opracowanie: Anna Siwik 3c
Adresowanie sieci
Ważne pojęcia
Host jest dowolną maszyną, uczestniczącą w wymianie danych poprzez sieć komputerową, np. poprzez Internet, posiadającą własny adres IP.
TCP/IP (ang. Transmission Control Protocol / Internet Protocol) - teoretyczny model warstwowej struktury protokołów komunikacyjnych. Standard TCP/IP zawiera trzy poziomy adresowania:
TCP – odpowiada za adresowanie na pojedynczym komputerze (host) – numer portu
IP – odpowiada za adresowanie konkretnego komputera w sieci globalnej
MAC – adresowanie urządzenia w sieci lokalnej
Adres IP - aby możliwa była komunikacja w protokole IP konieczne jest nadanie każdemu hostowi adresu IP czyli unikalnego identyfikatora, który pozwoli na wzajemne rozpoznawanie się poszczególnych uczestników komunikacji. Adres IP może być dynamiczny lub stały. Dynamiczny adres może zmieniać się z każdym uruchomieniem modemu czy komputera i nie jest przypisany do tego urządzenia na stałe. Stały adres jest definiowany w umowie i nie wygasa ani nie jest zamieniany na inny przez cały okres obowiązywania umowy. Adres IP jest dostarczany każdemu użytkownikowi przez dostawcę internetu. Zapotrzebowanie na adresy IP jest tak duże, że pula nieprzydzielonych adresów zaczyna się wyczerpywać. Do zarządzania i przydzielania adresów IP powołana jest światowa organizacja Internet Assigned Numbers Authority (IANA) oraz 5 organizacji regionalnych.
RIPE – niezależna i niedochodowa organizacja wspierająca infrastrukturę sieci Internet z siedzibą w Amsterdamie. RIPE NCC pełni rolę między innymi Regionalnego Rejestru Internetowego (ang. RIR) przechowując i przydzielając takie dane jak adresy IPv4 i IPv6 oraz numery AS. Rejonem, w jakim działa RIPE, są Europa, Bliski Wschód i część Azji Środkowej.
IPv4 - w modelu TCP/IP protokół IPv4 znajduje się w warstwie sieciowej. W IPv4, czyli obecnym standardzie adresowania internetu, adres IP to liczba 32-bitowa (od 0 do 4 294 967 295). Liczba ta jest zazwyczaj zapisywana jako 4 oddzielne jej bajty, zwane oktetami, ponieważ w postaci binarnej mają one osiem bitów. Te osiem bitów daje 256 kombinacji, więc każdy oktet przedstawia liczbę od 0 do 255.
IPv6 - protokół komunikacyjny, będący następcą protokołu IPv4, do którego opracowania przyczynił się w głównej mierze problem małej, kończącej się liczby adresów IPv4. Składa się ze 128 bitów, jest więc czterokrotnie dłuższy od protokołu IPv4. Pozwala to na przydzielenie 3,40*1038 adresów. Niestety, protokół IPv6 nie jest kompatybilny z IPv4. Z tego względu jego wdrożenie odbywa się ewolucyjnie i jest rozłożone w czasie.
Klasy adresów IPv4
Adresy IP można podzielić na publiczne (zewnętrzne) i prywatne (wewnętrzne), w których wyróżnia się 5 klas adresowych, różniących się ilością bitów przeznaczonych na oznaczenie sieci i hosta. Powszechnie stosowane w adresowaniu sieci lokalnych są klasy A, B i C. W protokole IPv4 adresy IP składają się z 32 bitów, dzielonych na cztery 8-bitowe fragmenty.
