Определение адресных параметров сети по IP-адресу и префиксу
Для работы компьютера (ноутбука, смартфона и т.п.) в сети устройству присваивается IP-адрес. Как правило, вместе с информацией об адресе узла можно узнать и маску сети (или префикс). Маска сети указывает на количество бит в IP-адресе, отведенных под номер сети. Соответственно оставшиеся биты используются под номер узла. Маска и префикс — это разные записи одного и того же значения. Записывается только одно из них. В операционных системах Windows обычно используется маска, в операционных системах на основе Linux могут применяться оба варианта записи. Приведем пример.
Запись в левом столбце идентична записи в правом. Используется один из приведенных вариантов.
По информации об IP-адресе и префиксу можно определить параметры сети, а именно, IP-адрес сети, маску сети, широковещательный адрес сети, диапазон IP-адресов, предназначенных для адресации узлов (с первого адреса до последнего и их количество). Рассчитанные параметры могут понадобиться для добавления узла в существующую локальную сеть. Другие параметры, необходимые для работы в сети, такие как адрес шлюза и DNS-сервера (серверов) можно узнать из настроек сетевого адаптера.
Рассмотрим два примера для решения подобных задач.
Ⅰ Пример . IP-адрес узла и префикс:
Необходимо определить номер сети, маску сети, широковещательный адрес сети, диапазон и количество адресов.
1. Переведем IP-адрес и префикс сети в двоичную систему счисления. Двоичный код адреса запишем первым, ниже запишем префикс. Число, обозначающее префикс показывает количество бит, отведенных под номер сети. В данном случае это 25 единиц, остальное нули (так как IP-адрес четвертой версии протокола IP состоит из 32 бит). В данном виде записывается маска в двоичной системе счисления. Биты адреса и префикса записываем на одной вертикальной линии.
Принимаем нумерацию бит справа налево. То есть самый правый бит нумеруем как первый, а самый левый как тридцать второй. Затем определим границу сети в соответствии с маской (по правую сторону от границы должны быть только нули, по левую сторону – только единицы), в данном случае граница сети проходит между восьмым и седьмым битами (под номер сети отводится 25 бит).
2. Определяем номер сети и маску сети. Для этого все биты, принадлежащие IP-адресу узла и находящиеся справа от границы сети, заменяем нулями, а те биты, что слева, – переписываем без изменений:
Переводим номер сети в десятичную систему счисления:
Префикс записанный в первом пункте в двоичном коде также переводим в десятичную систему счисления и вычисляем маску сети:
3. Находим широковещательный адрес данной сети. Для этого все, что в номере сети находится слева от границы, записываем без изменений, а все, что справа, — заполняем единицами:
Переводим широковещательный адрес в десятичную систему счисления:
4. Теперь необходимо определить диапазон и количество адресов узлов в сети. Нужно понимать, что нумерация сети состоит из непрерывного диапазона адресов. При этом самый первый адрес (не обязательно заканчивающийся на ноль) — это адрес сети, а самый последний — это широковещательный адрес сети (для групповой рассылки всем узлам сети). Соответственно адресация узлов каждой сети находится между этими двумя значениями. Таким образом, для того чтобы вычислить адрес первого узла в сети, необходимо к номеру сети прибавить единицу (10.0.0.1), а для того чтобы определить адрес последнего узла, — от широковещательного адреса сети отнять единицу (10.0.0.126). Получаем следующий диапазон адресов узлов:
Таким образом, максимальное количество адресов в сети 10.0.0.0/25 составляет 126 (от 10.0.0.1 до 10.0.0.126).
(1 строка – IP-адрес узла, 2 – номер сети, 3 – маска сети, 4 – широковещательный адрес сети)
Преобразуем все записи из двоичной системы счисления в десятичную:
Широковещательный IP-адрес: 10.0.0.127
Адрес первого узла в сети: 10.0.0.1
Адрес последнего узла в сети: 10.0.0.126
Количество адресов (максимально возможное количество узлов в данной сети) составляет 126 единиц.
Ⅱ Пример . IP-адрес узла и префикс:
Необходимо определить номер сети, маску сети, широковещательный адрес сети, диапазон и количество адресов.
Ход решения практически такой же, как и в первом примере. Но из-за того, что префикс сети менее 24, то могут возникнуть определенные сложности при вычислении, поэтому рассмотрим пример более подробно.
1. Переведем IP-адрес и префикс сети в двоичную систему счисления, Граница сети в соответствии с маской (по правую сторону от границы должны быть только нули, по левую сторону – только единицы) проходит между тринадцатым (13) и двенадцатым (12) битами (под номер сети отводится 20 бит):
2. Определяем номер сети. Для этого все биты, что находятся справа от границы сети, заменяем нулями, а те биты, что слева, – переписываем без изменений:
Переведём номер сети в десятичную систему счисления:
Префикс записанный в первом пункте в двоичном коде также переводим в десятичную систему счисления и вычисляем маску сети:
3. Определим широковещательный адрес данной сети. Для этого все, что слева от границы, записываем без изменений, как в номере сети, а все, что справа, — заполняем единицами:
Переводим в десятичную систему:
4. Определяем диапазон адресов узлов в сети. Для того чтобы вычислить адрес первого узла в сети, необходимо к номеру сети прибавить единицу (3.0.0.1), а для того чтобы определить адрес последнего узла, — от широковещательного адреса сети отнять единицу (3.0.15.254). Получаем следующий диапазон адресов узлов: 3.0.0.1 – 3.0.15.254. Таким образом, максимальное количество адресов в сети 3.0.0.0/20 составляет 4094.
