Основные протоколы интернет

Основные типы адресации

Разбить на страницы
Показывать лекцию целиком

IP-адресация версии 4

На сетевом уровне (или IP) мы должны уникально идентифицировать каждое устройство в Интернете, чтобы обеспечить глобальную связь между всеми устройствами. Эта адресация напоминает нумерацию в телефонной сети, где каждый абонент имеет уникальный номер телефона, содержащий международный код (код страны), междугородний код города и т. д., который идентифицирует его местоположение.

Установление соединения между двумя и более узлами происходит на основе обработки адресной информации, которая по мере необходимости обрабатывается устройствами 3-го уровня в маршрутизаторах. К адресу предъявляются следующие требования:

  • адрес должен быть универсальным;
  • адрес должен иметь иерархическую структуру, удобную для обработки соответствующими узлами;
  • адрес должен быть удобен для пользователя.
    •

    Идентификатор, используемый на уровне IP набора протокола TCP/IP, чтобы идентифицировать каждое устройство, подключенное к Интернету, назван адресом Интернета, или адресом IP. Адрес IP — двоичный адрес на 32 бита, который уникально и универсально определяет подключение хоста или маршрутизатора к Интернету.

    Адреса IP уникальны. Они уникальны в том смысле, что каждый адрес определяет одно и только одно подключение к Интернету. Два устройства в Интернете никогда не могут иметь одного того же адреса. Если устройство имеет два подключения к Интернету, через две сети, оно имеет два адреса IP.

    Адреса IP универсальны потому, что система адресации должна быть принята любым хостом, который хочет быть связанным с Интернетом.

    Адресное пространство

    Протокол, подобный IP, то есть определяющий адреса, имеет адресное пространство. Адресное пространство — общее количество адресов, применяемых в соответствии с протоколом. Если протокол использует N бит, чтобы определить адрес, адресное пространство – 2N, потому что каждый бит может иметь два различных значения (0 и 1), а N бит могут иметь 2N значений.

    IPv4 использует адреса на 32 бита, то есть адресное пространство – 232 или 4,294,967,296 (больше чем четыре миллиарда). Это означало бы, что, теоретически, если не было бы никаких ограничений, к Интернету могли бы быть подключены более чем 4 миллиарда устройств. Мы вскоре увидим, что фактически номеров намного меньше.

    Система обозначений

    Применяется, чтобы указать адрес IP. Есть три общих системы обозначений: двоичная, десятичная разделенная точками и шестнадцатеричная система обозначений.

    Двоичная система обозначений

    В двоичной системе обозначений адрес IP отображен как 32 бита. Чтобы сделать адрес читаемым, обычно вставляются один или более пробелов между каждым октетом (8 бит). Каждый октет часто упоминается как байт. Поэтому адрес IP называется адресом с 4 октетами, или 4-байтовым адресом. Ниже показан пример адреса IP в двоичной системе обозначений:

    10010001 11011101 01010101 10010100

    Десятичная разделенная точками система обозначений

    Чтобы сделать адрес IP более компактным и более простым для чтения, адреса Интернета обычно написаны в десятичной форме с точкой (точечное отделение байтов). Рисунок 2.1 показывает адрес IP в десятичной системе обозначений, разделенной точками. Обратите внимание на то, что поскольку каждый байт (октет) — только 8 битов, каждый номер в десятичной разделенной точками системе обозначений находится между 0 и 255. В некоторых компьютерных системах возможно применение октальной и шестнадцатеричной систем обозначения.

    (рис 2.1) Десятичная разделенная точками система обозначений (нотация)

    Пример 1

    Замените следующие IP-адреса в двоичном обозначении на десятичную систему, обозначенную с разделением точками:

  • 10000001 00001011 00001011 11101111 ;
  • 11000001 10000011 00011011 11111111 ;
  • 11100111 11011011 10001011 01101111 ;
  • 11111001 10011011 11111011 00001111.
    •

    Решение

    Мы заменяем каждую группу 8 битов ее эквивалентным десятичным номером и добавляем точки для разделения:

  • 129.11.11.239 ;
  • 193.131.27.255 ;
  • 231.219.139.111 ;
  • 249.155.251.15.
    •

    Пример 2

    Замените следующие IP-адреса десятичного обозначения с применением точек на двоичное обозначение:

  • 111.56.45.78 ;
  • 221.34.7.82 ;
  • 241.8.56.12 ;
  • 75.45.34.78.
    •

    Решение

    Мы заменяем каждый десятичный номер его двоичным эквивалентом:

  • 01101111 00111000 00101101 01001110 ;
  • 11011101 00100010 00000111 01010010 ;
  • 11110001 00001000 00111000 00001100 ;
  • 01001011 00101101 00100010 01001110.
    •

    Пример 3

    Найдите ошибку, если таковые вообще имеются, в следующих IP-адресах:

  • 111.56.045.78 ;
  • 221.34.7.8.20 ;
  • 75.45.301.14 ;
  • 11100010.23.14.67.
    •

    Решение

  • В десятичном обозначении с использованием разделительных точек в начале десятичного числа не применяется нуль (045).
  • Мы не можем иметь больше чем четыре байта в IP-адресе.
  • В пунктирно-десятичном изображении каждый номер меньше или равен 255 ; 301 — вне этого диапазона.
  • Смесь двоичного обозначения и десятичной системы обозначений, разделенной точками, не позволяется.
    •

    Шестнадцатеричная система обозначений

    Мы иногда видим адрес IP в шестнадцатеричной системе обозначений. Каждая шестнадцатеричная цифра эквивалентна четырем битам. Это означает, что адрес на 32 бита имеет 8 шестнадцатеричных цифр. Такая система обозначений часто используется в сетевом программировании.

    Пример 4

    Замените следующие адреса IP в двоичной системе обозначений на шестнадцатеричную систему обозначений:

  • 10000001 00001011 00001011 11101111 ;
  • 11000001 10000011 00011011 11111111.
    •

    Решение

    Мы заменяем каждую группу в 4 бита ее шестнадцатеричным эквивалентом. Обратите внимание, что шестнадцатеричная система обозначений обычно не имеет ни одного добавленного пробела; однако 0X добавляется в начале или в конце приписывается индекс 16, чтобы показать, что номер приведен в шестнадцатеричном обозначении.

  • OX810BOBEF или 810BOBEF16 ;
  • OXC1831BFF или C1831BFF16.
    •

    Адресация по классам

    В начале внедрения IP-адресации использовали концепцию классов. Эта архитектура названа адресацией по классам.

    В середине 1990-х была введена новая архитектура, названная бесклассовой адресацией, которая была предназначена, в конечном счете, заменить первоначальную архитектуру. Однако в большинстве случаев Интернет все еще использует адресацию по классам, и переход идет медленно. Далее рассматривается сначала адресация по классам, а потом бесклассовая адресация. "Классовая" концепция необходима, чтобы понять "бесклассовую" концепцию.

    Имеется пять классов адресов, приведенных в табл. 2.1, где жирным шрифтом выделена старшая часть IP-адреса, указывающая номер сети.

    Согласно [31, 32], в версии 4 сетевые IP-адреса имеют двухуровневую иерархию, старшая часть которых отображает номер сети (netid), а младшая – номер узла (компьютера) в сети (hostid). Общая длина адреса имеет длину 4 байта и записывается в виде десятичных чисел, разделенных точками. Первые биты сетевого адреса задают класс адреса, по которому определяется, какая его часть относится к номеру сети, а какая – к номеру узла. Если сеть является частью Интернета, то номер сети назначается централизованно по рекомендации специального органа Интернета – Internet Information Center. Номер узла в IP-адресе назначается из разрешенного для этого класса диапазона независимо от физического адреса. Маршрутизатор объединяет несколько сетей, поэтому каждый порт (интерфейс) маршрутизатора имеет свой IP-адрес.

    Классы адресов
    Класс Первые биты IP-адреса Наименьший номер сети Наибольший номер сети Максимальное число сетей Макс. число узлов в каждой сети
    A 0 0.0.0.0 127.0.0.0 27 – 2 224 – 2
    B 10 128.0.0.0 191.255.0.0 214 – 2 216 – 2
    C 110 192.0.0.0 223.255.255.0 221 – 2 28 – 2
    D 1110 224.0.0.0 239.255.255.255 15 x 224 Групповые адреса
    E 11110 240.0.0.0 255.255.255.255 7 x 224 Резерв

    Большие сети используют адреса класса А, средние – класса В, маленькие – класса С.

    Мы можем видеть из табл. 2.1, что класс A покрывает половину адресного пространства — это серьезный недостаток проекта. Класс B охватывает 1/4 всего адресного пространства — и это второй недостаток проекта. Класс C охватывает 1/8 адресного пространства, и классы D и E покрывают 1/16 адресного пространства каждый.

    Если адрес дается в двоичной системе обозначений, первые биты остатка могут указать нам класс адреса, как показано на Рис. 2.2.

    (рис 2.2) Нахождение класса в двоичной системе обозначений

    Пример 5

    Как доказать, что мы имеем 2147483648 адресов в классе A?

    Решение

    В классе A только 1 бит определяет класс. Остающийся 31 бит доступен для адреса.С 31 битом мы можем иметь 231, или 2147483648 адресов.

    Пример 6

    Найдите класс каждого адреса:

  • 00000001 00001011 00001011 11101111 ;
  • 11000001 10000011 00011011 11111111 ;
  • 10100111 11011011 10001011 01101111 ;
  • 11110011 10011011 11111011 00001111.
    •

    Решение

    См. процедуру на рис. 2.2.

  • Первый бит — 0. Это — адреса класса A.
  • Первые 2 бита — 1; третий бит — 0. Это — адрес класса C.
  • Первый бит — 1; второй бит — 0. Это — адрес класса B
  • Первые 4 бита — 1111. Это — адрес класса E.
    •

    Когда адрес дается в десятичной разделенной точками системе обозначений, чтобы определить класс адреса, мы должны смотреть только на первый байт (номер). Каждый класс имеет заданный диапазон номеров.

    Это означает, что если первый байт (в десятичном числе) — между 0 и 127, то класс — A. Если первый байт — между 128 и 191, класс — B. И так далее.

    Пример 7

    Найдите класс каждого адреса:

  • 227.12.14.87 ;
  • 193.14.56.22 ;
  • 14.23.120.8 ;
  • 252.5.15.111 ;
  • 134.11.78.56.
    •

    Решение

  • Первый байт — 227 (между 224 и 239); класс — D.
  • Первый байт — 193 (между 192 и 223); класс — C.
  • Первый байт — 14 (между 0 и 127); класс — A.
  • Первый байт — 252 (между 240 и 255); класс — E.
  • Первый байт — 134 (между 128 и 191); класс — B.
    •

    Пример 8

    В Примере 5 мы показали, что класс A имеет 231 ( 2 147 483 648 ) адресов. Как мы можем доказать тот же самый факт, используя десятичную разделенную точками систему обозначений?

    Решение

    Адреса в классе A расположены в диапазоне от 0.0.0.0 до 127.255.255.255. Мы должны показать, что разность между этими двумя номерами — 2 147 483 648. Это упражнение показывает, как определить диапазон адресов между двумя адресами. Мы замечаем, что мы имеем дело с основой 256 номеров здесь. Каждый байт в системе обозначений имеет вес. Веса располагаются следующим образом:

    2563, 2562, 2561, 2560.

    Теперь, чтобы найти значение целого числа каждого номера, мы умножаем каждый байт на его вес.

    Последний адрес: 127 x 2563 + 255 x 2562 + 255 x 2561 + 255 x 2560 = 2 147 483 647

    Первый адрес = 0

    Если мы вычтем первый из последнего и добавим 1 к результату (помните, что мы всегда добавляем 1, чтобы получить диапазон), мы получаем 2 147 483 648 или 231.

    В IPv4 существуют определенные соглашения об использовании адресов:

  • В каждом классе имеется диапазон адресов для локального использования, которые сетевые маршрутизаторы не обрабатывают ни при каких условиях, — они применяются для маршрутизации в локальных сетях. В классе А – это сеть 10.0.0.0, в классе В – диапазоны сетей от 172.16.0.0 до 172.31.0.0, в классе С – диапазон сетей от 192.168.0.0. до 192.168.255.255.
  • Если в поле номера сети установлены все двоичные "0", то пакет адресован соответствующему узлу той же сети.
  • Если в полях номера узла установлены все двоичные "1", то пакет адресован всем узлам той же сети (широковещательная рассылка, limited broadcast).
  • Если в поле номера узла установлены все двоичные "1", то пакет адресован всем узлам соответствующей сети.
  • Основное назначение групповых (Multicast) адресов – распространение информации по схеме "один-ко-многим" для групповой рассылки в Интернете аудио- и видеоинформации. Хост, который хочет осуществить рассылку, с помощью протокола группового обслуживания Интернета (Internet Group Management Protocol – IGMP) сообщает о создании в сети мультивещательной группы с определенным адресом. Устройства, которые хотят присоединиться к создаваемой группе, высылают свое подтверждение. Одно и то же устройство может входить в несколько групп, в одну и ту же группу могут входить устройства различных сетей.
  • Адреса класса Е зарезервированы для будущих применений.
    •

    Сетевой (Netid) и локальный (Hostid) адреса

    При адресации по классам адрес IP в классах A, B и C разделен на сетевой (Netid) и локальный (Hostid) адреса. Длина адреса зависит от класса объекта. Обращаем внимание на то, что классы D и E не разделены на эти части.

    В классе A 1 байт определяет сетевой адрес и 3 байта определяют локальный адрес. В классе B 2 байта определяют сетевой адрес и 2 байта — локальный. В классе C 3 байта определяют сетевой адрес и 1 байт — локальный.

    Классы и блоки

    При адресации по классам каждый класс разделен на фиксированное число блоков, и каждый блок имеет фиксированный размер. Давайте рассмотрим каждый класс.

