- Изучение принципов адресации в вычислительной сети
- Описание параметров адресов сетки TCP/IP: символьные доменные имена, локальные и IP-адреса. Организация практической работы по анализу и настройке конфигурации вычислительной сети использующей семейство протоколов TCP/IP. Маски и основные классы адресов.
- Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Изучение принципов адресации в вычислительной сети
Описание параметров адресов сетки TCP/IP: символьные доменные имена, локальные и IP-адреса. Организация практической работы по анализу и настройке конфигурации вычислительной сети использующей семейство протоколов TCP/IP. Маски и основные классы адресов.
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
КАРАГАНДИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА
на тему: «Изучение принципов адресации в вычислительной сети»
1. Типы адресов стека TCP/IP
3. Как назначать номера сетей и подсетей
Тема: Изучение принципов адресации в вычислительной сети.
Цель работы: получение практических навыков в работе по анализу и настройке конфигурации вычислительной сети использующей семейство протоколов TCP/IP.
1. Типы адресов стека TCP/IP
В стеке TCP/IP используются три типа адресов: локальные, IP-адреса и символьные доменные имена.
Под локальным адресом понимается такой тип адреса, который используется средствами базовой технологии для доставки данных в пределах подсети, являющейся элементом составной интерсети. В разных подсетях допустимы разные сетевые технологии, разные стеки протоколов, поэтому при создании стека TCP/IP предполагалось наличие разных типов локальных адресов. Если подсетью интерсети является локальная сеть, то локальный адрес — это МАС-адрес. МАС-адрес назначается сетевым адаптерам и сетевым интерфейсам маршрутизаторов, МАС-адреса назначаются производителями оборудования и являются уникальными. Для всех существующих технологий локальных сетей МАС-адрес имеет формат 6 байт, например 11-AO-17-3D-BC-01.
IP-адреса представляют собой основной тип адресов, на основании которых сетевой уровень передает пакеты между сетями. Эти адреса состоят из 4 байт, например 109.26.17.100. IP-адрес назначается администратором во время конфигурирования компьютеров и маршрутизаторов. IP-адрес состоит из двух частей: номера сети и номера узла. Номер сети может быть выбран администратором произвольно, либо назначен по рекомендации специального подразделения Internet (Internet Network Information Center, InterNIC), если сеть должна работать как составная часть Internet. Обычно поставщики услуг Internet получают диапазоны адресов у подразделений InterNIC, а затем распределяют их между своими абонентами. Номер узла в протоколе IP назначается независимо от локального адреса узла. Маршрутизатор по определению входит сразу в несколько сетей. Поэтому каждый порт маршрутизатора имеет собственный IP-адрес. Конечный узел также может входить в несколько IP-сетей. В этом случае компьютер должен иметь несколько IP-адресов, по числу сетевых связей. Таким образом, IP-адрес характеризует не отдельный компьютер или маршрутизатор, а одно сетевое соединение.
Символьные доменные имена. Символьные имена в IP-сетях называются доменными и строятся по иерархическому признаку. Составляющие полного символьно имени в IP-сетях разделяются точкой и перечисляются в следующем порядке: сначала простое имя конечного узла, затем имя группы узлов (например, имя организации), затем имя более крупной группы (поддомена) и так до имени домена самого высокого уровня (например, домена объединяющего организации по географическому принципу: RU — Россия, UK — Великобритания, US — США). Между доменным именем и IP-адресом узла нет никакого алгоритмического соответствия, поэтому необходимо использовать какие-то дополнительные таблицы или службы, чтобы узел сети однозначно определялся как по доменному имени, так и по IP-адресу. В сетях TCP/IР используется специальная распределенная служба Domain Name System (DNS), которая устанавливает это соответствие на основании создаваемых администраторам сети таблиц соответствия. Поэтому доменные имена называют также DNS-именам
протокол адрес доменное имя маска
2. Классы IP-адресов
IP-адрес состоит из двух логических частей — номера сети и номера узла в сети. Какая часть адреса относится к номеру сети, а какая — к номеру узла, определяется значениями первых бит адреса. Значения этих бит являются также признакам того, к какому классу относится тот или иной IP-адрес.
Для идентификации сетей и сетевого оборудования протокол IPv4 использует 32-разрядную схему адресации.
Существуют 5 классов IP-адресов, отличающиеся количеством бит в сетевом номере и хост-номере. Класс адреса определяется значением его первого октета.
В табл.1 приведено соответствие классов адресов значениям первого октета и указано количество возможных IP-адресов каждого класса.
Таблица 1. Характеристики классов адресов
Диапазон значений первого октета
Адреса класса A предназначены для использования в больших сетях общего пользования. Они допускают большое количество номеров узлов. Адреса класса B используются в сетях среднего размера, например, сетях университетов и крупных компаний. Адреса класса C используются в сетях с небольшим числом компьютеров. Адреса класса D используются при обращениях к группам машин, а адреса класса E зарезервированы на будущее.
Некоторые IP-адреса являются выделенными и трактуются по-особому:
— Если весь IP-адрес состоит только из двоичных нулей, то он обозначает адрес того узла, который сгенерировал этот пакет
— Если в поле номера сети стоят только нули, то по умолчанию считается, что узел назначения принадлежит той же самой сети, что и узел, который отправил пакет.
— Если все двоичные разряды IP-адреса равны 1, то пакет с таким адресом назначения должен рассылаться всем узлам, находящимся в той же сети, что и источник этого пакета. Такая рассылка называется ограниченным широковещательным сообщением (limited broadcast).
