Всё об IP адресах и о том, как с ними работать
Не так давно я написал свою первую статью на Хабр. В моей статье была одна неприятная шероховатость, которую моментально обнаружили, понимающие в сетевом администрировании, пользователи. Шероховатость заключается в том, что я указал неверные IP адреса в лабораторной работе. Сделал это я умышленно, так как посчитал что неопытному пользователю будет легче понять тему VLAN на более простом примере IP, но, как было, совершенно справедливо, замечено пользователями, нельзя выкладывать материал с ключевой ошибкой.
В самой статье я не стал править эту ошибку, так как убрав её будет бессмысленна вся наша дискуссия в 2 дня, но решил исправить её в отдельной статье с указание проблем и пояснением всей темы.
Для начала, стоит сказать о том, что такое IP адрес.
IP-адрес — уникальный сетевой адрес узла в компьютерной сети, построенной на основе стека протоколов TCP/IP (TCP/IP – это набор интернет-протоколов, о котором мы поговорим в дальнейших статьях). IP-адрес представляет собой серию из 32 двоичных бит (единиц и нулей). Так как человек невосприимчив к большому однородному ряду чисел, такому как этот 11100010101000100010101110011110 (здесь, к слову, 32 бита информации, так как 32 числа в двоичной системе), было решено разделить ряд на четыре 8-битных байта и получилась следующая последовательность: 11100010.10100010.00101011.10011110. Это не сильно облегчило жизнь и было решение перевести данную последовательность в, привычную нам, последовательность из четырёх чисел в десятичной системе, то есть 226.162.43.158. 4 разряда также называются октетами. Данный IP адрес определяется протоколом IPv4. По такой схеме адресации можно создать более 4 миллиардов IP-адресов.
Максимальным возможным числом в любом октете будет 255 (так как в двоичной системе это 8 единиц), а минимальным – 0.
Далее давайте разберёмся с тем, что называется классом IP (именно в этом моменте в лабораторной работе была неточность).
IP-адреса делятся на 5 классов (A, B, C, D, E). A, B и C — это классы коммерческой адресации. D – для многоадресных рассылок, а класс E – для экспериментов.
Класс А: 1.0.0.0 — 126.0.0.0, маска 255.0.0.0
Класс В: 128.0.0.0 — 191.255.0.0, маска 255.255.0.0
Класс С: 192.0.0.0 — 223.255.255.0, маска 255.255.255.0
Класс D: 224.0.0.0 — 239.255.255.255, маска 255.255.255.255
Класс Е: 240.0.0.0 — 247.255.255.255, маска 255.255.255.255
Теперь о «цвете» IP. IP бывают белые и серые (или публичные и частные). Публичным IP адресом называется IP адрес, который используется для выхода в Интернет. Адреса, используемые в локальных сетях, относят к частным. Частные IP не маршрутизируются в Интернете.
Публичные адреса назначаются публичным веб-серверам для того, чтобы человек смог попасть на этот сервер, вне зависимости от его местоположения, то есть через Интернет. Например, игровые сервера являются публичными, как и сервера Хабра и многих других веб-ресурсов.
Большое отличие частных и публичных IP адресов заключается в том, что используя частный IP адрес мы можем назначить компьютеру любой номер (главное, чтобы не было совпадающих номеров), а с публичными адресами всё не так просто. Выдача публичных адресов контролируется различными организациями.
Допустим, Вы молодой сетевой инженер и хотите дать доступ к своему серверу всем пользователям Интернета. Для этого Вам нужно получить публичный IP адрес. Чтобы его получить Вы обращаетесь к своему интернет провайдеру, и он выдаёт Вам публичный IP адрес, но из рукава он его взять не может, поэтому он обращается к локальному Интернет регистратору (LIR – Local Internet Registry), который выдаёт пачку IP адресов Вашему провайдеру, а провайдер из этой пачки выдаёт Вам один адрес. Локальный Интернет регистратор не может выдать пачку адресов из неоткуда, поэтому он обращается к региональному Интернет регистратору (RIR – Regional Internet Registry). В свою очередь региональный Интернет регистратор обращается к международной некоммерческой организации IANA (Internet Assigned Numbers Authority). Контролирует действие организации IANA компания ICANN (Internet Corporation for Assigned Names and Numbers). Такой сложный процесс необходим для того, чтобы не было путаницы в публичных IP адресах.
Поскольку мы занимаемся созданием локальных вычислительных сетей (LAN — Local Area Network), мы будем пользоваться именно частными IP адресами. Для работы с ними необходимо понимать какие адреса частные, а какие нет. В таблице ниже приведены частные IP адреса, которыми мы и будем пользоваться при построении сетей.
