NAZWY I ADRESY W SIECIACH IP
PODZIAŁ NA PODSIECI
NAZWY I ADRESY W SIECIACH IP
PODZIAŁ NA PODSIECI
1
http://sieci-komputerowe.w.interia.pl
jm.webmaster@gazeta.pl
1.
Adres IP
Adresy IP s niepowtarzalnymi identyfikatorami wszystkich stacji nale cych do
intersieci TCP/IP. Stacj mo e by komputer, terminal, router, a tak e koncentrator.
„Stacj ” mo na najpro ciej zdefiniowa jako dowolne urz dzenie w sieci, wyst puj ce jako
przedmiot jednego z trzech działa :
• Uzyskiwania dost pu do innych urz dze w sieci
• Ł czenia si z nim jako udost pnionym składnikiem sieci
• Administrowania niezb dnego dla poprawnego funkcjonowania sieci
Ka da stacja wymaga adresu niepowtarzalnego w całej intersieci TCP/IP; adnej ze stacji nie
mo na przypisa adresu ju istniej cego. W wiatowej sieci, jak jest Internet, rol organu
przydzielaj cego adresy IP pełni Internet Assigned Number Authority (IANA – Rada ds.
Nadawania Numerów). Okre la ona zasady przydzielania adresów.
2.
Sposoby zapisywania adresów IP
Ka dy z adresów IP jest ci giem trzydziestu dwóch zer i jedynek. Obecna wersja
adresowania IP jest wi c nazywana adresowaniem 32-bitowym. Nie jest ono, w gruncie
rzeczy, zbyt wygodne. St d powszechne u ywanie notacji dziesi tnej z kropkami.
Na 32-bitowy adres IP składaj si 4 oktety. Ka dy oktet mo na zapisa w postaci liczby
dziesi tnej.
Przykładowy adres:
01111111 00000000 00000000 00000001
jest zapisywany jako:
127.0.0.1.
Jest to tzw. adres p tli zwrotnej (ang. loopback address), reprezentuj cy stacj lokaln ,
czyli t , przy której siedzimy. Jest to adres zarezerwowany i wysyłane do dane nigdy nie
s przekazywane do sieci.
Przekształcenie polega na zapisaniu ka dego z oktetów postaci liczby dziesi tnej
i wstawieniu pomi dzy nie kropek.
2
http://sieci-komputerowe.w.interia.pl
jm.webmaster@gazeta.pl
3.
Klasy adresów IP
A 0
Sie .
Stacja
.
Stacja
.
Stacja
B 10
Sie .
Sie
.
Stacja
.
Stacja
C 110
Sie .
Sie
.
Sie
.
Stacja
D 1110
Adres multiemisji
E 11110
Zarezerwowany do u ycia w przyszło ci
Rys.: Pi klas adresów IP
ródło: Komar, B. (2002). TCP/IP dla ka dego. Gliwice: Helion, str. 64
Ka da z pi ciu klas adresów IP jest oznaczona liter alfabetu: klasa A, B, C, D i E. Ka dy
adres składa si z dwóch cz ci: adresu sieci i adresu hosta (stacji). Klasy prezentuj
odmienne uzgodnienia dotycz ce liczby obsługiwanych sieci i hostów.
• Adres IP klasy A
Pierwszy bit adresu (8 bajtów) klasy A jest zawsze ustawiony na „O”. Nast pne
siedem bitów identyfikuje numer sieci. Ostatnie 24 bity (np. trzy liczby dziesi tne
oddzielone kropkami) adresu klasy A reprezentuj mo liwe adresy hostów.
Wzorzec binarny tej klasy to: 0#######.
Adresy klasy A mog mie ci si w zakresie od
1.0.0.1 do 127.255.255.254.
Ka dy adres klasy A mo e obsłu y 16777214 ( = 2
24
-2) unikatowych adresów
hostów.
• Adres IP klasy B
Pierwsze dwa bity adresu klasy B to „10”. 16 bitów identyfikuje numer sieci, za
ostatnie 16 bitów identyfikuje adresy potencjalnych hostów.
Wzorcem binarnym jest: 10######.
Adresy klasy B mog mie ci si w zakresie od
128.0.0.1 do 191.255.255.254.
