Поэтому протоколы сетевого уровня и выше инвариантны к сетевой физической среде. |
Опубликован: 03.02.2017 | Уровень: для всех | Доступ: свободно
Лекция 7:
Адресация в IP-сетях
Краткие итоги лекции 7
- Логические адреса узлов в IP-сетях версии IPv4 содержат 32 двоичных разряда, версии IPv6 - 128двоичных разряда.
- IP-адреса являются иерархическими. Старшие разряды определяют номер сети, а младшие разряды - номер узла в сети.
- Существует адресация на основе классов и бесклассовая адресация.
- Адрес 127.0.0.1 предназначен для самотестирования, когда проверяют, установлен ли протокол TCP/IP на конечном узле.
- В таблице маршрутизации задаются адреса сетей, а не узлов для сокращения числа записей, которыми оперирует маршрутизатор.
- Адрес сети маршрутизатор получает путем логического умножения сетевого адреса узла назначения на маску.
- Общая часть адреса называется префиксом.
- IP-адреса узлов могут назначаться администратором вручную (статическая адресация) или автоматически с помощью протокола динамического конфигурирования узлов (DHCP).
- Вручную назначаются адреса сетевым принтерам, серверам и интерфейсам маршрутизаторов.
- Настройки адресов компьютера можно посмотреть по команде ipconfig в командной строке.
- В IP-сетях используются следующие виды рассылки данных: одноадресная (unicast), широковещательная (broadcast), многоадресная (multicast). Адрес источника сообщения - всегда уникальный.
- При прямой широковещательной рассылке сообщение передается всем узлам в сети, причем, сообщение можно переслать даже из другой сети.
- Ограниченная широковещательная рассылка действует только внутри локальной сети, она использует адрес 255.255.255.255.
- В маршрутизаторах используют как адресацию на основе стандартных масок, так и адресацию с масками переменной длины.
- Сети с частными адресами, не подключенные к Internet, могут иметь любые адреса, лишь бы они были уникальны внутри частной сети.
- Пакеты с частными адресами блокируются маршрутизатором.
- Трансляторы сетевых адресов NAT, PAT переводят частные адреса в публичные (общедоступные).
- Один публичный адрес можно комбинировать с набором номеров порта узла источника, т.е. формируется совокупность комплексных адресов, называемых сокетами. При этом один IP-адрес могут использовать сразу несколько узлов частной сети.
- Кардинальным решением проблемы нехватки логических адресов является разработка и внедрение адресации версии IPv6, которая использует для адресации 128 двоичных разрядов.
- Адреса версии IPv6 представлены в виде 8 блоков по четыре шестнадцатеричных числа. Блоки разделяются двоеточием.
- Формат адреса IPv6 можно представить в виде поля идентификатора интерфейса (младшие 64 бита, которые задают адрес узла) и полей префиксов подсети, сайта и провайдера (старшие 64 бита).
- Идентификатор интерфейса может быть сконфигурирован вручную администратором или задан динамически, например, с использованием механизма расширенного уникального идентификатораEUI-64.
- Протокол IPv6 предусматривает 3 типа адресов: индивидуальный (unicast), групповой (multicast), произвольный (anycast).
- Глобальные индивидуальные адреса IPv6 являются уникальными во всей сети Интернет. Также как уникальные адреса IPv4 они либо назначаются администратором статически, либо присваиваются динамически.
- При автоматическом назначении глобальных индивидуальных адресов IPv6 используются варианты: автоконфигурирование без сохранения состояния адреса, когда адресная информация получается от маршрутизатора; получение адресной информации от сервера DHCP.
- Маршрутизатор IPv6 может функционировать, рассылая сообщения "Объявления маршрутизатора IPv6". после формирования команды ipv6 unicast-routing в режиме глобального конфигурирования.
- Локальные индивидуальные адреса канала из диапазона FE80::/10 - FEBF::/10 могут быть назначены администратором вручную или динамически.
- Локальный МАС-адрес действителен только в пределах сетевого сегмента канального уровня.
- Присвоенный групповой адрес FF02::1 используется для передачи сообщений всем узлам, имеющим такой адрес. Присвоенный групповой адрес FF02::2 используется для передачи сообщений всем маршрутизаторам.
- Групповой адрес запрашиваемого узла (multicast) объединяет префикс группового адреса FF02:0:0:0:0:1:FF00::/104 и младшие 24 бита глобального индивидуального адреса IPv6. Используется для определения (разрешения) МАС-адреса назначения по известному IPv6-адресу.