Из вышесказанного делаем вывод, что пользоваться при создании локальной сеть следует адресами из диапазона в таблице. При использовании любых других адресов сетей, как например, 20.*.*.* или 30.*.*.* (для примера взял именно эти адреса, так как они использовались в лабе), будут большие проблемы с настройкой реальной сети.
Из таблицы частных IP адресов вы можете увидеть третий столбец, в котором написана маска подсети. Маска подсети — битовая маска, определяющая, какая часть IP-адреса узла сети относится к адресу сети, а какая — к адресу самого узла в этой сети.
У всех IP адресов есть две части сеть и узел.
Сеть – это та часть IP, которая не меняется во всей сети и все адреса устройств начинаются именно с номера сети.
Узел – это изменяющаяся часть IP. Каждое устройство имеет свой уникальный адрес в сети, он называется узлом.
Маску принято записывать двумя способами: префиксным и десятичным. Например, маска частной подсети A выглядит в десятичной записи как 255.0.0.0, но не всегда удобно пользоваться десятичной записью при составлении схемы сети. Легче записать маску как префикс, то есть /8.
Так как маска формируется добавлением слева единицы с первого октета и никак иначе, но для распознания маски нам достаточно знать количество выставленных единиц.
Таблица масок подсети
Высчитаем сколько устройств (в IP адресах — узлов) может быть в сети, где у одного компьютера адрес 172.16.13.98 /24.
172.16.13.0 – адрес сети
172.16.13.1 – адрес первого устройства в сети
172.16.13.254 – адрес последнего устройства в сети
172.16.13.255 – широковещательный IP адрес
172.16.14.0 – адрес следующей сети
Итого 254 устройства в сети
Теперь вычислим сколько устройств может быть в сети, где у одного компьютера адрес 172.16.13.98 /16.
172.16.0.0 – адрес сети
172.16.0.1 – адрес первого устройства в сети
172.16.255.254 – адрес последнего устройства в сети
172.16.255.255 – широковещательный IP адрес
172.17.0.0 – адрес следующей сети
Итого 65534 устройства в сети
В первом случае у нас получилось 254 устройства, во втором 65534, а мы заменили только номер маски.
Посмотреть различные варианты работы с масками вы можете в любом калькуляторе IP. Я рекомендую этот.
До того, как была придумана технология масок подсетей (VLSM – Variable Langhe Subnet Mask), использовались классовые сети, о которых мы говорили ранее.
Теперь стоит сказать о таких IP адресах, которые задействованы под определённые нужды.
Адрес 127.0.0.0 – 127.255.255.255 (loopback – петля на себя). Данная сеть нужна для диагностики.
169.254.0.0 – 169.254.255.255 (APIPA – Automatic Private IP Addressing). Механизм «придумывания» IP адреса. Служба APIPA генерирует IP адреса для начала работы с сетью.
Теперь, когда я объяснил тему IP, становиться ясно почему сеть, представленная в лабе, не будет работать без проблем. Этого стоит избежать, поэтому исправьте ошибки исходя из информации в этой статье.
60. Типы адресов в сети Internet. Сетевые адреса.
IP-адрес – состоит (Version 4) из 4 байтов; используются на сетевом уровне. Пример IP: 193.125.5.65. IP-адрес назначается администратором во время конфигурирования компьютеров и роутеров (маршрутизаторов). IP-адрес состоит из двух частей. Первая часть определяет номер сети, вторая часть определяет номер узла в соответствующей сети. Граница может перемещаться в зависимости от класса сети. IP-адреса в сети, которая должна работать как составная часть INTERNET, назначаются по рекомендации специального подразделения INTERNET – NIC (Network Information Center). Обычно провайдеры услуг INTERNET получают диапазоны адресов у подразделений NIC, а затем распределяют их между своими клиентами.
IP-адрес назначается независимо от локального (физического) адреса узла.
Деление IP-адреса на поле номера сети и номера узла в сети гибкое и граница между этими полями может устанавливаться относительно произвольно (концепция подсетей).
Узел может входить в несколько IP-сетей. В этом случае узел должен иметь несколько IP-адресов по числу сетевых связей, и, таким образом, IP-адрес характеризует не отдельный компьютер или роутер, а одно сетевое соединение.
61. Типы адресов в сети Internet. Символьные адреса.
Символьный адрес. Этот адрес назначается администратором и состоит из нескольких частей: название компьютера, название организации, города, страны.
