Анатомия IP адресов

Перед погружением в изучение организации подсетей, мы должны усвоить основы IP-адресов.

IP адреса характеризуют сетевые соединения, а НЕ компьютеры!

Прежде всего, выясним основную причину недоразумения - IP адреса не назначаются на компьютеры. IP адреса назначены на сетевые интерфейсы на компьютерах.

А что стоит за этим?

На настоящий момент, много (если не большинство) компьютеров в IP-сети обладают единственным сетевым интерфейсом (и имеют, как следствие, единственный IP адрес). Компьютеры (и другие устройства) могут иметь несколько (если не много) сетевых интерфейсов - и каждый интерфейс будет иметь свой IP адрес.

Так, устройство с 6 работающими интерфейсами (например, маршрутизатор) будет иметь 6 IP адресов - по одному на каждую сеть, с которой он соединен.

Несмотря на это, большинство людей ссылаются на адреса машин, когда это касается IP адреса. Только помните, что это упрощенная форма для IP-адреса конкретного устройства на этом компьютере. Много (если не большая часть) устройств в Internet имеет только один интерфейс и, таким образом, единственный IP адрес.

IP-адреса как "четверка чисел разделенные точками"

В текущей (IPv4) реализации IP адресов, IP адрес состоит из 4-х (8-битовых) байтов - он представляет из себя 32 бита доступной информации. Это приводит к числам, которые являются довольно большими (даже когда написано в представлении десятичных чисел). Поэтому для удобства (и по организационным причинам) IP адреса обычно записываются в виде четырех чисел, разделенных точками. IP адрес

	192.168.1.24

- пример этого - 4 (десятичных) числа разделенные (.) точками.

Поскольку каждое из этих чисел - десятичное представление байта (8 бит), каждое из них может принимать значения из диапазона от 0 до 255 (всего 256 уникальных значений, включая ноль).

Кроме того, часть IP-адреса компьютера определяет сеть, в которой находится данный компьютер, оставшиеся 'биты' IP адреса определяют непосредственно компьютер (опс - сетевой интерфейс). Биты IP адреса определяют, к какому 'классу' относится сеть.

Классы сетей

Имеются три класса IP адресов

• IP адрес сети класса A использует крайние левые 8 битов (первый байт) для идентификации сети, оставшиеся 24 бита (три байта) идентифицируют сетевые интерфейсы компьютера в сети. Адреса класса A всегда имеют крайний левый бит, равный нулю - поэтому первый байт адреса принимает значения от 0 до 127. Так доступно максимум 128 номеров для сетей класса A, с каждым, содержащим до 33,554,430 возможных интерфейсов. Однако, сети 0.0.0.0 (известный как заданный по умолчанию маршрут) и 127.0.0.0 (зарезервированы для организации обратной связи (loopback)) имеют специальные предназначения и не доступны для использования, чтобы идентифицировать сети. Соответственно, могут существовать только 126 номеров для сети класса A.

• IP адрес сети класса B использует крайние левые 16 битов (первые 2 байта) для идентификации сети, оставшиеся 16 бит идентифицируют сетевые интерфейсы компьютера в сети. Адреса класса B всегда имеют крайние левые два бита, установленные в 1 0. Сети класса B имеют диапазон от 128 до 191 для первого байта, каждая сеть может содержать до 32,766 возможных интерфейсов.

• IP адрес сети класса C использует крайние левые 24 бита для идентификации сети, оставшиеся 8 бит идентифицируют сетевые интерфейсы компьютера в сети. Адрес сети класса C всегда имеет крайние левые 3 бита, установленные в 1 1 0 или диапазон от 192 до 255 для крайнего левого байта. Имеется, таким образом, 4,194,303 номеров, доступных для идентификации сети класса C, каждая может содержать до 254 сетевых интерфейса. (однако, сети класса C с первым байтом, большим, чем 223, зарезервированы и недоступны для использования).

Резюме:

Класс сети   Пригодный для использования диапазон
                A                 1 - 126
                B               128 - 191
                C               192 - 254

Имеются также специальные адреса, которые зарезервированы для 'несвязанных' сетей - которые является сетями, использующими IP, но не связаны с Internet, Эти адреса:

• Одна сеть класса A 10.0.0.0

• 16 сетей класса B 172.16.0.0 - 172.31.0.0

• 256 сетей класса C 192.168.0.0 - 192.168.255.0

Вы заметите, что в данном документе используются именно эти сочетания для того, чтобы не пересечься с "настоящими" сетями и машинами.

Сетевые адреса, адреса интерфейсов и широковещательные адреса

IP адреса могут иметь три возможных значения:

• адрес IP сети (группа IP устройств, совместно использующих доступ к среде передачи - все находятся на том же самом сегменте Ethernet). Если в поле номера сети биты установлены в 0, то по умолчанию считается, что этот узел принадлежит той же самой сети, что и узел, с которого отправлен пакет;

• широковещательный адрес IP сети (сообщение с таким адресом назначения должно рассылаться всем узлам, находящимся в той же сети, что и источник этого пакета). Все разряды IP адреса установлены в 1.

• адрес интерфейса (типа платы Ethernet или PPP интерфейс на компьютере, маршрутизаторе, сервере печати и т.д.).Эти адреса могут иметь любое значение в битах поля узла, исключая все нули или все единицы, т.к. если будут все нули - адрес сети, все единицы - широковещательный адрес.

Резюме:

Для сети класса A...
(один байт - поле сети, следующие за ним - номер хоста)

        10.0.0.0 адрес сети класса A, потому что все биты адреса узла равны 0
        10.0.1.0 адрес узла этой сети
        10.255.255.255 широковещательный адрес этой сети, потому что все биты адреса
                       узла равны 1

Для сети класса B...
(два байта - поле сети, следующие за ним - номер хоста)

        172.17.0.0 адрес сети класса B
        172.17.0.1 адрес узла этой сети
        172.17.255.255 широковещательный адрес этой сети

Для сети класса C...
(три байта - поле сети, следующие за ним - номер хоста)

        192.168.3.0 адрес сети класса C
        192.168.3.42 адрес узла этой сети
        192.168.3.255 широковещательный адрес этой сети

Почти все сетевые адреса, остающиеся доступными для распределения в настоящее время - адреса класса C.

Сетевая маска

Сетевая маска более правильно называется маской подсети. Однако, это, вообще, упоминается как сетевая маска.

Сетевая маска и ее значения показывают, как IP адреса интерпретируются локально на сегменте сети, поскольку это определяет то, как происходит организация подсетей.

Стандартная маска (под-) сети - содержит единицы в разрядах поля сети и нули в остальных разрядах. Это означает, что стандартные сетевые маски для трех классов сетей выглядят так:

• маска для сети класса А: 255.0.0.0

• маска для сети класса B: 255.255.0.0

• маска для сети класса C: 255.255.255.0

Есть две важные вещи относительно сетевой маски, которые нужно помнить:

• Сетевая маска воздействует только локально (где локальный означает - на этом специфическом сетевом сегменте);

• Сетевая маска - это не IP адрес - она используется для того, чтобы изменить интерпретацию локальных IP адресов.