,  że  adres  rozgłoszeniowy  to  adres,  który  w  miejscu  określającym  hosta  ma  ustawione
same  jedynki  np.  dla  sieci

10.0.0.0/8

adres rozgłoszeniowy to:

10.255.255.255.

Używa się go do jednoczesnego zaadresowania wszystkich komputerów w danej sieci (jest
przetwarzany przez wszystkie komputery w sieci).

Adres IP każdego urządzenia, które może być połączone z Internetem musi być

unikalny  w  skali  światowej.  W  celu  zapewnienia  jednoznaczności  identyfikatorów  sieci,
wszystkie adresy publiczne przydzielane są przez jedną organizację. Zajmuje się tym Internet
Network  Information  Center  (INTERNIC).  Przydziela  ona  adresy  sieci  wraz  z  maskami
podsieci,  czyli  zakresy  adresów,  zaś  adresy  hostów  w  ramach  sieci  administrator  może
przydzielać  bez  potrzeby  kontaktowania  się  z  organizacją.  W  przypadku  korzystania  z
adresów prywatnych administrator również ma „wolną rękę”.

Zadanie 1
Komputer posiada adres IP 198.1.1.15 i maskę podsieci 255.255.255.0, określ następujące
informacje:
- klasa adresu
- adres sieci
- adres rozgłoszeniowy
- max. ilość hostów w tej sieci

Zadanie 2
Zaproponuj dla sieci lokalnej, w której znajduje się 120 komputerów adresy IP (adresy
przydzielaj kolejno od pierwszego wolnego).

- adres sieci
- klasa adresów
- maska podsieci
- adres rozgłoszeniowy
- adres 1 hosta
- adres 120 hosta

Zadanie 3
j.w. dla 300 komputerów.

PODSIECI IP

W  celu  bardziej  ekonomicznego  rozdzielania  zakresów  adresów  IP,  jak  również  w  celu
ułatwienia  zarządzania  sieciami  IP  można  dzielić  zakresy  wynikające  z  klasowego  podziału
adresów na mniejsze poprzez modyfikację naturalnych masek podsieci.

Aby  podzielić  sieć  na  podsieci  należy  w  naturalnej  masce  podsieci  ustawić  określoną
ilości bitów części hosta na 1, dodając je tym samym do części sieciowej (zawsze kolejno
od lewej strony).

Wzór określający ile powstanie podsieci:

= ilo

ść

podsieci

, gdzie n to ilość bitów w masce, jaką z części hosta trzeba ustawić na 1.

Wzór określający ilość hostów dla danej maski podsieci:

– 2 = ilo

ść

hostów

, gdzie m ilość bitów w masce ustawionych na 0 po modyfikacji.

Dla maski naturalnej klasy C:

Ilość podsieci

Maska bitowo

Maska dziesiętnie

Ilość hostów

= 1 sieć

11111111.11111111.11111111.00000000

255.255.255.0

– 2 = 254

= 2 podsieci

11111111.11111111.11111111.10000000

255.255.255.128

– 2 = 126

= 4 podsieci

11111111.11111111.11111111.11000000

255.255.255.192

– 2 = 62

= 8 podsieci

11111111.11111111.11111111.11100000

255.255.255.224

– 2 = 30

…

= 64 podsieci

11111111.11111111.11111111.11111100

255.255.255.252

– 2 = 2

= 128 podsieci

11111111.11111111.11111111.11111110

255.255.255.254

BŁĄD!!!

= 256 podsieci

11111111.11111111.11111111.11111111

255.255.255.255

BŁĄD!!!

Przykład
Pewna firma uzyskała zakres adresów IP klasy C -

192.10.1.0/24

. posiada, więc

możliwość zaadresowania 254 hostów. Firma ma siedzibę w budynku czteropiętrowym, gdzie
na każdym piętrze znajduje się dział wykonujący inne zadania. W celu ułatwienia zarządzania
siecią (np. ograniczania uprawnień wybranych działów, lub odseparowania ich od siebie)
administrator postanowił podzielić uzyskany zakres na cztery podsieci.

Zakres adresów:

192.10.1.0 – 192.10.1.255

Maska podsieci:

255.255.255.192

Charakterystyka uzyskanych podsieci:

Każda  z  powstałych  podsieci,  podobnie  jak  w  przypadku  korzystania  z  masek  naturalnych,
posiada własny adres sieci i adres rozgłoszeniowy. Jak widać, w zapisanym powyżej zakresie
adresów,  zmianie  ulegać  będzie  jedynie  ostatni  oktet  i  właśnie  od  jego  wartość  będzie
zależało  do  jakiej  podsieci  należy  cały  adres  IP.  W  celu  określenia  dla  każdej  podsieci
adresów  sieci,  rozgłoszeniowych  i  tych,  które  będą  służyły  do  adresowania  hostów  należy
najpierw rozpisać wszystkie kombinacje, jakie mogą wystąpić w części sieciowej adresu.