Ka dy adres klasy B mo e obsłu y 65534 ( = 2
l6
-2) unikatowych adresów hostów.
• Adres IP klasy C
Pierwsze trzy bity adresu klasy C to „110”. Nast pne 21 bitów identyfikuje numer
sieci. Ostatni oktet słu y do adresowania hostów.
Wzorzec binarny: 110#####.
3
http://sieci-komputerowe.w.interia.pl
jm.webmaster@gazeta.pl
Adresy klasy C mog mie ci si w zakresie od
192.0.0.1 do 223.255.255.254. Ka dy
adres klasy C mo e obsłu y 254 ( = 2
8
-2) unikatowe adresy hostów.
• Adres IP klasy D
Pierwsze cztery bity adresu klasy D to „1110”. Adresy te s wykorzystywane do
multicastingu, ale ich zastosowanie jest ograniczone. Adres multicast jest unikatowym
adresem sieci, kieruj cym pakiety do predefiniowanych grup adresów IP. Adresy
klasy D mog pochodzi z zakresu
224.0.0.0 do 239.255.255.254.
• Adres IP klasy E
Faktycznie – zdefiniowano klas E adresu IP, ale InterNIC zarezerwował go dla
własnych bada . Tak wi c adne adresy klasy E nie zostały dopuszczone do
zastosowania w Internecie.
4.
Ogólne zasady adresowania IP
Podczas nadawania adresów IP nale y przestrzega nast puj cych reguł:
• Wszystkie stacje w jednym fizycznym segmencie sieci powinny mie ten sam
identyfikator sieci
• Cz adresu IP okre laj ca pojedyncz stacj musi by odmienna dla ka dej stacji
w segmencie sieci
• Identyfikatorem sieci nie mo e by 127 – warto ta jest zarezerwowana do celów
diagnostycznych
• Identyfikator stacji nie mo e składa si z samych jedynek – jest to adres rozgłaszania
dla sieci lokalnej
• Identyfikator sieci nie mo e składa si z samych zer – jest to oznaczenie sieci
lokalnej
• Identyfikator stacji równie nie mo e składa si z samych zer – jest to oznaczenie
sieci wskazanej przez pozostał cz
adresu i nie mo e zosta przypisane pojedynczej
stacji
4
http://sieci-komputerowe.w.interia.pl
jm.webmaster@gazeta.pl
5.
Specjalne adresy IP
Pewne adresy IP zostały zarezerwowane i nie mog zosta wykorzystane do oznaczania
stacji lub sieci.
• Adresy poszczególnych sieci powstaj ze zło enia identyfikatora sieci oraz zer
w miejscu identyfikatora stacji.
KLASA ID SIECI
A
w.0.0.0
B
w.x.0.0
C
w.x.y.0
Rys.: Adresy sieci według klas
• Identyfikatory sieci poł czone z binarnymi jedynkami w miejscu identyfikatora stacji
s adresami rozgłaszania.
KLASA ADRES ROZGŁASZANIA
A
w.255.255.255
B
w.x.255.255
C
w.x.y.255
Rys.: Adresy rozgłaszania według klas
• Adres IP 255.255.255.255 jest zarezerwowany jako adres ograniczonego rozgłaszania.
Mo e on zosta u yty zawsze, gdy stacja nie zna jeszcze identyfikatora sieci. Ogóln
zasad konfiguracji routerów jest uniemo liwienie przesyłania tego rozgłoszenia poza
lokalny segment sieci.
• Adres sieci 127 jest zarezerwowany dla celów diagnostycznych (tzw. adres p tli
zwrotnej).
• Adres IP 0.0.0.0 oznacza „niniejsza stacja”. Wykorzystywany jest jedynie w takich
sytuacjach jak uruchomienie klienta DHCP, który nie otrzymał jeszcze własnego
adresu IP.
5
http://sieci-komputerowe.w.interia.pl
jm.webmaster@gazeta.pl
6.