    Класс A

    Класс A разделяется на 128 блоков, где каждый блок имеет различный netid. Первый блок охватывает адреса от 0.0.0.0 до 0.255.255.255 (netid 0), второй блок — адреса от 1.0.0.0 до 1.255.255.255 (netid 1), последний блок — адреса от 127.0.0.0 до 127.255.255.255 (netid 127). Обратите внимание, что для каждого блока адресов первый байт (netid) является тем же самым, но другие 3 байта (hostid) могут принимать любое значение в данном диапазоне.

    Первый и последний блоки в этом классе сохранены для специальных целей и будут обсуждаться далее. Кроме того, один блок (netid 10) используется для частных адресов. Оставшиеся 125 блоков могут быть назначены для организаций. Это означает, что общее количество организаций, которые могут иметь адреса класса — только 125. Однако каждый блок в этом классе содержит 16 777 216 адресов, то есть организация должна быть действительно большой, чтобы использовать все эти адреса.

    Адреса класса A были предназначены для больших организаций с большим количеством хостов или маршрутизаторов, закрепленных за их сетью. Однако число адресов в каждом блоке, 16 777 216, является, вероятно, большим, чем потребности почти всех организаций. В этом классе много адресов потрачены впустую.

    Класс B

    Класс B разделен на 16 384 блока, и каждый блок имеет различный сетевой номер. Шестнадцать блоков зарезервированы для частных адресов, оставшиеся 16 368 блоков — для назначения организацией. Первый блок охватывает адрес от 128.0.0.0 до 128.0.255.255 (netid 128.0 ), последний блок — адреса от 191.255.0.0 до 191.255.255.255 (netid 191.255 ). Обратите внимание, что для каждого блока адресов первые 2 байта (netid) являются теми же самыми, но другие 2 байта (hostid) могут принимать любое значение в данном диапазоне.

    Всего могут быть назначены адреса для 16 368 блоков. Это означает, что общее количество организаций, которые могут иметь адрес класса B, — 16 368. Так как каждый блок в этом классе содержит 65 536 адресов, организация должна быть достаточно большой, чтобы использовать все эти адреса. Таблица 2.1 показывает блоки в классе B.

    Первый адрес ( 128.0 ) — сетевой адрес; последний адрес — 191.255, зарезервирован для специальной цели.

    Адреса класса B были предназначены для организаций среднего размера, которые могут иметь десятки тысяч хостов или маршрутизаторов, закрепленных за их сетями. Однако число адресов в каждом блоке, 65 536, является большим, чем потребности большинства организаций среднего размера. Много адресов в этом классе также потрачены впустую.

    Класс C

    Класс C разделен на 2 097 152 блока, каждый блок имеет различный сетевой номер. Двести пятьдесят шесть блоков используются для частных адресов, остальные 2 096 896 блоков — для назначения организацией. Первый блок охватывает адреса от 192.0.0.0 до 192.0.0.255 (netid 192.0.0 ), последний — адреса от 223.255.255.0 до 223.255.255.255 (netid 223.255.255 ). Следует обратить внимание, что для каждого блока адресов первые 3 байта (netid) являются одними и теми же, а остающийся байт (hostid) может принимать любое значение в данном диапазоне.

    Имеются 2 096 блоков, которые могут иметь адреса класса C — 2 096 902. Однако каждый блок в этом классе содержит 256 адресов. Это означает, что организация должна быть достаточно маленькой и нуждаться в менее чем 256 адресах. Первый адрес ( 192.0.0 ) — сетевой; последний адрес зарезервирован для специальной цели.

    Адреса класса C были предназначены для маленьких организаций с небольшим количеством хостов или маршрутизаторов, закрепленных за их сетью. Число адресов в каждом блоке ограничено так, что большинство организаций не хотят иметь блоки в этом классе.

    Класс D

    Класс D имеет один блок адресов. Этот класс разработан для рассылки информации по многим адресам. Каждый адрес в этом классе используется, чтобы определить одну группу хостов в Интернете. Когда группа назначена в этом классе адресов, тогда каждый хост — член этой группы будет иметь адрес групповой рассылки в дополнение к его нормальному (индивидуальному) адресу.

    Класс E

    Класс E имеет один блок адресов. Он был разработан для использования в качестве класса резервных адресов. Последний адрес в этом классе, 255.255.255.255, используется для специального адреса.

    Пример 9

    Дан сетевой адрес 17.0.0.0, найдите класс, блок и диапазон адресов.

    Решение

    Класс — A, потому что первый байт — между 0 и 127. Блок имеет сетевой номер 17. Адреса располагаются от 17.0.0.0 до 17.255.255.255.

    Пример 10

    Дан сетевой адрес 132.21.0.0, найдите класс, блок и диапазон адресов.

    Решение

    Класс — B, потому что первый байт — между 128 и 191. Блок имеет сетевой номер 132.21. Адреса располагаются от 132.21.0.0 до 132.21.255.255.

    Пример 11

    Дан сетевой адрес 220.34.76.0, найдите класс, блок и диапазон адресов.

    Решение

    Класс — C, потому что первый байт — между 192 и 223. Блок имеет сетевой номер 220.34.76. Адреса располагаются от 220.34.76.0 до 220.34.76.255.

    Маска

    Уже давно наблюдается дефицит IP-адресов, который обусловлен не только ростом числа пользователей, но и необходимостью выделения IP-адресов на каждый порт маршрутизатора. Имеется несколько подходов смягчения этой проблемы, в том числе за счет использования масок.

    Традиционно номер сети и узла определяется в зависимости от класса адреса. Однако наличие только четырех классов адресов часто бывает неудобно. Например, администратор получил от поставщика услуг номер сети 135.38.0.0 (адрес класса В, двоичный код сети – 10000111 00100110 00000000 00000000 ). В такой сети потенциально можно иметь 65 534 узла, но такое количество узлов администратору не нужно, ему достаточно иметь 32 000. Проблема решается с помощью масок. Количество "единиц" в маске показывает число старших разрядов, которые определяют номер сети. Для нашего случая следует выбрать маску со значением 255.255.192.0 (двоичный код 11111111 11111111 11000000 00000000 ). В результате наложения маски на сетевой адрес получается четыре подсети: 135.38.0.0 ; 135.38.64.0 ; 135.38.128.0 ; 135.38.192.0. (табл. 2.2).

    Результат наложения маски
    Номер сети Число узлов в подсети
    10000111 00100110 00000000 00000000 16382
    135.38.0.0
    10000111 00100110 01000000 00000000 16382
    135.38.64.0
    10000111 00100110 10000000 00000000 16382
    135.38.128.0
    10000111 00100110 11000000 00000000 16382
    135.38.192.0

    Две полученные подсети с общим количеством узлов 32764 = 2 х 16382 администратор использует для своих нужд, а остальные может отдать другому администратору.

    Для адресации по классам есть три маски. Для класса A маска – из восьми "единиц" и двадцати четырех "нулей" ( 255.0.0.0 ). Для класса B маска – шестнадцать "единиц" и шестнадцать "нулей" ( 255.255.0.0 ). На класс C маска — двадцать четыре "единицы" и восемь "нулей" ( 255.255.255.0 ). "Единицы" сохраняют сетевой адрес (netid); "нули" устанавливают локальный адрес (hostid) на "0".

    Пример 12

    Дан адрес 23.56.7.91 и заданный по умолчанию класс маски А; найдите начальный адрес (сетевой адрес).

    Решение

    Заданная по умолчанию маска — 255.0.0.0, что означает, что только первый байт сохраняется, а другие 3 байта устанавливаются на "нуль". Сетевой адрес — 23.0.0.0.

    Пример 13

    Дан адрес 132.6.17.85 и задана по умолчанию маска класса B; найдите начальный адрес (сетевой адрес).

    Решение

    Заданная по умолчанию маска — 255.255.0.0, что означает, что первые 2 байта сохраняются и другие 2 байта устанавливаются на "нуль". Сетевой адрес — 132.6.0.0.

    Пример 14

    Дан адрес 201.180.56.5 и маска класса C, заданная по умолчанию; найдите начальный адрес (сетевой адрес).

    Решение

    Заданная по умолчанию маска — 255.255.255.0, что означает, что первые 3 байта сохраняются, а последний байт установлен на 0. Сетевой адрес — 201.180.56.0.

    Следует обратить внимание, что мы не должны применять по умолчанию маски одного класса к адресам, принадлежащим другому классу.

    Многоадресные устройства

    Адрес Интернета определяет подключение узлов к своей сети. Из этого следует, что любое устройство, подключенное больше чем к одной сети, должно иметь больше чем один адрес Интернета. Фактически устройство имеет различные адреса для каждой сети, к которой оно подключено. Компьютер, который подключен к различным сетям, называется многоадресным компьютером и будет иметь несколько адресов. Каждый из таких адресов может принадлежать к различному классу. Маршрутизатор должен быть связан больше чем с одной сетью, иначе он не сможет маршрутизировать. Поэтому маршрутизатор по определению имеет больше чем один адрес IP (один для каждого интерфейса).

    Прямой широковещательный адрес

    В классах A, B и C, если номер хоста (hostid) состоит только из единиц, адрес называется прямым широковещательным адресом. Такой адрес используется маршрутизатором для того, чтобы передать пакеты для всех хостов в заданной сети. Все хосты примут пакет, имеющий этот тип адреса пункта назначения. Заметим, что введение такого адреса уменьшает число номеров локальных адресов в каждом из классов A, B, C.

    Возможен случай ограничения широковещательного адреса, когда маршрутизатор местной сети может блокировать пакеты, имеющие этот тип адреса, ограничивая широковещательную передачу к местной сети.

    Этот хост на этой сети

    Если адрес IP составлен из всех нулей, это означает, что это хост расположенный на этой сети. Он используется хостом во время начальной загрузки, когда передающий хост не знает свой адрес IP. Хост передает пакет IP серверу начальной загрузки, используя этот адрес как исходный адрес пункта назначения, который может определить собственный адрес передающего хоста. Его можно использовать только как исходящий адрес. Этот адрес – всегда адрес класса A независимо от сети, что уменьшает число сетей в классе A на одну сеть.

    Заданный хост на этой сети

    Адрес IP с сетевым номером (netid) из всех нулей означает адрес заданного хоста на этой сети. Он используется хостом, чтобы передать сообщение другому хосту на той же самой сети. Заметим, что он может использоваться только как входящий адрес пункта назначения. Это адрес класса A независимо от размера сети.

    Адрес кольцевой проверки (Loopback address)

    Адрес IP с первым байтом, равным 127, применяется для адреса кольцевой проверки, который является адресом, используемым для проверки программного обеспечения компьютера. Когда этот адрес задействуется, пакет никогда не покидает хост; он просто возвращается хосту и обрабатывается согласно протоколу и установленному на управляющем компьютере программному обеспечению. Он может использоваться, чтобы проверить программное обеспечение IP. Например, приложение может передать пакет с адресом шлейфа как адрес пункта назначения, чтобы проверить, способно ли программное обеспечение IP получить и обработать пакет. Другой пример: адрес шлейфа может применяться процессом клиента (функционирующая прикладная программа), чтобы передать сообщение процессу сервера на том же самом компьютере. Этот адрес может использоваться только как адрес пункта назначения в пакете IP. Это — адрес класса A. Его применение уменьшает число сетей в классе на 1.

    В таблице 2.3 приведены рассмотренные выше специальные адреса.

    Специальные адреса
    Специальный адрес Netid Hostid Источник или конечный пункт
    Сетевой адрес Заданный Все нули Нет
    Прямой широковещательный адрес Заданный Все единицы Конечный пункт
    Ограниченный широковещательный адрес Все единицы Все единицы Конечный пункт
    "Этот хост на этой сети" Все нули Все нули Источник
    "Заданный хост на этой сети" Все нули Заданный Конечный пункт
    Адрес шлейфа 127 Любой Конечный пункт

    Частные адреса

    Некоторое количество блоков в каждом классе предназначено для частного использования. Эти блоки изображены в таблице 2.4 Эти адреса используются при подключении к сетям с другими способами адресации.

    Специальные адреса
    Класс Сетевой адрес Величина блока
    A 10.0.0 1
    B 172.16 до 172.31 16
    C 192.168.0 до 192.168.255 256

    Индивидуальные адреса, групповая рассылка и широковещательные адреса

    Связь в Интернете осуществляется с использованием индивидуальных адресов, или адресов групповой рассылки, или широковещательных адресов. Если в полях номера сети и номера узла установлены все двоичные "1", то пакет адресован всем узлам той же сети (широковещательная рассылка, адрес ограниченной групповой рассылки).

    Индивидуальные адреса

    Когда пакет передают от индивидуального источника до индивидуального пункта назначения — это индивидуальная связь. Все системы в Интернете имеют по крайней мере один уникальный индивидуальный адрес. Индивидуальные адреса принадлежат к классам A, B или C.

    Адреса групповой рассылки

    Связь групповой рассылки происходит по принципу "один ко многим". Когда пакет передают от индивидуального источника до группы пунктов назначения — это связь групповой рассылки. Адрес групповой рассылки — адрес класса D. Полный адрес определяет групповой адрес (groupid). Система в Интернете может иметь один или более адресов класса D групповой рассылки (в дополнение к индивидуальному адресу или адресам). Если система (обычно хост) имеет семь адресов групповой рассылки, это означает, что он принадлежит семи различным группам. Адрес класса D может использоваться только как входящий адрес пункта назначения, а не как исходный адрес.

    Групповая передача в Интернете может осуществляться на местном или на глобальном уровне. На местном уровне хостом локальной сети LAN может быть сформирована группа, и могут быть назначены адреса групповой рассылки. На глобальном уровне хосты на различных сетях могут формировать группу, и может быть назначен адрес групповой рассылки.

    Назначенные адреса групповой рассылки. В сети Интернет определены некоторые адреса групповой рассылки к заданным группам.

    Категория. Некоторые адреса групповой рассылки предназначены для некоторого специального использования. Эти адреса групповой рассылки начинаются с префикса 224.0.0. таблицa 2.5 показывает некоторые из этих адресов.