(1 – IP-адрес узла, 2 – номер сети, 3 – маска сети, 4 – номер адреса широкого вещания)
Номер адреса широкого вещания: 3.0.15.255
Последний узел в сети: 3.0.15.254
Количество адресов (максимально возможное количество узлов в данной сети) составляет 4094 единиц.
Теперь более подробно об определении количества IP-адресов. Как видим в данном случае изменяется содержимое не только четвертого, но также и третьего байта. Распишем изменения чисел, когда третий байт равен нулю
3.0.0.1 – 3.0.0.255 (то есть 255 адресов)
При дальнейшем прибавлении единицы четвертый байт станет равным нулю и изменится третий байт, то есть
При третьем байте равным единицы, четвертый байт будет изменяться следующим образом
3.0.1.0 – 3.0.1.255 (то есть 256 адресов)
3.0.14.0 — 3.0.14.255 (256 адресов)
3.0.15.0. — 3.0.15.254 (255 адресов)
Рассчитывая подобным образом получим общее число адресов
То есть два диапазона — первый и последний (3.0.0.* и 3.0.15.*) имеют по 255 адресов.
Четырнадцать диапазонов (3.0.1.*, 3.0.2.*, 3.0.3.*, 3.0.4.*, 3.0.5.*, 3.0.6.*, 3.0.7.*, 3.0.8.*, 3.0.9.*, 3.0.10.*, 3.0.11.*, 3.0.12.*, 3.0.13.* и 3.0.14.*) по 256 адресов.
Распределение IP-сети на подсети описано в статье
Задача №12. Адресация в интернете. Восстановление IP- адресов, определение адреса сети, определение количества адресов и номера компьютера в сети.
Адрес документа в Интернете состоит из следующих частей:
Протокол ( чаще всего http или ftp), последовательность символов «://» , доменное имя сайта, каталог на сервере, где находится файл, имя файла. Каталоги разделяются символом «/».
IP-адрес компьютера имеет длину 4 байта. Для удобства IP-адрес записывают в виде четырех чисел, разделенных точками. Числа принимают значения от 0 до 255 (т.к. 255 — 8 единиц в двоичной системе – наибольшее число, которое можно записать в один байт).
IP-адрес состоит из двух частей: адреса сети и номера компьютера в этой сети. Для деления адреса на части используют маску. Маска – это 32-битное число, в двоичной записи которого сначала стоят единицы, а потом – нули. Единицы определяют часть адреса, относящуюся к адресу сети, а нули – часть адреса, относящуюся к номеру компьютера в сети.
Адрес файла в интернете
| A | .net |
| Б | ftp |
| В | :// |
| Г | http |
| Д | / |
| Е | .org |
| Ж | txt |
Доступ к файлу ftp.net , находящемуся на сервере txt.org, осуществляется по протоколу http. В таблице фрагменты адреса файла закодированы буквами от А до Ж. Запишите последовательность этих букв, кодирующую адрес указанного файла в сети Интернет.
При записи адреса файла в интернете сначала указывается протокол, затем ставится последовательность символов ://, затем имя сервера, затем символ /, и лишь потом имя файла: http://txt.org/ftp.net.
Восстановление IP-адресов
Петя записал IP-адрес школьного сервера на листке бумаги и положил его в карман куртки. Петина мама случайно постирала куртку вместе с запиской. После стирки Петя обнаружил в кармане четыре обрывка с фрагментами IP-адреса. Эти
фрагменты обозначены буквами А, Б, В и Г. Восстановите IP-адрес. В ответе укажите последовательность букв, обозначающих фрагменты, в порядке, соответствующем IP-адресу.
IP-адрес представляет собой 4 числа, разделенные точками, причем эти числа не больше 255.
Посмотрим внимательнее на данные фрагменты: под буквой Г мы видим «.42». Так как числа в IP-адресе не могут быть больше 255, мы не можем ничего дописать к этому числу, а фрагментов, начинающихся с точки, больше нет, следовательно, этот фрагмент – последний.
На фрагменте под буквой Б число без точек, значит, это либо последний фрагмент, либо первый. Место последнего фрагмента уже занято, значит фрагмент Б первый.
В конце фрагмента А — число 212, отделенное точкой, значит за фрагментом А должен следовать фрагмент, начинающийся с точки. Значит, фрагмент А идет перед фрагментом Г.
Определение адреса сети
В терминологии сетей TCP/IP маской сети называется двоичное число, определяющее, какая часть IP-адреса узла сети относится к адресу сети, а какая — к адресу самого узла в этой сети. Обычно маска записывается по тем же правилам, что и IP-адрес. Адрес сети получается в результате применения поразрядной конъюнкции к заданным IP-адресу узла и маске.
По заданным IP-адресу узла и маске определите адрес сети.
IP-адрес узла: 218.137.218.137
При записи ответа выберите из приведённых в таблице чисел четыре элемента IP-адреса и запишите в нужном порядке соответствующие им буквы без использования точек.
При записи ответа выберите из приведенных в таблице чисел 4 фрагмента четыре элемента IP-адреса и запишите в нужном порядке соответствующие им буквы без точек.