Лабораторная работа № 6 «Изучение протокола IP»

ОБЩИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ

1.1 Цель работы: знакомство со структурой протокола IP

1.2 В результате выполнения лабораторной работы студент должен знать:

o Назначение протокола IP;

o Поклассовый метод IP-адресации

o Компоненты IP-адреса

o Классы IP-адресов

1.3Используемые программно-технические средства:

Персональная ЭВМ стандартной конфигурации; операционная система Windows, Microsoft Office Word.

1.4В процессе выполнения лабораторной работы студент должен:

o Ознакомится с теоретическим материалом.

o Подготовить отчет по лабораторной работе.

o Отчитаться по исполненному заданию.

1.5 Указания по оформлению отчета:

Отчет должен содержать: титульный лист, цель работы; ответы на контрольные вопросы; выводы.

Указания по сдаче зачета преподавателю

Для сдачи зачета необходимо:

1) предъявить отчет;

2) ответить на контрольные вопросы.

 

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

Изучение IP-адресации

Основным назначением протокола IP (Internet Protocol) является добавление информации об адресе в пакеты данных и маршрутизация их по сети к месту назначения. Чтобы понять, каким образом протокол IP справляется с этой задачей, необходимо изучить методы определения промежуточного и конечного адресов назначения пакета данных.

Для определения местоположения узла назначения относительно исходного компьютера IP-адреса организованы в классы. Такая система носит название поклассового метода IP-адресации. IP-адреса должны быть назначены всем компьютерам в сети. Сегменты сети, соединенные маршрутизаторами, называются подсетями. Разбиение сети на подсети для назначения IP-адресов называется выделением подсетей.

Планирование IP-адресации и назначение IP-адресов для каждого компьютера осуществляется с помощью средств, предоставляемых операционной системой, на основании правил, определяемых поклассовым методом IP-адресации.

Слово узел часто используется для обозначения любого устройства в сети, которое передает и принимает данные, используя IP-адрес. Все компьютеры, принтеры и маршрутизаторы в сети TCP/IP являются узлами и для взаимодействия в сети должны иметь по крайней мере один IP-адрес.

Поклассовый метод IP-адресации

Поклассовый метод IP-адресации предполагает использование трех классов, назначаемых компьютерам. Класс IP-адресов определяется размером и типом сети.

IP-адреса

IP-адрес является уникальным идентификатором, который позволяет различать компьютеры в сети, а также определять их местонахождение. IP-адрес необходим для каждого компьютера и компонента сети (такого как маршрутизатор), осуществляющего связь по протоколу TCP/IP.

IP-адрес определяет местоположение компьютера в сети подобно тому, как почтовый адрес определяет дом в городе. Адрес конкретного дома должен отличаться от всех остальных адресов и в то же время соответствовать определенным правилам адресации. Точно так же и IP-адрес, являясь уникальным, должен соответствовать стандартному формату. IP-адрес представляет собой набор из четырех чисел, каждое из которых находится в диапазоне от 0 до 255.

Компоненты IP-адреса

Аналогично тому, как адрес дома состоит из двух частей (почтового адреса и почтового индекса), IP-адрес содержит два компонента – идентификатор сети и идентификатор узла.

Идентификатор сети

Первой частью IP-адреса является идентификатор сети, определяющий тот сегмент, в котором находится компьютер. Все компоненты одного сегмента должны иметь один и тот же идентификатор сети – как дома в одной почтовой зоне имеют одинаковый почтовый индекс.

Идентификатор узла

Второй частью IP-адреса является идентификатор узла, определяющий компьютер, маршрутизатор или другое устройство в сегменте. В пределах одного идентификатора сети каждый идентификатор узла должен быть уникальным – как все дома в пределах одной почтовой зоны должны иметь разные адреса.

Важно отметить, что аналогично тому, как два дома в разных почтовых зонах могут иметь одинаковые адреса, два компьютера с разными идентификаторами сети могут иметь одинаковые идентификаторы узла. Однако комбинация идентификатора сети и идентификатора узла для каждого из компьютеров, взаимодействующих друг с другом, должна быть уникальной.

Классы IP-адресов

Классы адресов используются для назначения сетевых идентификаторов организациям, что делает возможным подключение их компьютеров к Интернету. Кроме того, классы адресов используются для определения точки раздела между идентификатором сети и идентификатором узла (рис.1). Организации назначается блок IP-адресов, ссылка на которые осуществляется через идентификатор сети адресата. Размер этого блока зависит от размера организации. Например, организации, имеющей 200 узлов, назначается сетевой идентификатор класса С, а организации, имеющей 20000 узлов, – идентификатор класса В.

Рис. 1. Классы IP-адресов

Класс А

Адреса класса А присваиваются сетям с очень большим числом узлов. Этот класс допускает наличие 126 сетей, поскольку в качестве идентификатора сети используется первое число в IP-адресе. Остальные три числа образуют идентификатор узла, что обеспечивает поддержку 16777214 узлов на сеть.

Класс В

Адреса класса В присваиваются средним и крупным сетям. Этот класс допускает наличие 16384 сетей, поскольку в качестве идентификатора сети используются первые два числа. Остальные два числа образуют идентификатор узла, что обеспечивает поддержку 65534 узлов на сеть.

Класс С

Адреса класса С используются для небольших, локальных сетей. Этот класс допускает наличие примерно 2097152 сетей, поскольку ч качестве идентификатора сети используются первые три числа в IP-адресе. Оставшееся число используется как идентификатор узла, что обеспечивает поддержку 254 узлов на сеть.

Классы D и E

Классы D и E не назначаются узлам. Адреса класса D используются для многоадресной рассылки, а адреса класса Е зарезервированы на будущее.

Определение класса адреса

Поклассовый метод IP-адресации определен структурой IP-адреса и позволяет различить идентификаторы сети и идентификаторы узла, используя упорядоченную систему. IP-адрес может быть представлен как w.x.y.z, где w, x, y и z – числа в диапазоне от 0 до 255. IP-адреса разделяются на пять классов по значению первого числа – w в числовом представлении. Это иллюстрирует следующая таблица.

Класс IP-адреса	IP-адрес	Идентификатор сети	Диапазон значений w
A	w.x.y.z	w.0.0.0	1-126*
B	w.x.y.z	w.x.0.0	128-191
C	w.x.y.z	w.x..y.0	192-223
D	w.x.y.z	Не существует	224-239
E	w.x.y.z	Не существует	240-255

^*Идентификатор сети 127.0.0.0 зарезервирован для тестовых подключений.