    Специальные адреса
    Адрес Группа
    224.0.0.0 Зарезервировано
    224.0.0.1 Все СИСТЕМЫ на данной ПОДСЕТИ
    224.0.0.2 Все МАРШРУТИЗАТОРЫ на данной ПОДСЕТИ
    224.0.0.3 Не определено
    224.0.0.4 Все маршрутизаторы, работающие по протоколу многоадресной маршрутизации по вектору расстояния (DVMRP)
    224.0.0.5 Все маршрутизаторы, работающие по протоколу первоначального выбора наикратчайшего пути (OSPF)
    224.0.0.6 Заданные маршрутизаторы, работающие по протоколу первоначального выбора наикратчайшего пути (OSPF)
    224.0.0.7 Заданные маршрутизаторы
    224.0.0.8 Заданные хосты
    224.0.0.9 Маршрутизаторы, работающие по протоколу обмена маршрутной информацией (RIP2)
    224.0.0.10 Маршрутизаторы, работающие по протоколу внутренней маршрутизации (IGRP)
    224.0.0.11 Доступ к сети мобильной связи (Mobile agents)

    Конференц-связь. Некоторые адреса групповой рассылки предназначены для конференц-связи и организации телеконференций. Эти адреса групповых рассылок начинаются с префиксов 224.0.1. табл. 2.6 показывает некоторые из этих адресов.

    Примеры адресов для конференц-связи
    Адрес Группа
    224.0.1.7 Аудионовости
    224.0.1.10 Низкоскоростная речь согласно IETF
    224.0.1.11 Речь согласно IETF
    224.0.1.12 Видео согласно IETF
    224.0.1.16 Музыкальные передачи

    Широковещательные адреса

    Широковещательная связь происходит по принципу "один ко всем". Интернет позволяет широковещательную передачу только на местном уровне. Мы уже обсудили два широковещательных адреса, используемые на местном уровне: ограниченный широковещательный адрес (все единицы) и прямой широковещательный адрес (сетевой адрес и все единицы в локальном адресе).

    Ни одна широковещательная передача не разрешается на глобальном уровне. Это означает, что система (хост или маршрутизатор) не может передавать сообщение для всех хостов и маршрутизаторов в Интернете. Можно представить, какой может быть трафик в результате снятия этого ограничения.

    Для сокращения числа записей в маршрутизаторе широко используют бесклассовую систему междоменной маршрутизации (Classless Inter Domain Routing, CIDR), в которой маршрутизация осуществляется на основе префиксов. Префиксом обозначают общую часть старших разрядов адреса, они позволяют сократить число записей в маршрутизаторе. Так, если две первые указанные подсети подсоединены к одному маршрутизатору, то смежным маршрутизаторам не обязательно иметь 2 записи о каждой подсети, а достаточно иметь одну запись префикса 135.38.0.0/17 с маской 255.255.128.0 (11111111 11111111 10000000 00000000), содержащей 17 лидирующих "единиц".

    IP-адресация в версии 6

    Принципиальным решением устранения дефицита сетевых адресов является расширение адресного поля с 4-байтного (текущей версии IPv4) на 16-байтное (в новой версии IPv6) [56, 58, 66, 67, 70]. Адреса присваиваются интерфейсам; если к интерфейсу подключен один узел, то его адрес совпадает с адресом узла. Адресация использует бесклассовую систему междоменной маршрутизации (Classless Inter Domain Routing, CIDR).

    Предложено три формы представления адреса:

  • Предпочтительная форма (шестнадцатеричная система счисления с двоеточием) – восемь 16-битовых шестнадцатеричных чисел, разделенных двоеточием. Например, FEDC:BA98:7654:3210:FEDC:BA98:7654:3210.
  • Сжатая форма – запись длительной последовательности "0" путем введения двойного двоеточия. Двоеточие допускается использовать только в одном месте адреса. Например, адрес 1080:0:0:0:8:800:200C:417A может быть представлен в виде 1080::8:800:200C:417A.
  • Смешанная форма – шесть старших чисел (96 бит) записываются в предпочтительной форме, а младшие числа (32 бита) представляются в виде, принятом в IPv4. Например, 0:0:0:0:0:0:13.1.68.3, или в сжатой форме ::13.1.68.3.
    •

    Длина префикса записывается в конце адреса и отделяется от него косой линией. Например, адрес 12AB:0000:0000:CD30:0000:0000:0000:0000/60 содержит 60 битовый префикс 12AB:0000:0000:CD3, или в сжатой форме 12AB:0:0:CD30::/60.

    В версии IPv6 имеется три типа адресов.

    Индивидуальный адрес (Unicast address). Индивидуальные адреса определяют единственный интерфейс. Пакет, посланный по такому адресу, доставляется на указанный интерфейс. Для облегчения функции маршрутизации индивидуальный адрес формируется в виде составного адреса (AGUA — Aggregatable Global Unicast Address).

    Альтернативный адрес (Anycast address). Адрес такого типа относится к различным узлам, но имеет один и тот же адресный префикс. Например, все компьютеры соединены одной и той же физической сетью, использующей один и тот же префикс. Пакет, посланный по альтернативному адресу, должен быть доставлен точно к одному из участников группы ближайшим или наиболее доступным маршрутом, который имеет наименьшую метрику. Транспортировка пакета предполагается по фиксированному пути путем создания стека выборочных адресов.

    Широковещательный адрес (Multicast address). Широковещательный адрес определяет группу интерфейсов. Каждый участник этой группы может иметь или не иметь один префикс. Участники могут быть или не быть подключены к одной и той же физической сети. Пакет, посланный по широковещательному адресу, доставляется каждому участнику этой группы.

    Имеются специальные адреса. Не специфицированный адрес 0:0:0:0:0:0:0:0 используется при запросе назначения адреса, адрес шлейфа (loopback) 0:0:0:0:0:0:0:1 — для посылки пакета самому себе. Эти и еще некоторые типы адресов уже упоминались в предыдущем разделе.

    Распределение адресного пространства

    Адресное пространство имеет много различных функций. Разработчики IP-адресов разделили адресное пространство на две части, первая из которых называется тип префикса. Этот префикс переменной длины определяет цель адреса. Коды разработаны так, что нет кода, идентичного первой части любого другого кода. Таким путем удается избежать неопределенности; когда выдается адрес, тип может просто быть определен. Рисунок 2.3 показывает формат IPv6-адреса.

    (рис 2.3) Структура адреса в IPv6

    Существуют рекомендации по величине длины полей, и длина полей внутри формата может изменяться.

    таблицa 2.7 показывает префиксы для каждого типа адреса. Третья колонка показывает долю каждого типа адреса относительно полного адресного пространства.

    Примеры адресов для конференц-связи
    Тип префикса Тип Доля
    0000 0000 Зарезервировано 1/256
    0000 0001 Зарезервировано 1/256
    0000 001 Точка Сетевого доступа (NSAP – Network Service Access Point) 1/128
    0000 010 Зарезервировано 1/128
    0000 011 Зарезервировано 1/128
    0000 101 Зарезервировано 1/128
    0000 110 Зарезервировано 1/128
    0000 111 Зарезервировано 1/128
    0001 Зарезервировано 1/16
    001 Зарезервировано 1/8
    010 Индивидуальный адрес 1/8
    100 Зарезервировано 1/8
    101 Зарезервировано 1/8
    110 Зарезервировано 1/8
    1110 Зарезервировано 1/16
    1111 0 Зарезервировано 1/32
    1111 10 Зарезервировано 1/64
    1111 110 Зарезервировано 1/128
    1111 1110 0 Зарезервировано 1/512
    1111 1110 10 Местный адрес линии 1/1024
    1111 1110 11 Местный адрес сайта 1/1024
    1111 1111 Широковещательные адреса 1/256

    Индивидуальный адрес

    Формат адреса показан на Рис. 2.4

    (рис 2.4) Формат индивидуального адреса

    Поля для индивидуального адреса следующие:

  • Тип идентификатора. Это 3-битовое поле определяет адрес как адрес, выдаваемый поставщиком.
  • Идентификатор регистрации. Это 5-битовое поле указывает агентство, которое зарегистрировало адрес. В настоящее время определены три центра регистрации. INTERNIC (код 11000) – это центр для Северной Америки; RIPNIC (код 01000 ) – это центр для Европейской регистрации; и APNIC (код 10100 ) – это для стран Азии и Тихого океана.
  • Идентификатор поставщика. Поле переменной длины, определяющее поставщика для доступа к Интернету. Для этого поля рекомендовано 16 бит длины.
  • Идентификатор абонента. Для этого поля рекомендуется длина поля 24 бита.
  • Идентификатор подсети. Каждый абонент может иметь много различных подсетей, и каждая сеть может иметь различный идентификатор. Идентификатор сети определяет заданную сеть на территории подписчика. Для этого поля рекомендована длина 32 бита.
  • Идентификатор узла. Последнее поле определяет идентификацию узла, подключенного к подсети. Для этого поля рекомендована длина 48 бит, чтобы сделать его совместимым с 48-битовым адресом линии (физической), используемой Ethernet-ом. В будущем этот линейный адрес будет, вероятно, тот же самый, что физический адрес узла.
    •

    Индивидуальный адрес можно рассматривать как иерархическую адресацию, старшая часть которой используется магистральными маршрутизаторами, а младшая – маршрутизаторами низшего уровня. В совокупности старшие разряды адреса (префикс провайдера и префикс абонента) образуют составной адрес абонента, префикс провайдера — префикс абонента и префикс подсети — составной адрес подсети; а младшие – адрес узла в этой подсети.

    Зарезервированные адреса

    Адреса, которые используют префикс 00000000, кратко обсудим ниже.

  • Неопределенный адрес. Это адрес, в котором вся остальная часть, не содержащая префикс, состоит из одних нулей. Другими словами, полный адрес представляет число нуль. Такой адрес используется, когда хост не знает свой собственный адрес и посылает запрос для его нахождения. Однако в запросе он должен указать адрес источника. Неопределенный адрес может быть использован для этих целей. Заметим, что неопределенный адрес не может быть применен как адрес пункта назначения.
  • Шлейфный (петлевой) адрес (loopback). Этот адрес используется хостом для самотестирования без выхода в сеть. В этом случае сообщение создается на прикладном уровне, посылается на транспортный уровень и далее передается на сетевой уровень. Однако вместо перехода на физический уровень оно возвращается на транспортный уровень и передается на прикладной уровень. Это очень полезное тестирование функций программного обеспечения, расположенных на этих уровнях, по сравнению даже с подключением компьютера к сети. Адрес состоит из префикса 00000000, за ним следуют 119 нулевых бит и младший разряд, который содержит один единичный бит.
  • IPv4-адреса. Адресация IPv6 предусматривает взаимодействие с сетями, работающими в сетях IPv4. Во время перехода от IPv4 к IPv6 хост может использовать их IPv4-адреса, встроенные в адреса IPv6. Для этой цели разработаны два формата: совместимый и отображаемый. Совместимый адрес — это адрес из 96 нулей, за которыми следуют 32 бита IPv4-адреса. Он применяется, когда интерфейс, использующий IPv6, хочет посылать сообщение к другому интерфейсу, использующему IPv4. Передатчик задействует IPv4-совместимый адрес, чтобы пройти оборудование, передающие пакеты через регион IPv4.
    •

    Отображаемый адрес похож на совместимый, он включает в себя 72 нуля и 16 единиц, а последние 32 бита, как и в совместимом адресе, содержат IPv4-адрес. Он применяется, когда интерфейс, размещенный в зоне IPv6, хочет послать пакет к компьютеру, еще использующему IPv4. Пакет проходит большую часть пути через сети IPv6, но в конечном итоге доставляется к хосту, который использует IPv4-адреса.

    Очень интересно, что адреса соответствия и отображения разработаны таким образом, что, когда высчитывается контрольная сумма, можно использовать только встроенный адрес или весь полный адрес, потому что дополнительные нули или единицы, число которых кратно 16, не оказывают никакого эффекта на вычисление контрольной суммы. Это важно, потому что когда адрес пакета изменится от IPv6 к IPv4 с помощью маршрутизатора, контрольная сумма не изменяется.

    Местные адреса

    За этими адресами зарезервирован префикс ( 11111110 ).

  • Адрес местной линии. Эти адреса используются, если локальная сеть – LAN, в ней применяются интернет-протоколы, но сеть не подключена к Интернету по соображениям безопасности. Здесь задействован префикс 1111 1110 10. Такой адрес местной линии существует в изолированной сети и не применяется глобально. Никто извне не может послать сообщения компьютеру, который подсоединен к сети, использующей этот адрес.
    •

    Адрес, кроме префикса длиною 10 бит, содержит 70 нулей и в младших разрядах — 48 бит адреса узла.

  • Местный адрес сайта. Этот адрес нужен, если сайт, доступный для нескольких сетей, использует интернет-протоколы, но не подключен к Интернету, также по соображениям секретности. Этот тип адресации использует префикс 1111 1110 11. Местный адрес сайта существует в изолированных сетях и не применяется глобально. Никто извне не может послать сообщения компьютеру, который подсоединен к сети, использующей этот адрес.
    •

    Адрес, кроме префикса длиною 10 бит, содержит 38 нулей и 32 бита – адрес подсети и в младших разрядах — 48 бит адреса узла.