— Если в поле номера узла назначения стоят только единицы, то пакет, имеющий такой адрес, рассылается всем узлам сети с заданным номером сети. Например, пакет с адресом 192.190.21.255 доставляется всем узлам сети 192.190.21.0. Такая рассылка называется широковещательным сообщением (broadcast).
При адресации необходимо учитывать те ограничения, которые вносятся особым назначением некоторых IP-адресов. Так, ни номер сети, ни номер узла может состоять только из одних двоичных единиц или только из одних двоичных нулей.
Особый смысл имеет IP-адрес, первый октет которого равен 127. Он используется для тестирования программ и взаимодействия процессов в пределах одной машины. Когда программа посылает данные по IP-адресу 127.0.0.1, то образуется как бы “петля”. Данные не передаются по сети, а возвращаются модулям верхнего уровня, как только что принятые. Поэтому в IP-сети запрещается присваивать машинам IP-адреса, начинающиеся со 127. Этот адрес имеет название loopback.
Форма группового IP-адреса — multicast — означает, что данный пакет должен быть доставлен сразу нескольким узлам, которые образуют группу с номером, указанным в поле адреса. Узлы сами идентифицируют себя, есть определяют, к какой из групп они относятся. Один и тот же узел может входить в несколько групп. Члены какой-либо группы multicast не обязательно должны принадлежать одной сети. В общем случае они могут распределяться по совершенно различным сетям, находящимся друг от друга на произвольном количестве хопов. Групповой адрес не делится на поля номера сети и узла и обрабатывается маршрутизатором особым образом. Основное назначение multicast-адресов — распространение информации по cxeме “один-ко-многим”. Хост, который хочет передавать одну и ту же информацию многим абонентам, с помощью специального протокола IGMP (Internet Group Manageme Protocol) сообщает о создании в сети новой мультивещательной группы с определенным адресом. Машрутизаторы, поддерживающие мультивещательность, распространяют информацию о создании новой группы в сетях, подключенных к портам этого маршрутизатора. Хосты, которые хотят присоединиться к вновь создаваемой мультивещательной группе, сообщают об этом своим локальным маршрутизаторам и те передают эту информацию хосту, инициатору создания новой группы. Групповая адресация предназначена для экономичного распространения в Internet или большой корпоративной сети аудио- или видеопрограмм, предназначенных сразу большой аудитории слушателей или зрителей.
Новый протокол Ipv6 использует 128-разрядные адреса для идентификации устройств и применяет другую схему адресации. Ipv6 поддерживает множество других функциональных возможностей:
— Передачу критичного трафика в реальном времени;
— Сквозное шифрование и аутентификацию на сетевом уровне;
В новой схеме адресации Ipv6 появилась концепция общего адреса, которая позволяет присваивать один и тот же адрес разным устройствам. Посланный по общему адресу пакет доставляется единственному устройству, которое является ближайшим по определению маршрутизатора устройством среди всех имеющих данный адрес. Например, Web-узел может быть зеркалирован на несколько серверов, а соединение будет устанавливаться с ближайшим к пользователю сервером. Новая схема адресации позволяет формировать группы адресов и осуществлять многоадресную рассылку. Причем групповой адрес может быть ограничен отдельным доменом, связан с определенным сетевым соединением или даже распределен по глобальной сети. Важно, что появление групповых адресов позволяет отказаться от широковещательной передачи.
3. Как назначать номера сетей и подсетей
Одно из важнейших решений, которое необходимо принять при установке сети, заключается в выборе способа присвоения IP-адресов вашим машинам. Этот выбор должен учитывать перспективу роста сети. Иначе в дальнейшем вам придется менять адреса. Когда к сети подключено несколько сотен машин, изменение адресов становится почти невозможным.
Организации, имеющие небольшие сети с числом узлов до 126, должны запрашивать сетевые номера класса C. Организации с большим числом машин могут получить несколько номеров класса C или номер класса B. Удобным средством структуризации сетей в рамках одной организации являются подсети, когда все адресное пространство сети internet может быть разделено на непересекающиеся подпространства — «подсети», с каждой из которых можно работать как с обычной сетью TCP/IP. Таким образом единая IP-сеть организации может строиться как объединение подсетей. При этом ваша организация должна получить один сетевой номер, например, номер класса B. Для IP-адресов класса B первые два октета являются номером сети. Оставшаяся часть IP-адреса может использоваться как угодно. Например, вы можете решить, что третий октет будет определять номер подсети, а четвертый октет — номер узла в ней. После того, как решено использовать подсети или множество IP-сетей, вы должны решить, как назначать им номера. Обычно это довольно просто. Каждой физической сети, например, Ethernet или Token Ring, назначается отдельный номер подсети или номер сети.
Вы также должны выбрать «маску подсети». Маска подсети (subnet mask) — число, которое служит для выделения частей IP-адреса, чтобы TCP/IP мог отличать номер сети от номера хоста. Используя маску подсети, TCP/lP-хосты могут связаться и определить, где находится хост назначения: в локальной или удаленной сети. Вот пример корректной маски подсети: 255.255.255.0.
Биты IP-адреса, определяющие номер IP-сети, в маске подсети должны быть равны 1, а биты, определяющие номер узла, в маске подсети должны быть равны 0. Чтобы разобраться, как работает маска подсети, нужно иметь представление о логических операциях. Так, оператор AND (логическое И) в логических вычислениях дает результат TRUE (истинно) в том случае, если значение обоих аргументов TRUE.
Обычно TRUE выражается значением — 1, а FALSE (ложно) — значением 0. Чтобы определить. какая часть IP-адреса указывает на сеть, а какая идентифицирует компьютер, выполняется простая логическая операция с полученным адресом и маской подсети. Пример такого вычисления показан в таблице.
Таблица. Использование маски подсети в логической операции and