Ізольовані (приватні) мережі TCP/IP

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 3

    Тема: IP-адресація

    Основні поняття:ІР-адреса, маска під мережі, шлюз, DNS, статистична та динамічна ІР-адреси.

    Мета роботи:Одержати та засвоїти базові навички з ІР-адресацією. Розглянути схему адресації вузлів в ІР-мережах. Отримати уявлення про порядок вирішення адрес, які використовуються на різних рівнях стека TCP / IP. Вміти визначати класи мережі для визначеної ІР-адреси, маску під мережі, адресу в точково-двійковій нотації, маску підмережі в точково-десятковій нотації.

IP-адреси

Кожен вузол TCP/IP ідентифікується логічною IP-адресою. Ці адреси унікальні для кожного з вузлів, що спілкуються за протоколом TCP/IP. Кожен 32-бітна IP-адреса ідентифікує місцезнаходження вузла в мережі точно так само, як звичайний адреса позначає будинок на вулиці міста.

Аналогічно звичайній адресі, що складається з двох основних частин (назви вулиці і номера будинку), IP-адреса також має дві частини − код (ідентифікатор) мережі та код (ідентифікатор) вузла.

Код мережі, також званий адресою мережі, позначає один мережевий сегмент більш великої об'єднаної мережі (мережі мереж), що використовує протокол TCP/IP. IP-адреси всіх систем, підключених до однієї мережі, мають один той самий код мережі. Цей код також використовується для унікального позначення кожної мережі в більш великої об'єднаної мережі.

Код вузла, також званий адресою вузла, ідентифікує вузол TCP/IP (робочу станцію, сервер, маршрутизатор або інший TCP/IP − пристрій) в межах однієї мережі. Код вузла унікальним чином позначає систему в тому сегменті мережі, до якої вона підключена.

Ось приклад 32−бітної IP-адреси: 10000011 01101011 00010000 11001000.

Для полегшення сприйняття людиною IP-адреси записуються в точково-десятковій нотації. 32-бітна IP-адреса ділиться на чотири 8-бітних октети. Октети представляються в десятковій системі числення (системі з основою 10) і розділяються крапками. Таким чином вищенаведений приклад IP-адреси в точково-десятковій нотації виглядає так: 131.107.16.200.

На наступному рис. 1 показаний приклад IP-адреси (131.107.16.200), розділеної на код мережі і код вузла. Частина, що відповідає коду мережі (131.107), в даному випадку визначається першими двома октетами IP-адреси. Частина, що задає код вузла (16.200), позначається останніми двома октетами IP-адреси.

Рисунок 1 – Структурна схема ІР-адреси

Оскільки IP-адреси служать для ідентифікації пристроїв у мережі, кожному пристрою в мережі має бути призначена унікальна IP-адреса.

Багато комп'ютерів мають тільки один мережевий адаптер, тому їм потрібна лише одна IP-адреса. Якщо ж в комп'ютері встановлено кілька мережних адаптерів, то кожному з них повинна бути призначена своя IP-адреса.

Маршрутизатор мають не менше двох мережевих інтерфейсів.

2 Класи IP−адрес

Спільнота Інтернету визначила п'ять класів IP-адрес. Адреси класів A, B і C можуть призначатися вузлам TCP/IP. Існують також нерозподілені та спеціальні адреси.

Клас адреси задає число біт в адресі, які відводяться під коди мережі і вузла. Тим самим, клас адреси визначає і те, скільки всього може бути мереж даного класу і вузлів в кожній з цих мереж.

У таблиці 1 символи wxyz позначають чотири октети IP-адреси. Ця таблиця показує:

• як значення першого октету (w) будь-якої IP-адреси задає клас цієї адреси;

• як октети адреси даного класу діляться на код мережі і код вузла;

• число можливих мереж даного класу і число вузлів в цих мережах.