    Широковещательный адрес

    Широковещательные адреса применяются для определения группы хостов вместо единственного. Для этого адреса используется префикс 11111111 (в первом поле). Во втором поле размещается флаг, который определяет группу адресов, как постоянных, так и кратковременных. Постоянный адрес группы определяется интернет-полномочиями и может быть доступен все время. Напротив, кратковременный адрес группы задействован только временно. Система, применяемая в телеконференции, например, может использовать кратковременный адрес. Этот адрес содержит несколько различных областей, как это показано на Рис. 2.5

    (рис 2.5) Широковещательный адрес

    Краткие итоги

  • На сетевом уровне необходима для поставки пакета от сети до сети глобальная система идентификации, которая уникально идентифицирует каждый хост и маршрутизатор.
  • Адрес Интернета (или адрес IP) — 32 бита (для IPv4), который уникально и универсально определяет хост или маршрутизатор в Интернете.
  • Часть адреса IP, которая определяет сеть, названа сетевым адресом (netid).
  • Часть адреса IP, которая идентифицирует хост или маршрутизатор на сети, названа локальным адресом (hostid).
  • Адрес IP определяет подключение устройства к сети.
  • Есть пять классов адресов IP. Классы A, B и C отличаются по разрешенным в сети номерам хостов. Класс D зарезервирован для групповой передачи, и класс E — резервный.
  • Класс сети легко определяется анализом первого байта.
  • Многоадресное устройство подключается к множеству сетей и имеет адрес IP для каждой сети, к которой она подключена.
  • Классы A, B и C с прямым широковещательным адресом (адрес узла состоит из всех единиц ) используются маршрутизатором, чтобы передавать пакеты для всех хостов на заданной сети.
  • Ограниченный широковещательный адрес (все единицы в локальном адресе ) используется хостом, чтобы передать пакеты всем хостам на его сети.
  • Исходный адрес IP из всех нулей используется хостом при начальной загрузке, если он не знает свой адрес IP.
  • Адрес IP пункта назначения с сетевым номером (netid) состоит из всех нулей и используется хостом, чтобы передать пакет другому хосту на той же самой сети.
  • Адрес шлейфа с первым байтом, равным 127, используется хостом, чтобы проверить его программное обеспечение.
  • Индивидуальная связь — один из видов соединения, когда один источник посылает пакет к одному пункту назначения.
  • Связь групповой рассылки — один из видов соединения, когда один источник посылает пакет к множеству пунктов назначения.
  • Хосты с одним и тем же адресом групповой рассылки могут быть на той же самой сети или на различных сетях.
  • Адреса групповой рассылки часто используются для целей конференц-связи и информационного поиска.
  • Широковещательная связь — один из видов соединения, когда один источник посылает пакеты для всех хостов на своей сети.
    •

    Задачи и упражнения

  • Каково адресное пространство в каждой из следующих систем?
  • система с адресами на 8 бит;
  • система с адресами на 16 бит;
  • система с адресами на 64 бита.
    •
  • Адресное пространство имеет 1 024 адресов. Сколько битов необходимо, чтобы представить адрес?
  • Адресное пространство использует три символа: 0, 1 и 2 представляют адресы. Если каждый адрес состоит из 10 символов, сколько существует адресов, доступных системно?
  • Изменить следующие адреса IP из десятичной разделенной точками системы обозначений на двоичную систему обозначений:
  • 114.34.2.8 ;
  • 129.14.6.8 ;
  • 208.34.54.12 ;
  • 238.34.2.1 ;
  • 241.34.2.8.
  • Изменить следующие адреса IP из десятичной разделенной точками системы обозначений на шестнадцатеричную систему обозначений:
  • 114.34.2.8 ;
  • 129.14.6.8 ;
  • 208.34.54.12 ;
  • 238.34.2.1 ;
  • 241.34.2.8.
  • Изменить следующие адреса IP из шестнадцатеричной системы обозначений на двоичную систему обозначений:
  • Oxl347FEAB ;
  • OxAB234102 ;
  • Ox0123A2BE ;
  • 0x00001111.
  • Сколько цифр необходимо, чтобы определить сетевой адрес (netid) в шестнадцатеричной системе обозначений в каждом из следующих классов?
  • Класс A;
  • Класс B;
  • Класс C.
  • Изменить следующие адреса IP из двоичной системы обозначений на десятичную разделенную точками систему обозначений:
  • 01111111 11110000 01100111 01111101 ;
  • 10101111 11000000 11111000 00011101 ;
  • 11011111 11000000 00011111 01011101 ;
  • 11110111 11110011 10001111 11011101 ;
  • 11110111 11110011 10000111 11011101.
  • Найти класс следующих адресов IP:
  • 208.34.54.12 ;
  • 238.34.2.1 ;
  • 114.34.2.8 ;
  • 129.14.6.8 ;
  • 241.34.2.8.
  • Найти класс следующих адресов IP:
  • 11110111 11110011 10000111 11011101;
  • 10101111 11000000 11110000 00011101;
  • 11011111 10110000 00011111 01011101;
  • 11101111 11110111 11000111 00011101;
  • 01111111 11110000 01100111 01111101.
  • Найти сетевой адрес (netid) и локальный адрес (hostid) следующих адресов IP:
  • 114.34.2.8 ;
  • 19.34.21.5 ;
  • 23.67.12.1 ;
  • 127.23.4.0.
  • Найти сетевой адрес (netid) и локальный адрес (hostid) следующих адресов IP:
  • 129.14.6.8 ;
  • 132.56.8.6 ;
  • 171.34.14.8 ;
  • 190.12.67.9.
  • Найти сетевой адрес (netid) и локальный адрес (hostid) следующих адресов IP:
  • 192.8.56.2 ;
  • 220.34.8.9 ;
  • 208.34.54.12 ;
  • 205.23.67.8.
  • Какой из следующих адресов не принадлежит той же самой сети (разбиение на подсети отсутствует)? Объясните почему.
  • 123.4.6.2
  • 123.4.78.9
  • 132.14.56.12
  • 123.4.0.0
  • Какой из следующих адресов не принадлежит той же самой сети (разбиение на подсети отсутствует)? Объясните почему.
  • 130.4.8.0
  • 130.5.34.12
  • 130.4.78.5
  • 130.4.76.11
  • Хост с адресом IP 128.23.67.3 передает сообщение хосту с адресом IP 193.45.23.7. Может ли сообщение пройти через любой маршрутизатор?
  • Хост с адресом IP 128.23.67.3 передает сообщение хосту с адресом IP 14.45.23.7. Может ли сообщение пройти через любой маршрутизатор?
  • Хост с адресом IP 128.23.67.3 передает сообщение хосту с адресом IP 128.45.23.7. Может ли сообщение пройти через любой маршрутизатор?
  • Хост с адресом IP 128.23.67.3 передает сообщение хосту с адресом IP 128.23.23.7. Может ли сообщение пройти через любой маршрутизатор? Предположим, что разбиения сетей нет.
  • Хост с адресом IP 195.23.67.3 передает сообщение хосту с адресом IP 195.23.41.7. Может ли сообщение перемещаться через любой маршрутизатор (разбиение на подсети отсутствует)?
  • Хост с адресом IP 195.23.67.3 передает сообщение хосту с адресом IP 195.23.67.7. Может ли сообщение пройти через любой маршрутизатор (разбиение на подсети отсутствует)?
  • Хост с адресом IP 9.11.67.3 передает сообщение хосту с адресом IP 11.34.2.7. Может ли сообщение пройти через любой маршрутизатор? Предположим, что нет разбиения сетей.
  • Хост с адресом IP 9.11.67.3 передает сообщение хосту с адресом IP 9.34.2.7.Может ли сообщение пройти через любой маршрутизатор (разбиение на подсети отсутствует)?
  • Сделайте рисунок диаграммы сети с адресом 8.0.0.0, которая связана через маршрутизатор с сетью с адресом IP 131.45.0.0. Выберите адреса IP для каждого интерфейса маршрутизатора. Покажите также некоторые хосты на каждой сети с их адресами IP. Каков класс каждой сети?
  • Какой класс адреса IP 255.255.255.255 используется в ограниченной широковещательной передаче?
  • Какой класс адреса IP 0.0.0.0 используется во время начальной загрузки?
  • Какой класс адреса IP 0.23.56.12 используется в сети класса A для того, чтобы послать сообщение заданному хосту, расположенному на "этой" сети?
  • Какой класс адреса IP 0.0.52.16 используется в сети класса B для того, чтобы послать сообщение заданному хосту, расположенному на "этой" сети?
  • Какой класс адреса IP 0.0.0.14 используется в сети класса C для того, чтобы послать сообщение заданному хосту, расположенному на "этой" сети?
  • Маршрутизатор имеет адрес IP 108.5.18.22. Он передает прямой широковещательный пакет для всех хостов на этой сети. Какие адреса IP источника и пункта назначения использованы в этом пакете?
  • Маршрутизатор имеет адрес IP 140.15.8.20. Он передает прямой широковещательный пакет для всех хостов этой сети. Какие адреса IP источника и пункта назначения использованы в этом пакете?
  • Маршрутизатор имеет адрес IP 200.4.8.20. Он передает прямой широковещательный пакет для всех хостов на этой сети. Какие адреса IP источника и пункта назначения использованы в этом пакете?
  • Хост с адресом IP 108.67.18.70 передает ограниченный широковещательный пакет для всех хостов на той же самой сети. Какие адреса IP источника и пункта назначения использованы в этом пакете?
  • Хост с адресом IP 180.6.8.17 передает ограниченный широковещательный пакет для всех хостов на той же самой сети. Какие адреса IP источника и пункта назначения использованы в этом пакете?
  • Хост с адресом IP 202.7.8.27 передает ограниченный широковещательный пакет для всех хостов в той же самой сети. Какие адреса IP источника и пункта назначения использованы в этом пакете?
  • Хост с адресом IP 124.67.89.34 нуждается в испытании шлейфа. Каковы адреса источника и пункта назначения?
  • Хост с адресом IP 185.42.56.88 хочет произвести испытание шлейфа. Каковы адреса источника и пункта назначения?
  • Хост с адресом IP 218.34.13.89 хочет провести испытание шлейфа. Каковы адреса источника и пункта назначения?
  • Хост с адресом IP 123.27.19.24 передает сообщение хосту с адресом IP 123.67.89.56, используя специальный адрес "Заданный хост на этой сети". Каковы адреса источника и пункта назначения?
  • Хост с адресом IP 187.12.16.38 передает сообщение хосту с адресом IP 187.12.18.99, используя специальный адрес "Заданный хост на этой сети". Каковы адреса источника и пункта назначения?
  • Хост с адресом IP 215.14.14.9 передает сообщение хосту с адресом IP 215.14.14.22, используя специальный адрес "Заданный хост на этой сети". Каковы адреса источника и пункта назначения?
  • Хост в классе A, который не знает своего адреса IP, хочет передать сообщение серверу начальной загрузки, чтобы найти его адрес. Каковы адреса источника и пункта назначения?
  • Хост в классе A, который не знает своего адреса IP, хочет передать сообщение серверу начальной загрузки, чтобы найти его адрес. Каковы адреса источника и пункта назначения?
  • Хост в классе C, который не знает своего адреса IP, хочет передать сообщение серверу начальной загрузки, чтобы найти его адрес. Какие адреса источника и пункта назначения?
  • Напишите следующие адреса в сжатой форме:
  • 3540:1FDEG:213B:C000:0000:0000:0000:0000 ;
  • 1588:0000:90CB: 0000:0000:0000:0000: F546 ;
  • 327A: 0000:0000:0000:0000:0022: F546:0000 ;
  • 0000:0000:0000:0000:1588:0022: F546:0000.
  • Напишите следующие адреса в исходной форме:
  • 525::0 ;
  • 0::7456::0 ;
  • 342::1::2:5 ;
  • 0::AA::0.
  • Какого типа следующие адреса:
  • FE89::12 ;
  • FEC0::24A2 ;
  • FF02::0 ;
  • 0::01.
  • Какого типа следующие адреса:
  • 0::0 ;
  • 0::FFFF::0::0 ;
  • 582F:5743::3333 ;
  • 4821::14::55 ;
  • 62EF::A543:2.
  • Покажите совместимый адрес IPv6 в шестнадцатеричной системе счисления с двоеточием для связи с IPv4 234.17.5.34.
  • Покажите совместимый адрес IPv6 в шестнадцатеричной системе счисления с двоеточием со шлейфным адресом.
  • Покажите отображаемый адрес IPv6 в шестнадцатеричной системе счисления с двоеточием с IPv4 156.7.34.12.
  • Покажите в шестнадцатеричной системе счисления с двоеточием адрес местной линии, где идентификатор узла 0::146/48.
  • Покажите в шестнадцатеричной системе счисления с двоеточием адрес местной линии, где идентификатор узла 0::146/48.
  • Покажите в шестнадцатеричной системе счисления с двоеточием широкополосный постоянный адрес с областью действия "местная линия".
  • Написать функцию на языке C (или на любом языке, с которым вы знакомы), чтобы заменить адрес IP в десятичной разделенной точками системе обозначений двоичной системой обозначений.
  • Написать функцию на языке C (или на любом языке, с которым вы знакомы), чтобы заменить адрес IP в двоичной системе обозначений десятичной разделенной точками системой обозначений.
  • Написать функцию на языке C (или на любом языке, с которым вы знакомы), чтобы заменить адрес IP в двоичной системе обозначений шестнадцатеричной системой обозначений.
  • Написать функцию на языке C (или на любом языке, с которым вы знакомы), которая принимает адрес и возвращает класс адреса.
  • Написать функцию на языке C (или на любом языке, с которым вы знакомы), которая принимает адрес и возвращает заданную по умолчанию маску для этого адреса.
  • Написать функцию на языке C (или на любом языке, с которым вы знакомы), которая принимает адрес и возвращает первый адрес (сетевой адрес) в блоке.
  • Написать функцию на языке C (или на любом языке, с которым вы знакомы), которая принимает адрес и возвращает последний адрес в блоке.
  • Написать функцию на языке C (или на любом языке, с которым вы знакомы), которая преобразует адрес в шестнадцатеричной системе счисления с двоеточием в сжатую форму.
  • Написать функцию на языке C (или на любом языке, с которым вы знакомы), которая преобразует IPv4-адрес в соответствующий совместимый адрес IPv6.
  • Написать функцию на языке C (или на любом языке, с которым вы знакомы), которая преобразует IPv4-адрес в соответствующий отображаемый адрес IPv6.

    • Дополнительный материал для прохождения тестирования к лекции, Вы можете скачать здесь.

