Системы адресации в стеке ТСР/IP.

Используются 3 типа адресов: локальные, числовые и символьные.

Первые 2 типа используются программами и аппаратными средствами. Третий – пользователями.

Локальные адреса – это адреса, которые используются в базовой технологии подсетей для доставки данных в своих пределах. Между локальным и IP адресом нет функциональной связи и зависимости, но соответствие должно быть. Для этих целей применяется протокол ARP. Он нужен для того, чтобы узнать МАС по IP адресу

Маршрутизаторы содержат ARP таблицы – соответствие IP-МАС. Если внешняя станция запрашивает компьютер, для которого нет в таблице соответствия, то формируется ARP запрос на поиск соответствия. Та станция, которая в запросе узнает свой адрес формирует ARP ответ со своим МАС. В это время ожидающий пакет для передачи чаще всего уничтожается. Через некоторое время в эту подсеть опять присылается этот пакет, но к этому времени уже в ARP таблице есть соответствие.В стеке TCP/IP локальный адрес – это тот, который используется базовой технологией подсети, который служит для доставки данных в своих пределах.

MAC-адрес – это локальный адрес сетевого адаптера.

Между локальным адресом и IP-адресом нет никакой функциональной (алгоритмической) связи, но имеется взаимооднозначное соответствие. Зная IP-адрес можно определить локальный адрес (используя протокол ARP – address resolution protocol). Зная локальный адрес можно определить IP-адрес (RARP – reverse ARP). ARP-протокол формирует ARP-запрос и ARP-адрес, для которого формируется IP-адрес, т.е. Этот запрос отправляется в локальную сеть (отправка широковещательная). И станция, которая узнает свой IP-адрес, формирует ARP-ответ, в котором указывается искомый локальный адрес и в ARP-таблице появляется соответствие IP-адреса локальному адресу. В это время IP-пакет уничтожается (очень редко остается в буфере). Сама ARP-таблица появляется в маршрутизаторе, и этот маршрутизатор посылает отправителю сообщение, что пакет уже передан и посылает он его по протоколу ICPM – Internet Control Message Protocol. С помощью этого же протокола отправитель посылает сообщение, после чего пакет посылается заново. В глобальных сетях предусмотрены ARP сервера

Символьные имена – есть имена по географическому расположению (.ru), и по организациям (com,org,net). Соответствие между символьными и IP устанавливает DNS служба. DNS – это служба основана на распределенной базе, отображения типа доменное имя – IP адрес. Данная служба работает по принципу клиент-сервер

 

147.35.27.80

10001101.00100011.00011011.01010000

Адрес подсети: 141.35.0.0 Адрес узла: 0.0.27.80

Для каждого домена создается свой ДНС-сервер, в котором хранится отображение типа (Доменное имя – IP-адрес), и для всех узлов, которые находятся на нижележащих уровнях. Кроме того, создаются ссылки на ДНС-сервера нижележащих уровней.

Пользователь может задать адрес + протокол, например HTTP – hyper text transfer protocol,

В ДНС-службе используется технология бесклассовой междоменной адресации. Технология CIDR – classes Inter-Domain Routing

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. 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.

Числовые адреса обычно называют IP адресами. Размер 4 байта.

Н-р: 141.35.27.80 (141.35-адрес subnet, 27.80-адрес узла).

Основной вид адресов – это 4х-байтовый адрес, каждый из которых хранится в виде десятичного числа, разделенные точками. Граница между адресами подсети и узла зависит от класса

Различают следующие классы IP-адресов:

A, B, C, D, E – классовая система адресации.

Класс A

адрес сети (8 бит)

адрес хоста (24 бита)

 

Класс B

адрес сети (16 бит)

адрес хоста (16 бит)

 

Класс C

адрес сети (24 бит)

адрес хоста (8 бит)

 

Класс D

Адрес многоадресной рассылки

 

Класс E

1111[1]

Зарезервировано

 

Особые IP-адреса

[ IP-адрес] = 0 = 0.0.0.0- такой адрес не используется

[ IP-адрес] = 1 = 255.255.255.255 – нет соответствующего разделения на адреса сети и узлов, пакет с таким адресом передается всем узлам той же сети, которой принадлежит источник – ограниченная широковещательная передача (в рамках одной подсети)

[Адрес сети] = 0 - адреса такого пакета предполагаемо принадлежат одной и той же сети.

[Адрес узла] = 1 – такой пакет будет передан всем узлам той подсети, адрес которой указан в IP-пакете – широковещательная неограниченная передача

Особый смысл имеет IP-адрес, у которого первой содержимое – 127 – loopback – он используется для передачи данных самому себе, имитируя таким образом работу в сети – используется для тестирования работы всех уровней стека

Некоторые IP-адреса зарезервированы для локального использования, например в класса А: 10.0.0.0, 172.16.0.0 – 172.31.0.0, 192.168.0.0 – 192.168.255.0 – 256 адресов

Маска – это 4х байтовое число, которое используется в паре с IP-адресом и позволяет гибко устанавливать границу между адресами сетей и узлов.

Протокол IP.

Локальная сеть может состоять из нескольких подсетей. Глобальная сеть может быть образована из множества самостоятельных сетей (например, SONET, X.25, ISDN и др.). Internet Protocol (IP) позволяет передавать пакет в различные подсети локальной сети и разные сети, входящие в глобальную сеть, при соблюдении единственного требования: эти сети должны использовать транспортные механизмы, совместимые со стеком TCP/IP. Такие сети могут соответствовать следующим стандартам: Ethernet; Token Ring; X.25; FDDI; ISDN; DSL; сети с ретрансляцией кадров (frame relay); ATM (с преобразованием форматов).

Основные функции IP

Базовые функции протокола IP следующие: передача данных, адресация пакетов, маршрутизация пакетов, фрагментация и обнаружение простых ошибок в пакетах. Успешная передача данных и маршрутизация пакетов в нужные сети или подсети делаются возможными благодаря механизму адресации IP. Каждый сетевой узел имеет 32-разрядный адрес, который в сочетании с 48-разрядным МАС-адресом узла обеспечивает осуществление сетевых коммуникаций и успешную доставку пакета в назначенный узел.