- Для передачи некоторых видов служебной информации в сетях IPv4, IPv6 используются протоколы ICMPv4, ICMPv6. Они проводят подтверждение доступности или недоступности узла или сервиса (услуги), истечения времени, переадресации маршрута.
- Существуют механизмы перехода между сетями IPv4, IPv6 (три метода сетевой миграции): двойной стек; туннелирование; преобразование адресов.
Вопросы
- Кто назначает логические адреса интерфейсам маршрутизаторов и конечным узлам сети?
- Сколько двоичных разрядов содержат логические адреса узлов в IP-сетях версии IPv4?
- Что определяют старшие и младшие разряды сетевого адреса?
- Какие классы уникальных адресов используются в сетях?
- Какие размеры имеют стандартные маски адресов классов А, В, С?
- Какое максимальное число узлов могут задавать адреса класса С?
- Какой адрес используется для самотестирования?
- Для чего нужны сетевые маски?
- Как называется общая часть адреса нескольких устройств?
- Какова длина префикса маски 255.255.240.0?
- Какие устройства делят сеть на широковещательные домены?
- В чем состоит различие прямой и ограниченной широковещательных рассылок?
- В чем состоит различие широковещательной и групповой рассылок?
- Для чего используются частные адреса в локальных сетях? Каковы их диапазоны?
- Что переводит частные адреса в публичные и обратно?
- Какой диапазон адресов используется в локальных сетях, когда невозможно получить адрес от протокола DHCP?
- Какой блок адресов, называемый TEST-NET, зарезервирован для учебных целей и использования в документации?
- Какие адреса называют сокетами?
- Что позволит радикально решить проблему дефицита IP-адресов?
- Сколько двоичных разрядов содержат логические адреса в IPv6-сетях?
- Как представлены адреса версии IPv6?
- Какие типы индивидуальных адресов используются в IPv6-сетях?
- Каковы три составляющих индивидуального глобального адреса?
- Из какого диапазона назначаются локальные индивидуальные адреса канала? Для чего они нужны?
- Какой используется адрес для передачи сообщения всем узлам в сети?
- Какой используется адрес для передачи сообщения всем маршрутизаторам в сети?
- Какую команду необходимо использовать, чтобы маршрутизатор начал функционировать в режиме IPv6?
- Для чего используется многоадресная рассылка запрошенного узла?
- Для чего необходим протокол ICMP? Какие сообщения он передает?
- Как функционирует команда traceroute?
- Какие методы сетевой миграции используются для совместной работы сетей IPv6 и IPv4?
Упражнения
- Приведите примеры адресов конечных узлов классов А, В, С. Используя стандартные маски, рассчитайте адреса соответствующих сетей.
- Переведите адреса 10.169.77.19; 172.18.190.59; 192.168.55.112 в двоичную систему.
- Рассчитайте максимальное количество узлов в подсетях 10.169.77.16/28; 172.18.190/27; 192.168.55.112/29.
- Проверьте, установлен ли протокол TCP/IP на Вашем компьютере.
- Определите параметры настройки адресов компьютера.
- Проведите тестирование по адресу 127.0.0.1. Объясните результат.
- Приведите примеры адресов прямой и ограниченной широковещательной рассылки.
- Приведите примеры частных адресов из трех выделенных диапазонов.
- Приведите пример адреса IPv6, зарезервированного для использования в документации и в учебных целях. Объясните назначение каждого блока.
- Приведите пример адресаIPv6, идентификатор интерфейса которого создан с использованием механизма EUI-64.
- В среде Packet Tracer смоделируйте нижеприведенную схему сети.
Создайте конфигурацию маршрутизаторов с заданными в таблице адресами интерфейсов.
Марш-затор | Интерфейс | IPv6-адрес интерфейса | |
---|---|---|---|
А | G0/0 | 2001:db8:a:1::1/64 | |
S0/3/0 | 2001:db8:a:3::1/64 | ||
В | G0/0 | 2001:db8:a:2::1/64 | |
S0/3/1 | 2001:db8:a:3::2/64 |
Необходимо:
- Задать имена маршрутизаторов.
- Сконфигурировать интерфейсы в соответствие с таблицей.
- Установить пароль на консольную линию.
- Установить пароль на виртуальные линии.
- Установить пароль на вход в привилегированный режим.
- Проверить и сохранить конфигурацию.
- Сконфигурировать адресную информацию на конечных узлах.
- Проверить конфигурацию маршрутизаторов. Прокомментировать полученные результаты.
- Провести "прозвонку" и "трассировку" устройств между собой с использованием локальных и глобальных адресов. Прокомментировать полученные результаты.
- Изменить локальные адреса маршрутизаторов. Повторить пункты 8, 9.