    Страницы:

    IP-адресация версии 4

    На сетевом уровне (или IP) мы должны уникально идентифицировать каждое устройство в Интернете, чтобы обеспечить глобальную связь между всеми устройствами. Эта адресация напоминает нумерацию в телефонной сети, где каждый абонент имеет уникальный номер телефона, содержащий международный код (код страны), междугородний код города и т. д., который идентифицирует его местоположение.

    Установление соединения между двумя и более узлами происходит на основе обработки адресной информации, которая по мере необходимости обрабатывается устройствами 3-го уровня в маршрутизаторах. К адресу предъявляются следующие требования:

  • адрес должен быть универсальным;
  • адрес должен иметь иерархическую структуру, удобную для обработки соответствующими узлами;
  • адрес должен быть удобен для пользователя.
    •

    Идентификатор, используемый на уровне IP набора протокола TCP/IP, чтобы идентифицировать каждое устройство, подключенное к Интернету, назван адресом Интернета, или адресом IP. Адрес IP — двоичный адрес на 32 бита, который уникально и универсально определяет подключение хоста или маршрутизатора к Интернету.

    Адреса IP уникальны. Они уникальны в том смысле, что каждый адрес определяет одно и только одно подключение к Интернету. Два устройства в Интернете никогда не могут иметь одного того же адреса. Если устройство имеет два подключения к Интернету, через две сети, оно имеет два адреса IP.

    Адреса IP универсальны потому, что система адресации должна быть принята любым хостом, который хочет быть связанным с Интернетом.

    Адресное пространство

    Протокол, подобный IP, то есть определяющий адреса, имеет адресное пространство. Адресное пространство — общее количество адресов, применяемых в соответствии с протоколом. Если протокол использует N бит, чтобы определить адрес, адресное пространство – 2N, потому что каждый бит может иметь два различных значения (0 и 1), а N бит могут иметь 2N значений.

    IPv4 использует адреса на 32 бита, то есть адресное пространство – 232 или 4,294,967,296 (больше чем четыре миллиарда). Это означало бы, что, теоретически, если не было бы никаких ограничений, к Интернету могли бы быть подключены более чем 4 миллиарда устройств. Мы вскоре увидим, что фактически номеров намного меньше.

    Система обозначений

    Применяется, чтобы указать адрес IP. Есть три общих системы обозначений: двоичная, десятичная разделенная точками и шестнадцатеричная система обозначений.

    Двоичная система обозначений

    В двоичной системе обозначений адрес IP отображен как 32 бита. Чтобы сделать адрес читаемым, обычно вставляются один или более пробелов между каждым октетом (8 бит). Каждый октет часто упоминается как байт. Поэтому адрес IP называется адресом с 4 октетами, или 4-байтовым адресом. Ниже показан пример адреса IP в двоичной системе обозначений:

    10010001 11011101 01010101 10010100

    Десятичная разделенная точками система обозначений

    Чтобы сделать адрес IP более компактным и более простым для чтения, адреса Интернета обычно написаны в десятичной форме с точкой (точечное отделение байтов). Рисунок 2.1 показывает адрес IP в десятичной системе обозначений, разделенной точками. Обратите внимание на то, что поскольку каждый байт (октет) — только 8 битов, каждый номер в десятичной разделенной точками системе обозначений находится между 0 и 255. В некоторых компьютерных системах возможно применение октальной и шестнадцатеричной систем обозначения.

    (рис 2.1) Десятичная разделенная точками система обозначений (нотация)

    Пример 1

    Замените следующие IP-адреса в двоичном обозначении на десятичную систему, обозначенную с разделением точками:

  • 10000001 00001011 00001011 11101111 ;
  • 11000001 10000011 00011011 11111111 ;
  • 11100111 11011011 10001011 01101111 ;
  • 11111001 10011011 11111011 00001111.
    •

    Решение

    Мы заменяем каждую группу 8 битов ее эквивалентным десятичным номером и добавляем точки для разделения:

  • 129.11.11.239 ;
  • 193.131.27.255 ;
  • 231.219.139.111 ;
  • 249.155.251.15.
    •

    Пример 2

    Замените следующие IP-адреса десятичного обозначения с применением точек на двоичное обозначение:

  • 111.56.45.78 ;
  • 221.34.7.82 ;
  • 241.8.56.12 ;
  • 75.45.34.78.
    •

    Решение

    Мы заменяем каждый десятичный номер его двоичным эквивалентом:

  • 01101111 00111000 00101101 01001110 ;
  • 11011101 00100010 00000111 01010010 ;
  • 11110001 00001000 00111000 00001100 ;
  • 01001011 00101101 00100010 01001110.
    •

    Пример 3

    Найдите ошибку, если таковые вообще имеются, в следующих IP-адресах:

  • 111.56.045.78 ;
  • 221.34.7.8.20 ;
  • 75.45.301.14 ;
  • 11100010.23.14.67.
    •

    Решение

  • В десятичном обозначении с использованием разделительных точек в начале десятичного числа не применяется нуль (045).
  • Мы не можем иметь больше чем четыре байта в IP-адресе.
  • В пунктирно-десятичном изображении каждый номер меньше или равен 255 ; 301 — вне этого диапазона.
  • Смесь двоичного обозначения и десятичной системы обозначений, разделенной точками, не позволяется.
    •

    Шестнадцатеричная система обозначений

    Мы иногда видим адрес IP в шестнадцатеричной системе обозначений. Каждая шестнадцатеричная цифра эквивалентна четырем битам. Это означает, что адрес на 32 бита имеет 8 шестнадцатеричных цифр. Такая система обозначений часто используется в сетевом программировании.

    Пример 4

    Замените следующие адреса IP в двоичной системе обозначений на шестнадцатеричную систему обозначений:

  • 10000001 00001011 00001011 11101111 ;
  • 11000001 10000011 00011011 11111111.
    •

    Решение

    Мы заменяем каждую группу в 4 бита ее шестнадцатеричным эквивалентом. Обратите внимание, что шестнадцатеричная система обозначений обычно не имеет ни одного добавленного пробела; однако 0X добавляется в начале или в конце приписывается индекс 16, чтобы показать, что номер приведен в шестнадцатеричном обозначении.

  • OX810BOBEF или 810BOBEF16 ;
  • OXC1831BFF или C1831BFF16.
    •

    Адресация по классам

    В начале внедрения IP-адресации использовали концепцию классов. Эта архитектура названа адресацией по классам.

    В середине 1990-х была введена новая архитектура, названная бесклассовой адресацией, которая была предназначена, в конечном счете, заменить первоначальную архитектуру. Однако в большинстве случаев Интернет все еще использует адресацию по классам, и переход идет медленно. Далее рассматривается сначала адресация по классам, а потом бесклассовая адресация. "Классовая" концепция необходима, чтобы понять "бесклассовую" концепцию.

    Имеется пять классов адресов, приведенных в табл. 2.1, где жирным шрифтом выделена старшая часть IP-адреса, указывающая номер сети.

    Согласно [31, 32], в версии 4 сетевые IP-адреса имеют двухуровневую иерархию, старшая часть которых отображает номер сети (netid), а младшая – номер узла (компьютера) в сети (hostid). Общая длина адреса имеет длину 4 байта и записывается в виде десятичных чисел, разделенных точками. Первые биты сетевого адреса задают класс адреса, по которому определяется, какая его часть относится к номеру сети, а какая – к номеру узла. Если сеть является частью Интернета, то номер сети назначается централизованно по рекомендации специального органа Интернета – Internet Information Center. Номер узла в IP-адресе назначается из разрешенного для этого класса диапазона независимо от физического адреса. Маршрутизатор объединяет несколько сетей, поэтому каждый порт (интерфейс) маршрутизатора имеет свой IP-адрес.

    Классы адресов
    Класс Первые биты IP-адреса Наименьший номер сети Наибольший номер сети Максимальное число сетей Макс. число узлов в каждой сети
    A 0 0.0.0.0 127.0.0.0 27 – 2 224 – 2
    B 10 128.0.0.0 191.255.0.0 214 – 2 216 – 2
    C 110 192.0.0.0 223.255.255.0 221 – 2 28 – 2
    D 1110 224.0.0.0 239.255.255.255 15 x 224 Групповые адреса
    E 11110 240.0.0.0 255.255.255.255 7 x 224 Резерв

    Большие сети используют адреса класса А, средние – класса В, маленькие – класса С.

    Мы можем видеть из табл. 2.1, что класс A покрывает половину адресного пространства — это серьезный недостаток проекта. Класс B охватывает 1/4 всего адресного пространства — и это второй недостаток проекта. Класс C охватывает 1/8 адресного пространства, и классы D и E покрывают 1/16 адресного пространства каждый.

    Если адрес дается в двоичной системе обозначений, первые биты остатка могут указать нам класс адреса, как показано на Рис. 2.2.

    (рис 2.2) Нахождение класса в двоичной системе обозначений

    Пример 5

    Как доказать, что мы имеем 2147483648 адресов в классе A?

    Решение

    В классе A только 1 бит определяет класс. Остающийся 31 бит доступен для адреса.С 31 битом мы можем иметь 231, или 2147483648 адресов.

    Пример 6

    Найдите класс каждого адреса:

  • 00000001 00001011 00001011 11101111 ;
  • 11000001 10000011 00011011 11111111 ;
  • 10100111 11011011 10001011 01101111 ;
  • 11110011 10011011 11111011 00001111.
    •

    Решение

    См. процедуру на рис. 2.2.

  • Первый бит — 0. Это — адреса класса A.
  • Первые 2 бита — 1; третий бит — 0. Это — адрес класса C.
  • Первый бит — 1; второй бит — 0. Это — адрес класса B
  • Первые 4 бита — 1111. Это — адрес класса E.
    •

    Когда адрес дается в десятичной разделенной точками системе обозначений, чтобы определить класс адреса, мы должны смотреть только на первый байт (номер). Каждый класс имеет заданный диапазон номеров.

    Это означает, что если первый байт (в десятичном числе) — между 0 и 127, то класс — A. Если первый байт — между 128 и 191, класс — B. И так далее.

    Пример 7

    Найдите класс каждого адреса:

  • 227.12.14.87 ;
  • 193.14.56.22 ;
  • 14.23.120.8 ;
  • 252.5.15.111 ;
  • 134.11.78.56.
    •

    Решение

  • Первый байт — 227 (между 224 и 239); класс — D.
  • Первый байт — 193 (между 192 и 223); класс — C.
  • Первый байт — 14 (между 0 и 127); класс — A.
  • Первый байт — 252 (между 240 и 255); класс — E.
  • Первый байт — 134 (между 128 и 191); класс — B.
    •

    Пример 8

    В Примере 5 мы показали, что класс A имеет 231 ( 2 147 483 648 ) адресов. Как мы можем доказать тот же самый факт, используя десятичную разделенную точками систему обозначений?

    Решение

    Адреса в классе A расположены в диапазоне от 0.0.0.0 до 127.255.255.255. Мы должны показать, что разность между этими двумя номерами — 2 147 483 648. Это упражнение показывает, как определить диапазон адресов между двумя адресами. Мы замечаем, что мы имеем дело с основой 256 номеров здесь. Каждый байт в системе обозначений имеет вес. Веса располагаются следующим образом:

    2563, 2562, 2561, 2560.

    Теперь, чтобы найти значение целого числа каждого номера, мы умножаем каждый байт на его вес.

    Последний адрес: 127 x 2563 + 255 x 2562 + 255 x 2561 + 255 x 2560 = 2 147 483 647

    Первый адрес = 0

    Если мы вычтем первый из последнего и добавим 1 к результату (помните, что мы всегда добавляем 1, чтобы получить диапазон), мы получаем 2 147 483 648 или 231.

    В IPv4 существуют определенные соглашения об использовании адресов:

  • В каждом классе имеется диапазон адресов для локального использования, которые сетевые маршрутизаторы не обрабатывают ни при каких условиях, — они применяются для маршрутизации в локальных сетях. В классе А – это сеть 10.0.0.0, в классе В – диапазоны сетей от 172.16.0.0 до 172.31.0.0, в классе С – диапазон сетей от 192.168.0.0. до 192.168.255.255.
  • Если в поле номера сети установлены все двоичные "0", то пакет адресован соответствующему узлу той же сети.
  • Если в полях номера узла установлены все двоичные "1", то пакет адресован всем узлам той же сети (широковещательная рассылка, limited broadcast).
  • Если в поле номера узла установлены все двоичные "1", то пакет адресован всем узлам соответствующей сети.
  • Основное назначение групповых (Multicast) адресов – распространение информации по схеме "один-ко-многим" для групповой рассылки в Интернете аудио- и видеоинформации. Хост, который хочет осуществить рассылку, с помощью протокола группового обслуживания Интернета (Internet Group Management Protocol – IGMP) сообщает о создании в сети мультивещательной группы с определенным адресом. Устройства, которые хотят присоединиться к создаваемой группе, высылают свое подтверждение. Одно и то же устройство может входить в несколько групп, в одну и ту же группу могут входить устройства различных сетей.
  • Адреса класса Е зарезервированы для будущих применений.
    •

    Сетевой (Netid) и локальный (Hostid) адреса

    При адресации по классам адрес IP в классах A, B и C разделен на сетевой (Netid) и локальный (Hostid) адреса. Длина адреса зависит от класса объекта. Обращаем внимание на то, что классы D и E не разделены на эти части.

    В классе A 1 байт определяет сетевой адрес и 3 байта определяют локальный адрес. В классе B 2 байта определяют сетевой адрес и 2 байта — локальный. В классе C 3 байта определяют сетевой адрес и 1 байт — локальный.

    Классы и блоки

    При адресации по классам каждый класс разделен на фиксированное число блоков, и каждый блок имеет фиксированный размер. Давайте рассмотрим каждый класс.

