IP-адреса. Использование масок в IP-адресах.

IP-адрес (= Internet Protocol Address) — это уникальный сетевой адрес узла в компьютерной сети, построенной по протоколу IP. В сетиИнтернет требуется глобальная уникальность адреса; в случае работы в локальной сети требуется уникальность адреса в пределах сети. В версии протокола IPv4 IP-адрес имеет длину 4 байта.

Классы IP адресов: A, B, C, D, E.

Если первый бит ip адреса подсети начинается с 0, то это класс А. если два первых бита равны 10, то это класс В и под адрес сети выделяется 15 бит и под адрес узла 16. если три первые бита 1 1 0, то это класс С. Здесь под адрес сети 21 бит, под адрес узла 8 бит. Если байт начинается 1 1 1 0, класс D. Остальные 28 битов образуют групповой адрес. Если в пакете стоит такой адрес, то этот пакет должен быть доставлен сразу нескольким узлам.

Основное назначение групповой адресации:

Распространение информации по модели: 1 источник – множество приемников. Для осуществления такой передачи используется протокол IGMP. Класс Е: начинается с комбинации 11110. адреса такого класса зарезервированы.

Содержимое первого байта IP адреса:

Класс А: 0 – 127, Класс В: 128 – 191, класс С: 192 – 223, класс D: 224 – 239, класс Е: 240 – 247.

Классы А, В и С предназначены для однонаправленной адресации, однако каждому классу соответствует свой размер сети. Класс А используется для самых крупных сетей, насчитывающих до 16 777 216 узлов. Класс В – это формат однонаправленной адресации для сетей среднего размера, содержащих до 65 536 узлов. Адреса класса С применяются в небольших сетях с однонаправленными коммуникациями и количеством хостов, не превышающем 254. Адреса класса D не связаны с размером сети, они предназначены лишь для групповых рассылок. Четыре байта адреса используются для указания группы адресов, которым предназначены широковещательные пакеты. Эта группа содержит узлы, являющиеся подписчиками таких пакетов. Адреса класса D выбираются из диапазона значений от 224.0.0.0 до 239.255.255.255. Пятый класс адресов, класс Е, используется для исследовательских задач и в первом байте содержит значения от 240 до 255.

Помимо классов, существуют некоторые IP-адреса специального назначения (например, адрес 255.255.255.255, который представляет собой широковещательный пакет, посылаемый всем узлам сети). Пакеты, имеющие в первом байте значение 127, используются для тестирования сети. Чтобы указать всю сеть, задается только идентификатор сети, а другие байты содержат нули.

Маска – это четырехбайтовое число, которое используется совместно с IP адресом и позволяет гибко устанавливать границы между адресом сети и адресом узла. В тех разрядах, которые соответствуют адресу сети содержится 1.

Роль маски подсети

Адреса TCP/IP требуют указания маски подсети, которая используется для Решения двух задач: для обозначения используемого класса адресов и для деления сети на подсети при управлении сетевым трафиком. Маска подсети позволяет прикладной программе определить, какая часть адреса является идентификатором сети, а какая соответствует идентификатору хоста. Например, Маска для сети класса А имеет единицы во всех разрядах первого байта и нули – в остальных байтах, т. е. 11111111.00000000.00000000.00000000 (255.0.0.0 в Десятичном представлении). В этом случае единицы указывают на разряды Идентификатора сети (подсети), а нули – на разряды идентификатора хоста.

Маски при бесклассовой маршрутизации (CIDR)

Маски подсети являются основой метода бесклассовой маршрутизации (CIDR). При этом подходе маску подсети записывают вместе с IP-адресом в формате «IP-адрес/количество единичных бит в маске». Число после слэша означает количество единичных разрядов в маске подсети.

Рассмотрим пример записи диапазона IP-адресов в виде 10.96.0.0/11. В этом случае маска подсети будет иметь двоичный вид 11111111 11100000 00000000 00000000, или то же самое в десятичном виде: 255.224.0.0. 11 разрядов IP-адреса отводятся под адрес сети, а остальные 32 — 11 = 21 разряд полного адреса (11111111 11100000 00000000 00000000) — под локальный адрес в этой сети. Итого, 10.96.0.0/11 означает диапазон адресов от 10.96.0.0 до 10.127.255.255.