| KLASA | pierwszy oktet - 8 bitów | drugi oktet - 8 bitów | trzeci oktet - 8 bitów | czwarty oktet - 8 bitów |
|---|---|---|---|---|
| A | sieć | host | host | host |
| B | sieć | sieć | host | host |
| C | sieć | sieć | sieć | host |
Każdy adres IP posiada własną maskę sieci:
| KLASA | zakres adresów publicznych | standardowa maska sieci | liczba sieci | efektywna liczba hostów |
|---|---|---|---|---|
| A | 0.0.0.0 - 127.255.255.255 | 255.0.0.0 | 128 | 16 777 214 |
| B | 128.0.0.0 - 191.255.255.255 | 255.255.0.0 | 16 384 | 65 534 |
| C | 192.0.0.0 - 223.255.255.255 | 255.255.255.0 | 2 097 152 | 254 |
Liczba sieci obliczana jest po zestawieniu IP z maską sieci. W klasie A na adres sieciowy przeznaczanych jest pierwszych 8 bitów, z czego pierwszy bit jest zawsze równy 0 (w klasie B dwa pierwsze bity to 1 i 0, a w klasie C trzy pierwsze bity to 1, 1 i 0). Pozostałych 7 bitów jest zmiennych. Możemy na nich zapisać liczby od 0 do 127, stąd liczba sieci wynosi 128. Od otrzymanego wyniku odejmujemy dwie sieci specjalnego przeznaczenia. Zatem liczba sieci do wykorzystania wynosi 126.
Liczba hostów obliczona została Podniesione 2 do potęgi będącej ilością bitów przeznaczonych na adresowanie hostów. Należy wziąć pod uwagę, że adres IP nie może kończyć się na 0, które oznacza adres sieci, ani 255, będące adresem rozgłaszania „broadcast”, czyli wysyłania pakietów do wszystkich hostów w sieci.
Wśród adresów IP istnieją takie o specjalnym przeznaczeniu. IP 0.0.0.0 oznaczone jest jako nieznane, a dla niektórych protokołów routingu oznacza domyślną trasę. Natomiast adresy IP pomiędzy 127.0.0.0 oraz 127.255.255.255 to adresy programowego interfejsu pętli zwrotnej działającego na danej maszynie i są wykorzystywane w celach diagnostycznych.
Wyznaczanie adresu rozgłoszeniowego, adresu sieci i liczby hostów w sieci.
Weźmy adres IP 192.168.120.131 z maską podsieci 255.255.255.224.
Adres IP rozpoczyna się od liczby 192, zatem należy do klasy C. Przekształcamy adres IP i maskę podsieci do postaci binarnej:
192.168.120.131: 1100000.11001000.01111000.10000011
255.255.255.224: 11111111.11111111.11111111.11100000
Zapisie binarny maski podsieci rozpoczyna ciąg 27 jedynek. Oznacza to, że 27 pierwszych cyfr w adresie IP oznacza adres sieci:
1100000.11001000.01111000.10000000 adres sieci, w zapisie dziesiętnym:
192.168.120.128
Aby wyznaczyć adres rozgłoszenia, porównujemy adres IP z maską. W miejscu, w którym w masce występuje 1, przepisujemy adres IP bez zmian. W miejscu, gdzie występuje 0, zamieniamy pola na 1. Wówczas adres rozgłoszenia:
1100000.11001000.01111000.10011111 adres rozgłoszenia, w zapisie dziesiętnym: 192.168.120.159
Aby wyznaczyć liczbę hostów ustalam minimalny i maksymalny adres hosta:
192.168.120.129 - minimalny host (adres sieci +1)
192.168.120.159 - maksymalny host (adres rozgłoszenia -1)
Z czego wynika, że liczba hostów to:
159 - 129 + 1 = 31 (liczymy wszystkie hosty, łącznie ze skrajnymi)
Podsumowując, aby wyznaczyć adres rozgłoszeniowy, adres sieci i liczby hostów:
1. Ustalamy klasę, do której należy podany adres IP.
2. Przekształcamy adres IP oraz maskę podsieci do postaci binarnej i zapisujemy je pod sobą.
3. Wyznaczamy adres sieci, biorąc tyle pierwszych cyfr adresu IP, ile jedynek występuje w zapisie binarnym maski podsieci.
4. Wyznaczamy adres rozgłoszeniowy, wpisując 1 w adresie IP na pozycjach odpowiadających miejscom zer występującym w masce podsieci.
5. Obliczamy ilość hostów, obliczając ilość adresów występujących pomiędzy minimalnym oraz maksymalnym adresem hosta.
Bibliografia:
1. http://www.staff.amu.edu.pl/~psi/informatyka/tcpip/
2. http://www.adres-ip.pl/
3. http://www.networkservices.pl/baza-wiedzy/adresacja-ip-publiczne-i-prywatne-adresy-ipv4
4. http://www.if.pw.edu.pl/~siecik/pliki/Wyklad1-tpcip.pdf