    Класс A

    Класс A разделяется на 128 блоков, где каждый блок имеет различный netid. Первый блок охватывает адреса от 0.0.0.0 до 0.255.255.255 (netid 0), второй блок — адреса от 1.0.0.0 до 1.255.255.255 (netid 1), последний блок — адреса от 127.0.0.0 до 127.255.255.255 (netid 127). Обратите внимание, что для каждого блока адресов первый байт (netid) является тем же самым, но другие 3 байта (hostid) могут принимать любое значение в данном диапазоне.

    Первый и последний блоки в этом классе сохранены для специальных целей и будут обсуждаться далее. Кроме того, один блок (netid 10) используется для частных адресов. Оставшиеся 125 блоков могут быть назначены для организаций. Это означает, что общее количество организаций, которые могут иметь адреса класса — только 125. Однако каждый блок в этом классе содержит 16 777 216 адресов, то есть организация должна быть действительно большой, чтобы использовать все эти адреса.

    Адреса класса A были предназначены для больших организаций с большим количеством хостов или маршрутизаторов, закрепленных за их сетью. Однако число адресов в каждом блоке, 16 777 216, является, вероятно, большим, чем потребности почти всех организаций. В этом классе много адресов потрачены впустую.

    Класс B

    Класс B разделен на 16 384 блока, и каждый блок имеет различный сетевой номер. Шестнадцать блоков зарезервированы для частных адресов, оставшиеся 16 368 блоков — для назначения организацией. Первый блок охватывает адрес от 128.0.0.0 до 128.0.255.255 (netid 128.0 ), последний блок — адреса от 191.255.0.0 до 191.255.255.255 (netid 191.255 ). Обратите внимание, что для каждого блока адресов первые 2 байта (netid) являются теми же самыми, но другие 2 байта (hostid) могут принимать любое значение в данном диапазоне.

    Всего могут быть назначены адреса для 16 368 блоков. Это означает, что общее количество организаций, которые могут иметь адрес класса B, — 16 368. Так как каждый блок в этом классе содержит 65 536 адресов, организация должна быть достаточно большой, чтобы использовать все эти адреса. Таблица 2.1 показывает блоки в классе B.

    Первый адрес ( 128.0 ) — сетевой адрес; последний адрес — 191.255, зарезервирован для специальной цели.

    Адреса класса B были предназначены для организаций среднего размера, которые могут иметь десятки тысяч хостов или маршрутизаторов, закрепленных за их сетями. Однако число адресов в каждом блоке, 65 536, является большим, чем потребности большинства организаций среднего размера. Много адресов в этом классе также потрачены впустую.

    Класс C

    Класс C разделен на 2 097 152 блока, каждый блок имеет различный сетевой номер. Двести пятьдесят шесть блоков используются для частных адресов, остальные 2 096 896 блоков — для назначения организацией. Первый блок охватывает адреса от 192.0.0.0 до 192.0.0.255 (netid 192.0.0 ), последний — адреса от 223.255.255.0 до 223.255.255.255 (netid 223.255.255 ). Следует обратить внимание, что для каждого блока адресов первые 3 байта (netid) являются одними и теми же, а остающийся байт (hostid) может принимать любое значение в данном диапазоне.

    Имеются 2 096 блоков, которые могут иметь адреса класса C — 2 096 902. Однако каждый блок в этом классе содержит 256 адресов. Это означает, что организация должна быть достаточно маленькой и нуждаться в менее чем 256 адресах. Первый адрес ( 192.0.0 ) — сетевой; последний адрес зарезервирован для специальной цели.

    Адреса класса C были предназначены для маленьких организаций с небольшим количеством хостов или маршрутизаторов, закрепленных за их сетью. Число адресов в каждом блоке ограничено так, что большинство организаций не хотят иметь блоки в этом классе.

    Класс D

    Класс D имеет один блок адресов. Этот класс разработан для рассылки информации по многим адресам. Каждый адрес в этом классе используется, чтобы определить одну группу хостов в Интернете. Когда группа назначена в этом классе адресов, тогда каждый хост — член этой группы будет иметь адрес групповой рассылки в дополнение к его нормальному (индивидуальному) адресу.

    Класс E

    Класс E имеет один блок адресов. Он был разработан для использования в качестве класса резервных адресов. Последний адрес в этом классе, 255.255.255.255, используется для специального адреса.

    Пример 9

    Дан сетевой адрес 17.0.0.0, найдите класс, блок и диапазон адресов.

    Решение

    Класс — A, потому что первый байт — между 0 и 127. Блок имеет сетевой номер 17. Адреса располагаются от 17.0.0.0 до 17.255.255.255.

    Пример 10

    Дан сетевой адрес 132.21.0.0, найдите класс, блок и диапазон адресов.

    Решение

    Класс — B, потому что первый байт — между 128 и 191. Блок имеет сетевой номер 132.21. Адреса располагаются от 132.21.0.0 до 132.21.255.255.

    Пример 11

    Дан сетевой адрес 220.34.76.0, найдите класс, блок и диапазон адресов.

    Решение

    Класс — C, потому что первый байт — между 192 и 223. Блок имеет сетевой номер 220.34.76. Адреса располагаются от 220.34.76.0 до 220.34.76.255.

    Маска

    Уже давно наблюдается дефицит IP-адресов, который обусловлен не только ростом числа пользователей, но и необходимостью выделения IP-адресов на каждый порт маршрутизатора. Имеется несколько подходов смягчения этой проблемы, в том числе за счет использования масок.

    Традиционно номер сети и узла определяется в зависимости от класса адреса. Однако наличие только четырех классов адресов часто бывает неудобно. Например, администратор получил от поставщика услуг номер сети 135.38.0.0 (адрес класса В, двоичный код сети – 10000111 00100110 00000000 00000000 ). В такой сети потенциально можно иметь 65 534 узла, но такое количество узлов администратору не нужно, ему достаточно иметь 32 000. Проблема решается с помощью масок. Количество "единиц" в маске показывает число старших разрядов, которые определяют номер сети. Для нашего случая следует выбрать маску со значением 255.255.192.0 (двоичный код 11111111 11111111 11000000 00000000 ). В результате наложения маски на сетевой адрес получается четыре подсети: 135.38.0.0 ; 135.38.64.0 ; 135.38.128.0 ; 135.38.192.0. (табл. 2.2).

    Результат наложения маски
    Номер сети Число узлов в подсети
    10000111 00100110 00000000 00000000 16382
    135.38.0.0
    10000111 00100110 01000000 00000000 16382
    135.38.64.0
    10000111 00100110 10000000 00000000 16382
    135.38.128.0
    10000111 00100110 11000000 00000000 16382
    135.38.192.0

    Две полученные подсети с общим количеством узлов 32764 = 2 х 16382 администратор использует для своих нужд, а остальные может отдать другому администратору.

    Для адресации по классам есть три маски. Для класса A маска – из восьми "единиц" и двадцати четырех "нулей" ( 255.0.0.0 ). Для класса B маска – шестнадцать "единиц" и шестнадцать "нулей" ( 255.255.0.0 ). На класс C маска — двадцать четыре "единицы" и восемь "нулей" ( 255.255.255.0 ). "Единицы" сохраняют сетевой адрес (netid); "нули" устанавливают локальный адрес (hostid) на "0".

    Пример 12

    Дан адрес 23.56.7.91 и заданный по умолчанию класс маски А; найдите начальный адрес (сетевой адрес).

    Решение

    Заданная по умолчанию маска — 255.0.0.0, что означает, что только первый байт сохраняется, а другие 3 байта устанавливаются на "нуль". Сетевой адрес — 23.0.0.0.

    Пример 13

    Дан адрес 132.6.17.85 и задана по умолчанию маска класса B; найдите начальный адрес (сетевой адрес).

    Решение

    Заданная по умолчанию маска — 255.255.0.0, что означает, что первые 2 байта сохраняются и другие 2 байта устанавливаются на "нуль". Сетевой адрес — 132.6.0.0.

    Пример 14

    Дан адрес 201.180.56.5 и маска класса C, заданная по умолчанию; найдите начальный адрес (сетевой адрес).

    Решение

    Заданная по умолчанию маска — 255.255.255.0, что означает, что первые 3 байта сохраняются, а последний байт установлен на 0. Сетевой адрес — 201.180.56.0.

    Следует обратить внимание, что мы не должны применять по умолчанию маски одного класса к адресам, принадлежащим другому классу.

    Многоадресные устройства

    Адрес Интернета определяет подключение узлов к своей сети. Из этого следует, что любое устройство, подключенное больше чем к одной сети, должно иметь больше чем один адрес Интернета. Фактически устройство имеет различные адреса для каждой сети, к которой оно подключено. Компьютер, который подключен к различным сетям, называется многоадресным компьютером и будет иметь несколько адресов. Каждый из таких адресов может принадлежать к различному классу. Маршрутизатор должен быть связан больше чем с одной сетью, иначе он не сможет маршрутизировать. Поэтому маршрутизатор по определению имеет больше чем один адрес IP (один для каждого интерфейса).

    Прямой широковещательный адрес

    В классах A, B и C, если номер хоста (hostid) состоит только из единиц, адрес называется прямым широковещательным адресом. Такой адрес используется маршрутизатором для того, чтобы передать пакеты для всех хостов в заданной сети. Все хосты примут пакет, имеющий этот тип адреса пункта назначения. Заметим, что введение такого адреса уменьшает число номеров локальных адресов в каждом из классов A, B, C.

    Возможен случай ограничения широковещательного адреса, когда маршрутизатор местной сети может блокировать пакеты, имеющие этот тип адреса, ограничивая широковещательную передачу к местной сети.

    Этот хост на этой сети

    Если адрес IP составлен из всех нулей, это означает, что это хост расположенный на этой сети. Он используется хостом во время начальной загрузки, когда передающий хост не знает свой адрес IP. Хост передает пакет IP серверу начальной загрузки, используя этот адрес как исходный адрес пункта назначения, который может определить собственный адрес передающего хоста. Его можно использовать только как исходящий адрес. Этот адрес – всегда адрес класса A независимо от сети, что уменьшает число сетей в классе A на одну сеть.

    Заданный хост на этой сети

    Адрес IP с сетевым номером (netid) из всех нулей означает адрес заданного хоста на этой сети. Он используется хостом, чтобы передать сообщение другому хосту на той же самой сети. Заметим, что он может использоваться только как входящий адрес пункта назначения. Это адрес класса A независимо от размера сети.

    Адрес кольцевой проверки (Loopback address)

    Адрес IP с первым байтом, равным 127, применяется для адреса кольцевой проверки, который является адресом, используемым для проверки программного обеспечения компьютера. Когда этот адрес задействуется, пакет никогда не покидает хост; он просто возвращается хосту и обрабатывается согласно протоколу и установленному на управляющем компьютере программному обеспечению. Он может использоваться, чтобы проверить программное обеспечение IP. Например, приложение может передать пакет с адресом шлейфа как адрес пункта назначения, чтобы проверить, способно ли программное обеспечение IP получить и обработать пакет. Другой пример: адрес шлейфа может применяться процессом клиента (функционирующая прикладная программа), чтобы передать сообщение процессу сервера на том же самом компьютере. Этот адрес может использоваться только как адрес пункта назначения в пакете IP. Это — адрес класса A. Его применение уменьшает число сетей в классе на 1.

    В таблице 2.3 приведены рассмотренные выше специальные адреса.

    Специальные адреса
    Специальный адрес Netid Hostid Источник или конечный пункт
    Сетевой адрес Заданный Все нули Нет
    Прямой широковещательный адрес Заданный Все единицы Конечный пункт
    Ограниченный широковещательный адрес Все единицы Все единицы Конечный пункт
    "Этот хост на этой сети" Все нули Все нули Источник
    "Заданный хост на этой сети" Все нули Заданный Конечный пункт
    Адрес шлейфа 127 Любой Конечный пункт

    Частные адреса

    Некоторое количество блоков в каждом классе предназначено для частного использования. Эти блоки изображены в таблице 2.4 Эти адреса используются при подключении к сетям с другими способами адресации.

    Специальные адреса
    Класс Сетевой адрес Величина блока
    A 10.0.0 1
    B 172.16 до 172.31 16
    C 192.168.0 до 192.168.255 256

    Индивидуальные адреса, групповая рассылка и широковещательные адреса

    Связь в Интернете осуществляется с использованием индивидуальных адресов, или адресов групповой рассылки, или широковещательных адресов. Если в полях номера сети и номера узла установлены все двоичные "1", то пакет адресован всем узлам той же сети (широковещательная рассылка, адрес ограниченной групповой рассылки).

    Индивидуальные адреса

    Когда пакет передают от индивидуального источника до индивидуального пункта назначения — это индивидуальная связь. Все системы в Интернете имеют по крайней мере один уникальный индивидуальный адрес. Индивидуальные адреса принадлежат к классам A, B или C.

    Адреса групповой рассылки

    Связь групповой рассылки происходит по принципу "один ко многим". Когда пакет передают от индивидуального источника до группы пунктов назначения — это связь групповой рассылки. Адрес групповой рассылки — адрес класса D. Полный адрес определяет групповой адрес (groupid). Система в Интернете может иметь один или более адресов класса D групповой рассылки (в дополнение к индивидуальному адресу или адресам). Если система (обычно хост) имеет семь адресов групповой рассылки, это означает, что он принадлежит семи различным группам. Адрес класса D может использоваться только как входящий адрес пункта назначения, а не как исходный адрес.

    Групповая передача в Интернете может осуществляться на местном или на глобальном уровне. На местном уровне хостом локальной сети LAN может быть сформирована группа, и могут быть назначены адреса групповой рассылки. На глобальном уровне хосты на различных сетях могут формировать группу, и может быть назначен адрес групповой рассылки.

    Назначенные адреса групповой рассылки. В сети Интернет определены некоторые адреса групповой рассылки к заданным группам.

    Категория. Некоторые адреса групповой рассылки предназначены для некоторого специального использования. Эти адреса групповой рассылки начинаются с префикса 224.0.0. таблицa 2.5 показывает некоторые из этих адресов.

