Цель работы
В ходе лабораторный работы закрепить знания о базовых понятиях адресации в компьютерных сетях.
Ознакомится и уметь применять набор инструментов для оптимизации и диагностики сетевых ресурсов.
Вопросы для изучения
1. Принципы адресации в компьютерных сетях
Компьютерная сеть (КС) — это совокупность компьютеров, соединенных линиями связи и оснащенных коммуникационным оборудованием и программным обеспечением.
Для того, чтобы компьютеры могли идентифицировать друг друга в информационно-вычислительной сети, им присваиваются явные адреса. Основными типами адресов являются следующие:
Модель взаимодействия открытых систем (Open System Interconnection, OSI) определяет различные уровни взаимодействия систем в сетях с коммутацией пакетов, дает им стандартные имена и указывает, какие функции должен выполнять каждый уровень.
Три нижних уровня — физический, канальный и сетевой — являются сетезависимыми, то есть протоколы этих уровней тесно связаны с технической реализацией сети и используемым коммуникационным оборудованием.
Три верхних уровня — прикладной, представительный и сеансовый — ориентированы на приложения и мало зависят от технических особенностей построения сети.
2. Локальные адреса. Mac-адрес
MAC-адрес, который так же называют физическим адресом или интернет-адресом присваивается каждому сетевому адаптеру любого устройства, способного подключаться к сети интернет, при его производстве. Его размер – 6 байт. Обычно записывается в виде 12 цифр в 16-чной системе счисления, например, 01-02-02-ВС-Е6-91.
Это уникальный адрес, первые шесть символов идентифицируют фирму производителя, которая следит, чтобы остальные шесть символов не повторялись на производственном конвейере. МАС-адрес выбирает производитель сетевого оборудования из выделенного для него по лицензии адресного пространства. Когда у машины заменятся сетевой адаптер, то меняется и ее МАС-адрес.
Собственно, MAC-адрес соответствует не компьютеру, а его сетевому интерфейсу. Таким образом, если компьютер имеет несколько интерфейсов, то это означает, что каждому интерфейсу будет назначен свой физический адрес. Каждой сетевой карте соответствует собственный MAC-адрес и IP-адрес, уникальный в рамках глобальной сети.
MAC-адреса используются на физическом и канальном уровнях, т.е. в «однородной» среде. Для того, чтобы могли связываться друг с другом компьютеры, входящие в большие составные сети, используется другой вид адресов — IP-адреса.
3. Сетевые адреса. Ip-адрес.
Сетевой адрес или IP используется в сетях TCP/IP при обмена данными на сетевом уровне. IP расшифровывается как internet protocol – протокол интернета. В версии протокола IPv4 IP-адрес имеет длину 4 байта, а в версии протокола IPv6 — 16 байт.
IP-адрес компьютера, например 192.168.1.10, состоит из двух частей – номера сети (иногда называемого идентификатором сети) и номера сетевого компьютера (идентификатора хоста). Номер сети должен быть одинаковым для всех компьютеров сети и в нашем примере номер сети будет равен 192.168.1. Номер компьютера должен быть уникален в данной сети, и компьютер в нашем примере имеет номер 10.
Части, разделяемые точкой, называются октететами. Каждый октет может принимать значения от 0 до 255.
Номер сети может быть выбран администратором произвольно либо назначен по рекомендации специального подразделения Internet (Network Information Center, NIC), если сеть должна работать как составная часть Internet. Обычно провайдеры услуг Internet получают диапазоны адресов у подразделений NIC, а затем распределяют их между своими абонентами. Номер узла в протоколе IP назначается независимо от локального адреса узла. Деление IP-адреса на поле номера сети и номера узла гибкое, и граница между этими полями устанавливается произвольно. Узел может входить в несколько IP-сетей. В этом случае узел должен иметь несколько IP-адресов, по числу сетевых связей. IP-адрес характеризует не отдельный компьютер или маршрутизатор, а одно сетевое соединение.
3. Адресация в IP-сетях
Адресация в IP-сетях — это предоставление каждому компьютеру в сети индивидуального адреса. Адресация в IP-сетях могут назначаться администратором сети вручную, или автоматически при помощи протокола DHCP.
IP- сети — это сети взаимосвязанных подсетей, основное назначение этой технологии — обеспечить взаимодействие автономных систем, которые соединены маршрутизаторами.
Основными типами адресов являются следующие:
MAC-адрес (физическим адрес), присваивается каждому сетевому адаптеру при его производстве. МАС-адрес имеет формат 48-разрядный (6 октетов): первые 3 байта назначаются самим производителем, старшие 3 октета — уникальный идентификатор фирмы производителя, а младшие.
IP — адрес — это уникальный сетевой адрес узла в компьютерной сети, построенной по протоколу IP
IP-адрес делится на пять основных классов: A, B, C, D, E (Таблица 3)
Таблица 3- Структура IР-адреса
Зарезервированные адрес(27 бит)
Адрес состоит из двух логических частей — номера сети и номера узла в сети Номер сети и номер узла, определяется значениями первых битов адреса:
— Если адрес начинается с 0, то сеть относят к классу А, и номер сети занимает один байт, остальные 3 байта интерпретируются как номер узла в сети. Сети класса А имеют номера в диапазоне от 1 до 126. В сетях класса А количество узлов должно быть больше 216, но не превышать 224.
— Если первые два бита адреса равны 10, то сеть относится к классу В и является сетью средних размеров с числом узлов 28 — 216. В сетях класса В под адрес сети и под адрес узла отводится по 16 битов, то есть по 2 байта.
— Если адрес начинается с последовательности 110, то это сеть класса С с числом узлов не больше 28. Под адрес сети отводится 24 бита, а под адрес узла — 8 битов.
— Если адрес начинается с последовательности 1110, то он является адресом класса D и обозначает особый, групповой адрес — multicast. Если в пакете в качестве адреса назначения указан адрес класса D, то такой пакет должны получить все узлы, которым присвоен данный адрес.
— Если адрес начинается с последовательности 11110, то это адрес класса Е, он зарезервирован для будущих применений.
В таблице 4 приведены диапазоны номеров сетей, соответствующих каждому классу сетей.
Таблица 4 — диапазоны номеров сетей