Протокол TCP.

Этот протокол занимается предварительным установлением соединения. Он организует надежное сквозное соединение на прикладном уровне. Каждому прикладному процессу ставится в соответствии номер порта. Этот номер идентифицирует процесс. Узел однозначно идентифицируется IP адресом. Для установления соединения формируется специальный сегмент, в котором содержится socket. Принимающий узел отправляет подтверждающий пакет. Во время установления соединения стороны договариваются о размерах сегмента, о максимальном и начальном объеме данных, которые разрешено передать без установления подтверждения. Каждый сегмент или подтверждается, если он передается или игнорируется.

Протоколов много, отмечаем только 2 основных протокола стека: TCP и IP

Стек протокола был создан в 1974 году по заказу мин обороны США

 

I Протокол – это правило взаимодействия двух одноимен уровней на смежных концах. В TCP/IP очень хорошо развиты первые 2 уровня: физический и канальный уровни.

II Протокол IP является основным протоколом второго уровня и стека TCP/IP в целом. Он не гарантирует надежную доставку данных. Его основная задача – выбор наилучшего маршрута и протокол IP перекидывает это на RIP и OSPF протоколы (тоже 2 уровень), а так же реализован дейтаграммный способ передачи. На 2 уровне так же работает ICMP протокол.

III На транспортном уровне основной протокол – TCP, протокол управления передачей. Основная функция – это надежность, правильность доставки данных. UDF – второй протокол уровня, User Datagramm Protocol, протокол управления пользовательскими дейтаграммами, данными – каждый пакет передается независимо, UDF не гарантирует надежную доставку данных, т.к. не устанавливается связь заранее. Протокол TCP устанавливает предварительное соединение, для чего формируется сегмент-запрос, в котором содержится номер соответствующего сокета. Протокол UDF передает данные не критичной надежности.

IV – прикладной уровень Он объединяет в себе 3 из 7 уровней модели OSI: сеансовый, представительский, прикладной. Он объединяет в себе все услуги, службы, предлагаемые пользователю.

Telnet –это протокол удаленного доступа, имитация терминала – обеспечивает дистанционное подключение пользователя за неинтеллектуальным терминалом.

FTP – file transfer protocol - протокол передачи файлов – используется с TCP

TFTP – Trivial FTP – тривиальный протокол передачи данных, простой – для передачи некритичных данных, используется с UDF

SMTP – Simple Mail Transfer Protocol – протокол передачи электронной почты

POP3 – Post Office Protocol – почтовый протокол офиса, 3 – это версия

DNS – Domain Name System – протокол доменных имен, сопоставление символов с IP-адресами

HTTP – Hyper Text Transfer Protocol – протокол передачи гипертекста

Kerberos – протокол защиты информации в сетях, распредел и распознав паролей и ключей в сети.

Протокол TCP

Сокет – совокупность номера порта и его IP адреса

Протокол транспортного уровня используется для установления соединения между двумя прикладными процессами. Чтобы установить соединение между двумя прикладными уровнями используются средства протокола TCP. Протокол TCP предварительно устанавливает соединение, для этого формируется сегмент-запрос, в котором содержится номер сокета (IP адрес и номер порта), и сокет того узла, с которым устанавливается соединение. Ответчик подтверждает ответ аналогичным сокетом. С помощью двух таких пакетов можно однозначно идентифицировать соединение. Эта процедура называется созданием предварительного логического соединения.

Во время установления соединения стороны договариваются:

· размере передаваемых сегментов,

· максимальном и начальном объеме данных, которые разрешено передавать без установления соединения (без подтверждения), т.е. размере окна.

High-Level Data Link Control (HDLC) — бит-ориентированный^[1] протокол канального уровня сетевой модели OSI, разработанный ISO, может быть использован в соединениях с множественным доступом, но в настоящее время в основном используется в соединениях точка-точка с использованием асинхронного сбалансированного режима (ABM).