Хоча і не існує строгих правил призначення IP-адрес, слід враховувати деякі тонкощі, щоб вибирати коректні ідентифікатори для вузлів і мереж в локальній мережі.

При призначенні IP-адрес необхідно враховувати наступне:

• Ідентифікатор мережі не може дорівнювати 127 (loopback), наприклад, 127.0.0.1. Це значення зарезервовано для локальної заглушки і використовується для діагностики стека TCP / IP з виключенням з петлі мережевої карти, а значить фізичного і канального рівнів моделі ISO−OSI.

• Всі біти ідентифікатора мережі і вузла не можуть дорівнювати нулю, наприклад, 0.0.0.0. Такий ідентифікатор застосовується для позначення даного вузла в даній мережі. MS Windows чомусь вважає такий вузол «невідомим». Інші ОС трактують його правильно.

• Всі біти ідентифікатора мережі і вузла не можуть дорівнювати одиниці, наприклад, 255.255.255.255. Такий ідентифікатор означає всі вузли в даній IP-мережі (локальній).

• Всі біти ідентифікатора вузла не можуть дорівнювати нулю, наприклад, 172.20.0.0. Такий ідентифікатор означає зазначену IP-мережу (локальну або віддалену) і застосовується для посилань на всю IP-мережу в цілому.

• Всі біти ідентифікатора вузла не можуть дорівнювати одиниці (broadcast), наприклад, 172.20.255.255. Такий ідентифікатор означає, що всі вузли у вказаній IP-мережі (локальній або віддаленій) і застосовується для широкомовних повідомлень у зазначеній IP-мережі.

• Всі біти ідентифікатора мережі не можуть дорівнювати нулю, наприклад, 0.0.0.130. Такий ідентифікатор означає конкретний вузол в даній IP-мережі (локальній).

• Адреси починаються з 248 − 254 (Unallocated IP Addresses) вважаються нерозподіленими ні в один з класів і не можуть використовуватися.

• Для взаємодії один з одним всі вузли однієї фізичної мережі повинні мати однаковий ідентифікатор мережі (підмережі);

• Якщо фізична мережа розділена маршрутизатором, то вона розбита на підмережі і для кожної потрібен свій ідентифікатор мережі (підмережі);

• Кожен ідентифікатор вузла повинен бути унікальний для відповідного ідентифікатора мережі (підмережі).

Таблиця 1 -Класи IP−адрес

Ізольовані (приватні) мережі TCP/IP

При підключенні до Internet необхідно отримати ідентифікатор мережі від організації Internet Network Information Center, InterNIC (http://internic.net), або отримати підмережу у провайдера Internet.

Для приватних TCP/IP-мереж, які ніяк не підключені до Інтернету, можна використовувати будь допустимий діапазон IP-адрес класів A, B або C.

Якщо у вас немає виходу в Internet, то ви вільні використовувати будь-які коректні IP-адреси, але настійно рекомендується використовувати спеціально виділені діапазони адрес.

Для приватних TCP/IP−мереж, які підключені до Інтернету не безпосередньо, а за допомогою перетворювача мережевих адрес (NAT) або шлюзу рівня додатки, наприклад проксі-сервера, рекомендується використовувати приватні IP-адреси.

Простір IP-адрес, призначених для використання в ізольованих мережах визначено в RFC1918 − Address Allocation for Private Internets, February 1996. Ці діапазони адрес зарезервовані організацією IANA (Internet Assigned Numbers Authority) для приватних TCP/IP-мереж і не використовуються в Інтернеті.

Таблиця 2 -Частина IP−адреси

Зазвичай з міркувань безпеки не рекомендується підключати безпосередньо до Інтернету велику кількість систем TCP/IP з локальної мережі, потрібно використовувати NAT. Для будь-яких вузлів локальної мережі, що підключаються до Інтернету, необхідно отримати у постачальника послуг Інтернету зареєстровані загальні (не приватні) IP-адреси.