    Специальные адреса
    Адрес Группа
    224.0.0.0 Зарезервировано
    224.0.0.1 Все СИСТЕМЫ на данной ПОДСЕТИ
    224.0.0.2 Все МАРШРУТИЗАТОРЫ на данной ПОДСЕТИ
    224.0.0.3 Не определено
    224.0.0.4 Все маршрутизаторы, работающие по протоколу многоадресной маршрутизации по вектору расстояния (DVMRP)
    224.0.0.5 Все маршрутизаторы, работающие по протоколу первоначального выбора наикратчайшего пути (OSPF)
    224.0.0.6 Заданные маршрутизаторы, работающие по протоколу первоначального выбора наикратчайшего пути (OSPF)
    224.0.0.7 Заданные маршрутизаторы
    224.0.0.8 Заданные хосты
    224.0.0.9 Маршрутизаторы, работающие по протоколу обмена маршрутной информацией (RIP2)
    224.0.0.10 Маршрутизаторы, работающие по протоколу внутренней маршрутизации (IGRP)
    224.0.0.11 Доступ к сети мобильной связи (Mobile agents)

    Конференц-связь. Некоторые адреса групповой рассылки предназначены для конференц-связи и организации телеконференций. Эти адреса групповых рассылок начинаются с префиксов 224.0.1. табл. 2.6 показывает некоторые из этих адресов.

    Примеры адресов для конференц-связи
    Адрес Группа
    224.0.1.7 Аудионовости
    224.0.1.10 Низкоскоростная речь согласно IETF
    224.0.1.11 Речь согласно IETF
    224.0.1.12 Видео согласно IETF
    224.0.1.16 Музыкальные передачи

    Широковещательные адреса

    Широковещательная связь происходит по принципу "один ко всем". Интернет позволяет широковещательную передачу только на местном уровне. Мы уже обсудили два широковещательных адреса, используемые на местном уровне: ограниченный широковещательный адрес (все единицы) и прямой широковещательный адрес (сетевой адрес и все единицы в локальном адресе).

    Ни одна широковещательная передача не разрешается на глобальном уровне. Это означает, что система (хост или маршрутизатор) не может передавать сообщение для всех хостов и маршрутизаторов в Интернете. Можно представить, какой может быть трафик в результате снятия этого ограничения.

    Для сокращения числа записей в маршрутизаторе широко используют бесклассовую систему междоменной маршрутизации (Classless Inter Domain Routing, CIDR), в которой маршрутизация осуществляется на основе префиксов. Префиксом обозначают общую часть старших разрядов адреса, они позволяют сократить число записей в маршрутизаторе. Так, если две первые указанные подсети подсоединены к одному маршрутизатору, то смежным маршрутизаторам не обязательно иметь 2 записи о каждой подсети, а достаточно иметь одну запись префикса 135.38.0.0/17 с маской 255.255.128.0 (11111111 11111111 10000000 00000000), содержащей 17 лидирующих "единиц".

    IP-адресация в версии 6

    Принципиальным решением устранения дефицита сетевых адресов является расширение адресного поля с 4-байтного (текущей версии IPv4) на 16-байтное (в новой версии IPv6) [56, 58, 66, 67, 70]. Адреса присваиваются интерфейсам; если к интерфейсу подключен один узел, то его адрес совпадает с адресом узла. Адресация использует бесклассовую систему междоменной маршрутизации (Classless Inter Domain Routing, CIDR).

    Предложено три формы представления адреса:

  • Предпочтительная форма (шестнадцатеричная система счисления с двоеточием) – восемь 16-битовых шестнадцатеричных чисел, разделенных двоеточием. Например, FEDC:BA98:7654:3210:FEDC:BA98:7654:3210.
  • Сжатая форма – запись длительной последовательности "0" путем введения двойного двоеточия. Двоеточие допускается использовать только в одном месте адреса. Например, адрес 1080:0:0:0:8:800:200C:417A может быть представлен в виде 1080::8:800:200C:417A.
  • Смешанная форма – шесть старших чисел (96 бит) записываются в предпочтительной форме, а младшие числа (32 бита) представляются в виде, принятом в IPv4. Например, 0:0:0:0:0:0:13.1.68.3, или в сжатой форме ::13.1.68.3.
    •

    Длина префикса записывается в конце адреса и отделяется от него косой линией. Например, адрес 12AB:0000:0000:CD30:0000:0000:0000:0000/60 содержит 60 битовый префикс 12AB:0000:0000:CD3, или в сжатой форме 12AB:0:0:CD30::/60.

    В версии IPv6 имеется три типа адресов.

    Индивидуальный адрес (Unicast address). Индивидуальные адреса определяют единственный интерфейс. Пакет, посланный по такому адресу, доставляется на указанный интерфейс. Для облегчения функции маршрутизации индивидуальный адрес формируется в виде составного адреса (AGUA — Aggregatable Global Unicast Address).

    Альтернативный адрес (Anycast address). Адрес такого типа относится к различным узлам, но имеет один и тот же адресный префикс. Например, все компьютеры соединены одной и той же физической сетью, использующей один и тот же префикс. Пакет, посланный по альтернативному адресу, должен быть доставлен точно к одному из участников группы ближайшим или наиболее доступным маршрутом, который имеет наименьшую метрику. Транспортировка пакета предполагается по фиксированному пути путем создания стека выборочных адресов.

    Широковещательный адрес (Multicast address). Широковещательный адрес определяет группу интерфейсов. Каждый участник этой группы может иметь или не иметь один префикс. Участники могут быть или не быть подключены к одной и той же физической сети. Пакет, посланный по широковещательному адресу, доставляется каждому участнику этой группы.

    Имеются специальные адреса. Не специфицированный адрес 0:0:0:0:0:0:0:0 используется при запросе назначения адреса, адрес шлейфа (loopback) 0:0:0:0:0:0:0:1 — для посылки пакета самому себе. Эти и еще некоторые типы адресов уже упоминались в предыдущем разделе.

    Распределение адресного пространства

    Адресное пространство имеет много различных функций. Разработчики IP-адресов разделили адресное пространство на две части, первая из которых называется тип префикса. Этот префикс переменной длины определяет цель адреса. Коды разработаны так, что нет кода, идентичного первой части любого другого кода. Таким путем удается избежать неопределенности; когда выдается адрес, тип может просто быть определен. Рисунок 2.3 показывает формат IPv6-адреса.

    (рис 2.3) Структура адреса в IPv6

    Существуют рекомендации по величине длины полей, и длина полей внутри формата может изменяться.

    таблицa 2.7 показывает префиксы для каждого типа адреса. Третья колонка показывает долю каждого типа адреса относительно полного адресного пространства.

    Примеры адресов для конференц-связи
    Тип префикса Тип Доля
    0000 0000 Зарезервировано 1/256
    0000 0001 Зарезервировано 1/256
    0000 001 Точка Сетевого доступа (NSAP – Network Service Access Point) 1/128
    0000 010 Зарезервировано 1/128
    0000 011 Зарезервировано 1/128
    0000 101 Зарезервировано 1/128
    0000 110 Зарезервировано 1/128
    0000 111 Зарезервировано 1/128
    0001 Зарезервировано 1/16
    001 Зарезервировано 1/8
    010 Индивидуальный адрес 1/8
    100 Зарезервировано 1/8
    101 Зарезервировано 1/8
    110 Зарезервировано 1/8
    1110 Зарезервировано 1/16
    1111 0 Зарезервировано 1/32
    1111 10 Зарезервировано 1/64
    1111 110 Зарезервировано 1/128
    1111 1110 0 Зарезервировано 1/512
    1111 1110 10 Местный адрес линии 1/1024
    1111 1110 11 Местный адрес сайта 1/1024
    1111 1111 Широковещательные адреса 1/256

    Индивидуальный адрес

    Формат адреса показан на Рис. 2.4

    (рис 2.4) Формат индивидуального адреса

    Поля для индивидуального адреса следующие:

  • Тип идентификатора. Это 3-битовое поле определяет адрес как адрес, выдаваемый поставщиком.
  • Идентификатор регистрации. Это 5-битовое поле указывает агентство, которое зарегистрировало адрес. В настоящее время определены три центра регистрации. INTERNIC (код 11000) – это центр для Северной Америки; RIPNIC (код 01000 ) – это центр для Европейской регистрации; и APNIC (код 10100 ) – это для стран Азии и Тихого океана.
  • Идентификатор поставщика. Поле переменной длины, определяющее поставщика для доступа к Интернету. Для этого поля рекомендовано 16 бит длины.
  • Идентификатор абонента. Для этого поля рекомендуется длина поля 24 бита.
  • Идентификатор подсети. Каждый абонент может иметь много различных подсетей, и каждая сеть может иметь различный идентификатор. Идентификатор сети определяет заданную сеть на территории подписчика. Для этого поля рекомендована длина 32 бита.
  • Идентификатор узла. Последнее поле определяет идентификацию узла, подключенного к подсети. Для этого поля рекомендована длина 48 бит, чтобы сделать его совместимым с 48-битовым адресом линии (физической), используемой Ethernet-ом. В будущем этот линейный адрес будет, вероятно, тот же самый, что физический адрес узла.
    •

    Индивидуальный адрес можно рассматривать как иерархическую адресацию, старшая часть которой используется магистральными маршрутизаторами, а младшая – маршрутизаторами низшего уровня. В совокупности старшие разряды адреса (префикс провайдера и префикс абонента) образуют составной адрес абонента, префикс провайдера — префикс абонента и префикс подсети — составной адрес подсети; а младшие – адрес узла в этой подсети.

    Зарезервированные адреса

    Адреса, которые используют префикс 00000000, кратко обсудим ниже.

  • Неопределенный адрес. Это адрес, в котором вся остальная часть, не содержащая префикс, состоит из одних нулей. Другими словами, полный адрес представляет число нуль. Такой адрес используется, когда хост не знает свой собственный адрес и посылает запрос для его нахождения. Однако в запросе он должен указать адрес источника. Неопределенный адрес может быть использован для этих целей. Заметим, что неопределенный адрес не может быть применен как адрес пункта назначения.
  • Шлейфный (петлевой) адрес (loopback). Этот адрес используется хостом для самотестирования без выхода в сеть. В этом случае сообщение создается на прикладном уровне, посылается на транспортный уровень и далее передается на сетевой уровень. Однако вместо перехода на физический уровень оно возвращается на транспортный уровень и передается на прикладной уровень. Это очень полезное тестирование функций программного обеспечения, расположенных на этих уровнях, по сравнению даже с подключением компьютера к сети. Адрес состоит из префикса 00000000, за ним следуют 119 нулевых бит и младший разряд, который содержит один единичный бит.
  • IPv4-адреса. Адресация IPv6 предусматривает взаимодействие с сетями, работающими в сетях IPv4. Во время перехода от IPv4 к IPv6 хост может использовать их IPv4-адреса, встроенные в адреса IPv6. Для этой цели разработаны два формата: совместимый и отображаемый. Совместимый адрес — это адрес из 96 нулей, за которыми следуют 32 бита IPv4-адреса. Он применяется, когда интерфейс, использующий IPv6, хочет посылать сообщение к другому интерфейсу, использующему IPv4. Передатчик задействует IPv4-совместимый адрес, чтобы пройти оборудование, передающие пакеты через регион IPv4.
    •

    Отображаемый адрес похож на совместимый, он включает в себя 72 нуля и 16 единиц, а последние 32 бита, как и в совместимом адресе, содержат IPv4-адрес. Он применяется, когда интерфейс, размещенный в зоне IPv6, хочет послать пакет к компьютеру, еще использующему IPv4. Пакет проходит большую часть пути через сети IPv6, но в конечном итоге доставляется к хосту, который использует IPv4-адреса.

    Очень интересно, что адреса соответствия и отображения разработаны таким образом, что, когда высчитывается контрольная сумма, можно использовать только встроенный адрес или весь полный адрес, потому что дополнительные нули или единицы, число которых кратно 16, не оказывают никакого эффекта на вычисление контрольной суммы. Это важно, потому что когда адрес пакета изменится от IPv6 к IPv4 с помощью маршрутизатора, контрольная сумма не изменяется.

    Местные адреса

    За этими адресами зарезервирован префикс ( 11111110 ).

  • Адрес местной линии. Эти адреса используются, если локальная сеть – LAN, в ней применяются интернет-протоколы, но сеть не подключена к Интернету по соображениям безопасности. Здесь задействован префикс 1111 1110 10. Такой адрес местной линии существует в изолированной сети и не применяется глобально. Никто извне не может послать сообщения компьютеру, который подсоединен к сети, использующей этот адрес.
    •

    Адрес, кроме префикса длиною 10 бит, содержит 70 нулей и в младших разрядах — 48 бит адреса узла.

  • Местный адрес сайта. Этот адрес нужен, если сайт, доступный для нескольких сетей, использует интернет-протоколы, но не подключен к Интернету, также по соображениям секретности. Этот тип адресации использует префикс 1111 1110 11. Местный адрес сайта существует в изолированных сетях и не применяется глобально. Никто извне не может послать сообщения компьютеру, который подсоединен к сети, использующей этот адрес.
    •

    Адрес, кроме префикса длиною 10 бит, содержит 38 нулей и 32 бита – адрес подсети и в младших разрядах — 48 бит адреса узла.