Znaczenie masek podsieci
Maska podsieci (ang. SNM — subnet mask) jest wykorzystywana do okre lania, ile bitów
adresu IP wskazuje sie , a ile stacj w tej sieci. Dla adresów klas A, B i C
wykorzystywane s maski domy lne
• klasa A – 255.0.0.0
• klasa B – 255.255.0.0
• klasa C – 255.255.255.0
Maska podsieci klasy A mówi, e sieciowa cz
adresu to pierwsze 8 bitów. Pozostałe
24 bity okre laj stacj w tej sieci. Je eli adresem stacji jest 11.25.65.32, to wykorzystanie
maski domy lnej okre la adres sieci jako 11.0.0.0. Cz ci adresu wskazuj c stacj jest
25.65.32.
Maska podsieci klasy B mówi, e sie jest okre lona przez pierwszych 16 bitów adresu.
Pozostałe 16 bitów wskazuje konkretn stacj . Dla adresu stacji 172.16.33.33, sie
wskazuje adres 172.16.0.0, a składnikiem okre laj cym stacj jest 33.33.
Maska podsieci klasy C mówi, e cz
adresu okre laj ca sie to pierwsze 24 bity,
a pozostałe 8 wskazuje nale c do niej stacj . Dla adresu stacji 192.168.2.3 wskazaniem
sieci jest 192.168.2.0, za składnikiem okre laj cym stacj jest 3.
7.
Adresy w sieci lokalnej
Trzy nast puj ce pule adresów IP zostały zarezerwowane do u ytku w sieciach lokalnych,
oddzielonych serwerami proxy lub zaporami firewall:
• Od 10.0.0.0 do 10.255.255.255
• Od 172.16.0.0 do 172.31.255.255
• Od 192.168.0.0 do 192.168.255.255
Celem ich utworzenia było zapewnienie sieciom nie przył czonym do Internetu puli
adresów niewchodz cych w konflikt z adnymi adresami b d cymi w u yciu
w Internecie.
6
http://sieci-komputerowe.w.interia.pl
jm.webmaster@gazeta.pl
Sieciom korzystaj cym z tych pul nie zagra a w razie pó niejszego przył czenia do
Internetu, przypadkowy konflikt z inn sieci obecn w Internecie.
Poza zabezpieczeniem przed konfliktem, prywatne adresowanie sieci przyczynia si
istotnie do ograniczenia zapotrzebowania na adresy publiczne. Przy wysyłaniu danych
z sieci prywatnej do publicznej, pierwotny adres ródłowy zostaje zamieniony na adres
zewn trzny, uzyskany od ISP. Procedury tego rodzaju okre lane s jako translacja
adresów sieciowych (NAT – network address translation).
Adresy NAT mog by wykorzystywane wył cznie za zaporami firewall albo serwerami
proxy, które ukrywaj przed Internetem własne schematy adresowania. Utrudnia to dost p
do sieci osobom nieuprawnionym i umo liwia współu ytkowania jednego adresu
publicznego przez wiele stacji.
8.
Protokół Internetu, wersja 6 (IPv6)
Protokół IPv4 ma ju prawie dwadzie cia lat. Od jego pocz tków Internet przeszedł kilka
znacz cych zmian, które zmniejszyły efektywno IP jako protokołu uniwersalnej
przył czalno ci. By mo e najbardziej znacz c z tych zmian była komercjalizacja
Internetu. Przyniosła ona bezprecedensowy wzrost populacji u ytkowników Internetu. To
z kolei stworzyło zapotrzebowanie na wi ksz liczb adresów, a tak e potrzeb obsługi
przez warstw Internetu nowych rodzajów usług. Ograniczenia IPv4 stały si bod cem dla
opracowania zupełnie nowej wersji protokołu. Jest ona nazywana IP, wersja 6 (IPv6), ale
powszechnie u ywa si równie nazwy Nast pna generacja protokołu Internetu (ang. IPng
— next generation of Internet Protocol).
Protokół IPv6 ma by prost , kompatybiln „w przód” nowelizacj istniej cej wersji
protokołu IP. Intencj przy wiecaj c tej nowelizacji jest wyeliminowanie wszystkich
słabo ci ujawniaj cych si obecnie w protokole IPv4, w tym zbyt małej liczby dost pnych
adresów IP, niemo no ci obsługiwania ruchu o wysokich wymaganiach czasowych
i braku bezpiecze stwa w warstwie sieci.