Пример: fpm2.ami.nstu.ru
tom.interface.nsk.su
Этот адрес называется DNS-именем и используется на прикладном уровне, т.к. проще запомнить символьное имя, чем цифровое.
62. Классы ip –адресов. Краткая характеристика.
Всего существует 5 классов IP-адресов: A,B,C,D,E, но основными являются первые три.
IP-адрес состоит из двух логических частей: номера сети и номера узла. Какая часть адреса относится к номеру сети, а какая – к номеру узла, определяется значениями первых трёх битов адреса.
П ервый бит – 0, далее – номер сети, номер узла в сети.
Если адрес начинается с двоичного нуля, то сеть относится к классу А, номер сети занимает 1 байт, остальные 3 байта интерпретируются как номер узла в сети. Сети класса А имеют номера в диапазоне 1÷126 (0 не используется), номер 127 зарезервирован. Максимальное число узлов в сети класса А не может превышать величины 16777216 ( ).
Класс B:
П ервое двоичное число – 1, второе – 0. Первые 2 байта определяют номер сети, следующие 2 – номер узла в сети.
Диапазон адресов в сети класса B: 128.0.0.0-191.255.255.255. Максимальное количество узлов в сети класса B не может превышать 65536 ( ).
Класс C:
Е сли адрес начинается с последовательности 110, то это сеть класса C. Под адрес сети отводится 3 байта, под номер компьютера – 1 байт. Сеть класса C имеет номера в диапазоне 192.0.0.0-223.255.255.255. Количество узлов в сети класса C не превышает 256 ( .
Класс D:
П ервые 4 цифры 1110. Деления на номер сети и номер узла нет. Адрес является адресом группы Multicast, обозначает особый групповой адрес. Если в пакете в качестве адреса назначения указать адрес класса D, то такой пакет должны получить все узлы, которым присвоен данный адрес. Диапазон адресов: 224.0.0.0-239.255.225.255.
Класс E:
В начале стоит комбинация 11110; зарезервирован (в настоящий момент не используется). Диапазон: 240.0.0.0-247.255.255.255.
Виды IP адресов
Работая в сети интернет, вам наверняка часто приходится слышать такие понятия, как внешний и внутренний IP-адрес, статический и динамический IP, частный и публичный IP-адрес, серый и белый IP. Во всех этих терминах вполне реально запутаться. Сегодня я постараюсь помочь вам разобраться во всей этой сетевой терминологии.
IP-адреса разделяются на четыре типа:
1. Внутренний (он же частный, локальный, “серый”) IP
2. Внешний (он же публичный, глобальный, “белый”) IP
Внутренние (частные) IP-адреса не используются в сети интернет. К внутренним относятся адреса, используемые в локальных сетях. Доступ к внутреннему IP-адресу можно получить лишь в пределах локальной подсети.
К частным адресам относятся IP-адреса, значения которых лежат в следующих диапазонах:
Это зарезервированные для локальных сетей IP-адреса.
Внешние (публичные) IP-адреса используются в сети интернет. Публичным IP-адресом называется IP-адрес, под которым вас видят устройства в интернете, и он является уникальным во всей сети интернет. Доступ к устройству с публичным IP-адресом можно получить из любой точки глобальной сети.
В связи с тем, что публичных адресов существует ограниченное количество, то прибегают к трансляции сетевых адресов из частных в публичные (по технологии NAT). Для этого используются маршрутизаторы, которые позволяют нескольким пользователям (с внутренними IP-адресами) одновременно иметь доступ в интернет через один публичный IP-адрес, предоставляемый провайдером. Как правило, для домашних пользователей предоставляется один публичный IP-адрес на всю локальную сеть.
Таким образом, при выходе в сеть интернет внутренний адрес преобразуется по технологии NAT в публичный. В итоге пользователь с адресом локальной сети видит интернет, но интернет не видит компьютер пользователя (вместо него он видит адрес шлюза с NAT).
IP-адрес называют статическим (постоянным, неизменяемым), если он назначается пользователем в настройках устройства, либо назначается автоматически при подключении устройства к сети и не может быть присвоен другому устройству.
IP-адрес называют динамическим (непостоянным, изменяемым), если он назначается автоматически при подключении устройства к сети и используется в течение ограниченного промежутка времени, указанного в сервисе назначавшего IP-адрес (DHCP).
Если вам нужно изменить ваш IP-адрес, вы можете попробовать антидетект браузер, как AdsPower, Linken Sphere и Multilogin.