    Широковещательный адрес

    Широковещательные адреса применяются для определения группы хостов вместо единственного. Для этого адреса используется префикс 11111111 (в первом поле). Во втором поле размещается флаг, который определяет группу адресов, как постоянных, так и кратковременных. Постоянный адрес группы определяется интернет-полномочиями и может быть доступен все время. Напротив, кратковременный адрес группы задействован только временно. Система, применяемая в телеконференции, например, может использовать кратковременный адрес. Этот адрес содержит несколько различных областей, как это показано на Рис. 2.5

    (рис 2.5) Широковещательный адрес

    Краткие итоги

  • На сетевом уровне необходима для поставки пакета от сети до сети глобальная система идентификации, которая уникально идентифицирует каждый хост и маршрутизатор.
  • Адрес Интернета (или адрес IP) — 32 бита (для IPv4), который уникально и универсально определяет хост или маршрутизатор в Интернете.
  • Часть адреса IP, которая определяет сеть, названа сетевым адресом (netid).
  • Часть адреса IP, которая идентифицирует хост или маршрутизатор на сети, названа локальным адресом (hostid).
  • Адрес IP определяет подключение устройства к сети.
  • Есть пять классов адресов IP. Классы A, B и C отличаются по разрешенным в сети номерам хостов. Класс D зарезервирован для групповой передачи, и класс E — резервный.
  • Класс сети легко определяется анализом первого байта.
  • Многоадресное устройство подключается к множеству сетей и имеет адрес IP для каждой сети, к которой она подключена.
  • Классы A, B и C с прямым широковещательным адресом (адрес узла состоит из всех единиц ) используются маршрутизатором, чтобы передавать пакеты для всех хостов на заданной сети.
  • Ограниченный широковещательный адрес (все единицы в локальном адресе ) используется хостом, чтобы передать пакеты всем хостам на его сети.
  • Исходный адрес IP из всех нулей используется хостом при начальной загрузке, если он не знает свой адрес IP.
  • Адрес IP пункта назначения с сетевым номером (netid) состоит из всех нулей и используется хостом, чтобы передать пакет другому хосту на той же самой сети.
  • Адрес шлейфа с первым байтом, равным 127, используется хостом, чтобы проверить его программное обеспечение.
  • Индивидуальная связь — один из видов соединения, когда один источник посылает пакет к одному пункту назначения.
  • Связь групповой рассылки — один из видов соединения, когда один источник посылает пакет к множеству пунктов назначения.
  • Хосты с одним и тем же адресом групповой рассылки могут быть на той же самой сети или на различных сетях.
  • Адреса групповой рассылки часто используются для целей конференц-связи и информационного поиска.
  • Широковещательная связь — один из видов соединения, когда один источник посылает пакеты для всех хостов на своей сети.
    •

    Задачи и упражнения

  • Каково адресное пространство в каждой из следующих систем?
  • система с адресами на 8 бит;
  • система с адресами на 16 бит;
  • система с адресами на 64 бита.
    •
  • Адресное пространство имеет 1 024 адресов. Сколько битов необходимо, чтобы представить адрес?
  • Адресное пространство использует три символа: 0, 1 и 2 представляют адресы. Если каждый адрес состоит из 10 символов, сколько существует адресов, доступных системно?
  • Изменить следующие адреса IP из десятичной разделенной точками системы обозначений на двоичную систему обозначений:
  • 114.34.2.8 ;
  • 129.14.6.8 ;
  • 208.34.54.12 ;
  • 238.34.2.1 ;
  • 241.34.2.8.
  • Изменить следующие адреса IP из десятичной разделенной точками системы обозначений на шестнадцатеричную систему обозначений:
  • 114.34.2.8 ;
  • 129.14.6.8 ;
  • 208.34.54.12 ;
  • 238.34.2.1 ;
  • 241.34.2.8.
  • Изменить следующие адреса IP из шестнадцатеричной системы обозначений на двоичную систему обозначений:
  • Oxl347FEAB ;
  • OxAB234102 ;
  • Ox0123A2BE ;
  • 0x00001111.
  • Сколько цифр необходимо, чтобы определить сетевой адрес (netid) в шестнадцатеричной системе обозначений в каждом из следующих классов?
  • Класс A;
  • Класс B;
  • Класс C.
  • Изменить следующие адреса IP из двоичной системы обозначений на десятичную разделенную точками систему обозначений:
  • 01111111 11110000 01100111 01111101 ;
  • 10101111 11000000 11111000 00011101 ;
  • 11011111 11000000 00011111 01011101 ;
  • 11110111 11110011 10001111 11011101 ;
  • 11110111 11110011 10000111 11011101.
  • Найти класс следующих адресов IP:
  • 208.34.54.12 ;
  • 238.34.2.1 ;
  • 114.34.2.8 ;
  • 129.14.6.8 ;
  • 241.34.2.8.
  • Найти класс следующих адресов IP:
  • 11110111 11110011 10000111 11011101;
  • 10101111 11000000 11110000 00011101;
  • 11011111 10110000 00011111 01011101;
  • 11101111 11110111 11000111 00011101;
  • 01111111 11110000 01100111 01111101.
  • Найти сетевой адрес (netid) и локальный адрес (hostid) следующих адресов IP:
  • 114.34.2.8 ;
  • 19.34.21.5 ;
  • 23.67.12.1 ;
  • 127.23.4.0.
  • Найти сетевой адрес (netid) и локальный адрес (hostid) следующих адресов IP:
  • 129.14.6.8 ;
  • 132.56.8.6 ;
  • 171.34.14.8 ;
  • 190.12.67.9.
  • Найти сетевой адрес (netid) и локальный адрес (hostid) следующих адресов IP:
  • 192.8.56.2 ;
  • 220.34.8.9 ;
  • 208.34.54.12 ;
  • 205.23.67.8.
  • Какой из следующих адресов не принадлежит той же самой сети (разбиение на подсети отсутствует)? Объясните почему.
  • 123.4.6.2
  • 123.4.78.9
  • 132.14.56.12
  • 123.4.0.0
  • Какой из следующих адресов не принадлежит той же самой сети (разбиение на подсети отсутствует)? Объясните почему.
  • 130.4.8.0
  • 130.5.34.12
  • 130.4.78.5
  • 130.4.76.11
  • Хост с адресом IP 128.23.67.3 передает сообщение хосту с адресом IP 193.45.23.7. Может ли сообщение пройти через любой маршрутизатор?
  • Хост с адресом IP 128.23.67.3 передает сообщение хосту с адресом IP 14.45.23.7. Может ли сообщение пройти через любой маршрутизатор?
  • Хост с адресом IP 128.23.67.3 передает сообщение хосту с адресом IP 128.45.23.7. Может ли сообщение пройти через любой маршрутизатор?
  • Хост с адресом IP 128.23.67.3 передает сообщение хосту с адресом IP 128.23.23.7. Может ли сообщение пройти через любой маршрутизатор? Предположим, что разбиения сетей нет.
  • Хост с адресом IP 195.23.67.3 передает сообщение хосту с адресом IP 195.23.41.7. Может ли сообщение перемещаться через любой маршрутизатор (разбиение на подсети отсутствует)?
  • Хост с адресом IP 195.23.67.3 передает сообщение хосту с адресом IP 195.23.67.7. Может ли сообщение пройти через любой маршрутизатор (разбиение на подсети отсутствует)?
  • Хост с адресом IP 9.11.67.3 передает сообщение хосту с адресом IP 11.34.2.7. Может ли сообщение пройти через любой маршрутизатор? Предположим, что нет разбиения сетей.
  • Хост с адресом IP 9.11.67.3 передает сообщение хосту с адресом IP 9.34.2.7.Может ли сообщение пройти через любой маршрутизатор (разбиение на подсети отсутствует)?
  • Сделайте рисунок диаграммы сети с адресом 8.0.0.0, которая связана через маршрутизатор с сетью с адресом IP 131.45.0.0. Выберите адреса IP для каждого интерфейса маршрутизатора. Покажите также некоторые хосты на каждой сети с их адресами IP. Каков класс каждой сети?
  • Какой класс адреса IP 255.255.255.255 используется в ограниченной широковещательной передаче?
  • Какой класс адреса IP 0.0.0.0 используется во время начальной загрузки?
  • Какой класс адреса IP 0.23.56.12 используется в сети класса A для того, чтобы послать сообщение заданному хосту, расположенному на "этой" сети?
  • Какой класс адреса IP 0.0.52.16 используется в сети класса B для того, чтобы послать сообщение заданному хосту, расположенному на "этой" сети?
  • Какой класс адреса IP 0.0.0.14 используется в сети класса C для того, чтобы послать сообщение заданному хосту, расположенному на "этой" сети?
  • Маршрутизатор имеет адрес IP 108.5.18.22. Он передает прямой широковещательный пакет для всех хостов на этой сети. Какие адреса IP источника и пункта назначения использованы в этом пакете?
  • Маршрутизатор имеет адрес IP 140.15.8.20. Он передает прямой широковещательный пакет для всех хостов этой сети. Какие адреса IP источника и пункта назначения использованы в этом пакете?
  • Маршрутизатор имеет адрес IP 200.4.8.20. Он передает прямой широковещательный пакет для всех хостов на этой сети. Какие адреса IP источника и пункта назначения использованы в этом пакете?
  • Хост с адресом IP 108.67.18.70 передает ограниченный широковещательный пакет для всех хостов на той же самой сети. Какие адреса IP источника и пункта назначения использованы в этом пакете?
  • Хост с адресом IP 180.6.8.17 передает ограниченный широковещательный пакет для всех хостов на той же самой сети. Какие адреса IP источника и пункта назначения использованы в этом пакете?
  • Хост с адресом IP 202.7.8.27 передает ограниченный широковещательный пакет для всех хостов в той же самой сети. Какие адреса IP источника и пункта назначения использованы в этом пакете?
  • Хост с адресом IP 124.67.89.34 нуждается в испытании шлейфа. Каковы адреса источника и пункта назначения?
  • Хост с адресом IP 185.42.56.88 хочет произвести испытание шлейфа. Каковы адреса источника и пункта назначения?
  • Хост с адресом IP 218.34.13.89 хочет провести испытание шлейфа. Каковы адреса источника и пункта назначения?
  • Хост с адресом IP 123.27.19.24 передает сообщение хосту с адресом IP 123.67.89.56, используя специальный адрес "Заданный хост на этой сети". Каковы адреса источника и пункта назначения?
  • Хост с адресом IP 187.12.16.38 передает сообщение хосту с адресом IP 187.12.18.99, используя специальный адрес "Заданный хост на этой сети". Каковы адреса источника и пункта назначения?
  • Хост с адресом IP 215.14.14.9 передает сообщение хосту с адресом IP 215.14.14.22, используя специальный адрес "Заданный хост на этой сети". Каковы адреса источника и пункта назначения?
  • Хост в классе A, который не знает своего адреса IP, хочет передать сообщение серверу начальной загрузки, чтобы найти его адрес. Каковы адреса источника и пункта назначения?
  • Хост в классе A, который не знает своего адреса IP, хочет передать сообщение серверу начальной загрузки, чтобы найти его адрес. Каковы адреса источника и пункта назначения?
  • Хост в классе C, который не знает своего адреса IP, хочет передать сообщение серверу начальной загрузки, чтобы найти его адрес. Какие адреса источника и пункта назначения?
  • Напишите следующие адреса в сжатой форме:
  • 3540:1FDEG:213B:C000:0000:0000:0000:0000 ;
  • 1588:0000:90CB: 0000:0000:0000:0000: F546 ;
  • 327A: 0000:0000:0000:0000:0022: F546:0000 ;
  • 0000:0000:0000:0000:1588:0022: F546:0000.
  • Напишите следующие адреса в исходной форме:
  • 525::0 ;
  • 0::7456::0 ;
  • 342::1::2:5 ;
  • 0::AA::0.
  • Какого типа следующие адреса:
  • FE89::12 ;
  • FEC0::24A2 ;
  • FF02::0 ;
  • 0::01.
  • Какого типа следующие адреса:
  • 0::0 ;
  • 0::FFFF::0::0 ;
  • 582F:5743::3333 ;
  • 4821::14::55 ;
  • 62EF::A543:2.
  • Покажите совместимый адрес IPv6 в шестнадцатеричной системе счисления с двоеточием для связи с IPv4 234.17.5.34.
  • Покажите совместимый адрес IPv6 в шестнадцатеричной системе счисления с двоеточием со шлейфным адресом.
  • Покажите отображаемый адрес IPv6 в шестнадцатеричной системе счисления с двоеточием с IPv4 156.7.34.12.
  • Покажите в шестнадцатеричной системе счисления с двоеточием адрес местной линии, где идентификатор узла 0::146/48.
  • Покажите в шестнадцатеричной системе счисления с двоеточием адрес местной линии, где идентификатор узла 0::146/48.
  • Покажите в шестнадцатеричной системе счисления с двоеточием широкополосный постоянный адрес с областью действия "местная линия".
  • Написать функцию на языке C (или на любом языке, с которым вы знакомы), чтобы заменить адрес IP в десятичной разделенной точками системе обозначений двоичной системой обозначений.
  • Написать функцию на языке C (или на любом языке, с которым вы знакомы), чтобы заменить адрес IP в двоичной системе обозначений десятичной разделенной точками системой обозначений.
  • Написать функцию на языке C (или на любом языке, с которым вы знакомы), чтобы заменить адрес IP в двоичной системе обозначений шестнадцатеричной системой обозначений.
  • Написать функцию на языке C (или на любом языке, с которым вы знакомы), которая принимает адрес и возвращает класс адреса.
  • Написать функцию на языке C (или на любом языке, с которым вы знакомы), которая принимает адрес и возвращает заданную по умолчанию маску для этого адреса.
  • Написать функцию на языке C (или на любом языке, с которым вы знакомы), которая принимает адрес и возвращает первый адрес (сетевой адрес) в блоке.
  • Написать функцию на языке C (или на любом языке, с которым вы знакомы), которая принимает адрес и возвращает последний адрес в блоке.
  • Написать функцию на языке C (или на любом языке, с которым вы знакомы), которая преобразует адрес в шестнадцатеричной системе счисления с двоеточием в сжатую форму.
  • Написать функцию на языке C (или на любом языке, с которым вы знакомы), которая преобразует IPv4-адрес в соответствующий совместимый адрес IPv6.
  • Написать функцию на языке C (или на любом языке, с которым вы знакомы), которая преобразует IPv4-адрес в соответствующий отображаемый адрес IPv6.

    • Дополнительный материал для прохождения тестирования к лекции, Вы можете скачать здесь.

    Предыдущее занятие Следующее занятие
    Вернуться к учебному плану
    ^