Dodatkowym bod cem dla opracowania i rozwoju nowego protokołu IP stało si
trasowanie, które w ramach protokołu IPv4 jest skr powane jego 32-bitow architektur
adresow , dwupoziomow hierarchi adresowania i klasami adresowymi.
Dwupoziomowa hierarchia adresowania „host.domena” po prostu nie pozwala
7
http://sieci-komputerowe.w.interia.pl
jm.webmaster@gazeta.pl
konstruowa wydajnych hierarchii adresowych, które mogłyby by agregowane
w routerach na skal odpowiadaj c dzisiejszym wymaganiom globalnego Internetu.
Nast pna generacja protokołu IP – IPv6 – rozwi zuje wszystkie wymienione problemy.
B dzie oferowa znacznie rozszerzony schemat adresowania, aby nad y za stał
ekspansj Internetu, a tak e zwi kszon zdolno agregowania tras na wielk skal .
IPv6 b dzie tak e obsługiwa wiele innych wła ciwo ci, takich jak: transmisje audio i/lub
wideo w czasie rzeczywistym, mobilno hostów, bezpiecze stwo ko cowe (czyli na całej
długo ci poł czenia) dzi ki mechanizmom warstwy Internetu – kodowaniu i identyfikacji,
a tak e autokonfiguracja i autorekonfiguracja. Oczekuje si , e usługi te b d
odpowiedni zach t dla migracji, gdy tylko stan si dost pne produkty zgodne z IPv6.
Wiele z tych rozwi za wci wymaga dodatkowej standaryzacji, dlatego te
przedwczesne byłoby ich obszerne omawianie.
Podstawowe zmiany wprowadzane w nowej edycji protokołu to:
• Rozszerzone mo liwo ci adresowania.
Zwi kszona do 128 bitów długo adresów IPv6 spowoduje znaczny wzrost dost pnej
ich liczby. Ka dy u ytkownik Internetu b dzie dysponował tyloma adresami, ile dzi
jest dost pnych w całej wielkiej sieci.
• Uproszczenie nagłówka IP.
Wi kszo informacji zapisywanych w nagłówku IP zostało okre lonych jako
opcjonalne lub całkowicie usuni te. Przyspiesza to przetwarzanie nagłówka przez
stacje odbieraj ce pakiet.
• Zwi kszenie elastyczno ci nagłówka IP.
Nagłówek IP został skonstruowany pod k tem efektywniejszego przekazywania,
wi kszej elastyczno ci w zakresie długo ci pól opcji i prostszego doł czania
w przyszło ci nowych opcji. Przez kilka lat pozwoli to nagłówkowi IP zmienia si
wraz z ewolucj protokołu bez konieczno ci przeprojektowywania całego jego
formatu.
8
http://sieci-komputerowe.w.interia.pl
jm.webmaster@gazeta.pl
• Ulepszona kontrola przepływu.
Datagramy IP b d mogły zawiera zlecenie lepszej jako ci usługi. Oznacza to
dostarczanie informacji o okre lonym czasie oraz zdolno
dania minimalnej
szeroko ci pasma lub obsługi w czasie rzeczywistym.
• Zwi kszone bezpiecze stwo.
Nagłówek IP b dzie zawierał rozszerzenia zapewniaj ce uwierzytelnianie stacji
ródłowej i docelowej oraz wy sz gwarancj braku uszkodze danych. Zostanie
uwzgl dniona równie opcja szyfrowania przesyłanych przez sie informacji.
Wymienione zmiany protokołu IP powinny istotnie wpłyn na rozwój Internetu.
Przyczyni si one zapewne równie do dalszego zwi kszania ilo ci funkcji dost pnych
dla aplikacji korzystaj cych z TCP/IP jako podstawowego zestawu protokołów.
1
http://sieci-komputerowe.w.interia.pl
jm.webmaster@gazeta.pl
9.
Literatura
9.1.
Komar, B. (2002). TCP/IP dla ka dego. Gliwice: Helion.
9.2.
Sportack, M. (1999). Sieci komputerowe – ksi ga eksperta. Gliwice: Helion.
9.3.
„PC World Kompurer – PRO”. Nr 3/2003.
9.4.
„Komputer wiat - Expert”. Nr 3/2003 (4).
9.5.
„PC Format”. Nr 09/2003 (37).
9.6.
http://www.siecilokalne.pl