Kombinacje części sieciowej:

11000000.00001010.00000001.00hhhhhh
11000000.00001010.00000001.01hhhhhh
11000000.00001010.00000001.10hhhhhh
11000000.00001010.00000001.11hhhhhh

h – bity części określającej hosty

Podsieć 1:

Adres sieci:

11000000.00001010.00000001.00hhhhhh

AND

11111111.11111111.11111111.11000000

11000000.00001010.00000001.00000000

192.10.1.0

Adres rozgłoszeniowy:

11000000.00001010.00000001.00111111

192.10.1.63

Zakres adresów hostów:

192.10.1.1 - 192.10.1.62

Podsieć 2:

Adres sieci:

11000000.00001010.00000001.01hhhhhh

AND

11111111.11111111.11111111.11000000

11000000.00001010.00000001.01000000

192.10.1.64

Adres rozgłoszeniowy:

11000000.00001010.00000001.01111111

192.10.1.127

Zakres adresów hostów:

192.10.1.65 - 192.10.1.126

Podsieć 3:

Adres sieci:

11000000.00001010.00000001.10hhhhhh

AND

11111111.11111111.11111111.11000000

11000000.00001010.00000001.10000000

192.10.1.128

Adres rozgłoszeniowy:

11000000.00001010.00000001.10111111

192.10.1.191

Zakres adresów hostów:

192.10.1.129 - 192.10.1.190

Podsieć 4:

Adres sieci:

11000000.00001010.00000001.11hhhhhh

AND

11111111.11111111.11111111.11000000

11000000.00001010.00000001.11000000

192.10.1.192

Adres rozgłoszeniowy:

11000000.00001010.00000001.11111111

192.10.1.255

Zakres adresów hostów:

192.10.1.193 - 192.10.1.254

Podsumowanie

Podsieci

Adres sieci

Zakres adresów hostów

Adres

rozgłoszeniowy

Ilość hostów

192.10.1.0

192.10.1.1 – 192.10.1.62

192.10.1.63

192.10.1.64

192.10.1.65 – 192.10.1.126

192.10.1.127

192.10.1.128

192.10.1.129 – 192.10.1.190

192.10.1.191

192.10.1.192

192.10.1.193 – 192.10.1.254

192.10.1.255

Aby określić informacje takie jak powyżej bez dokonywania obliczeń można skorzystać z
dokumentu RFC 1878, w którym rozpisano wszystkie możliwe maski podsieci i tworzone
przez nie adresy.

Aby umożliwić komunikację pomiędzy utworzonymi podsieciami, należy zastosować router,
który  będzie  posiadał  po  jednym  interfejsie  dla  każdej  podsieci.  Można  w  tym  celu
wykorzystać  router  sprzętowy  jak  i  programowy,  czyli  oprogramowanie  uruchomione  na
komputerze wyposażonym, w co najmniej cztery (w tym przypadku) karty sieciowe. Każdy z
interfejsów  routera  musi  mieć  przypisany  adres  IP  zgodny  z  zakresem  adresów  IP  podsieci,
do której jest podłączony. Zaleca się, aby interfejs routera otrzymał ostatni adres IP z danego
zakresu.
Na  routerze  może  zostać  uruchomione  dodatkowo  oprogramowanie  typu  firewall,  serwer
DHCP, serwer DNS, które umożliwi łatwiejsze konfigurowanie, kontrolowanie i zarządzanie
podsieciami.  Router  może  również  posiadać  połączenie  z  siecią  Internet,  które  będzie
udostępniał w wybranych podsieciach (router pełniący taką funkcję nazywany jest bramą).

Zadanie
Administrator  pewnej  sieci  lokalnej  ma  zadanie  utworzyć  3  podsieci.  Dla  każdej  z  nich
potrzebuje  około  400  adresów  IP.  Zakresy  adresów  w  podsieciach  mają  być  przydzielane
kolejno od pierwszego wolnego. Liczba niewykorzystanych adresów ma być jak najmniejsza.

Określ dla każdej podsieci:
- adres sieci
- adres rozgłoszeniowy
- zakres adresów hostów
- ilość hostów w podsieci