Podsieci

3.1 Wprowadzenie do hostów i podsieci

Adresy IP służą do identyfikacji urządzeń w sieci. Aby komunikować się z innymi urządzeniami w sieci, każdemu urządzeniu sieciowemu (w tym komputerom, serwerom, routerom, drukarkom) należy przypisać adres IP. Takie urządzenia w sieci nazywane są hostami .

Sprzęt sieciowy ma również swoje własne numery. A wszystkie komputery obsługiwane przez określony sprzęt sieciowy nazywane są podsieciami . Każda podsieć ma wzorzec, według którego sprzęt sieciowy przypisuje adresy IP do swoich podsieci. Taki wzorzec nazywany jest maską podsieci .

Maski podsieci pozwalają podzielić jedną sieć na kilka podsieci, a także ustawić maksymalną liczbę sponsorowanych hostów.

Wprowadzenie do adresów IP

Adres IP składa się z czterech części, zapisywanych jako liczby dziesiętne z kropkami (na przykład 192.168.1.1). Każda z tych czterech części nazywana jest oktetem . Oktet to osiem cyfr binarnych, takich jak 00001111.

Zatem każdy oktet może przyjąć wartość binarną od 00000000do 11111111lub od 0do 255dziesiętnej.

Struktura adresu IP

Pierwsza część adresu IP to numer sieci, druga część to identyfikator hosta. Razem tworzą unikalny adres IP hosta. Im krótszy numer sieci, tym więcej hostów może pomieścić. Jeśli numer sieci zajmuje 3 bytes, to na numer hosta pozostanie tylko jeden bajt (maksymalna 255liczba hostów w sieci).

Numer sieci jest używany przez routery (routery, routery) do przekazywania pakietów do żądanych sieci, podczas gdy identyfikator hosta identyfikuje konkretne urządzenie w tej sieci, do którego pakiety powinny zostać dostarczone.

Przykład numeru sieci i hosta

Poniższy rysunek przedstawia przykład adresu IP, w którym pierwsze trzy oktety ( 192.168.1) to numer sieci, a czwarty oktet ( 16) to identyfikator hosta.

Liczba cyfr binarnych w adresie IP przypadająca na numer sieci i liczba cyfr w adresie przypadająca na identyfikator hosta może się różnić w zależności od maski podsieci.

3.2 Maski podsieci

Prywatne adresy IP

Każdy host w Internecie musi mieć unikalny adres. Wyjątkiem są adresy IP w sieciach lokalnych.

Jeśli masz własną sieć lokalną w swoim biurze, to jej komputery będą miały własne, nieunikalne adresy IP. Jeśli jednak jest to komputer podłączony bezpośrednio do Internetu lub serwer, to musi mieć publicznie unikalny adres IP.

Istnieje specjalna organizacja (IANA), która zajmuje się dystrybucją adresów IP. Dostawcy usług internetowych kupują od niego adresy IP w blokach (podsieciach), a następnie sprzedają je swoim klientom. Więc jeśli płacisz za biały adres IP, wszystko jest w porządku (dostawca również za to płaci).

Ponadto IANA zidentyfikowała kilka podsieci, które są powszechnie używane w niepublicznych sieciach lokalnych. Ponieważ te podsieci nie są publiczne, każdy może z nich korzystać w dowolnym celu. Istnieją trzy takie podsieci: duża, średnia i mała.

Zarezerwowane są dla nich następujące trzy bloki adresów IP:

• 10.0.0.0—10.255.255.255
• 172.16.0.0—172.31.255.255
• 192.168.0.0—192.168.255.255

Adresy IP tych prywatnych podsieci są czasami określane jako adresy „szare”.

Maski podsieci

W celu określenia, które bity adresu IP odnoszą się do numeru hosta, a które do numeru podsieci, używana jest tak zwana maska ​​podsieci .

Załóżmy, że masz adres IP zapisany binarnie:

11110101  01010101 11111111 00000001

Bity odpowiadające za numer sieci zaznaczono na czerwono, bity odpowiadające za numer hosta na zielono. Tak, to też jest możliwe. Nie ma twardego powiązania z bajtami.

Maska podsieci będzie nazywana taką liczbą, gdzie bity podsieci będą odpowiadać jedynkom, a bity hosta będą odpowiadały zerom. Przykład maski podsieci dla poprzedniego adresu:

11111111  11111111 11110000 00000000

Wszystkie bity podsieci są równe 1, wszystkie bity hosta są równe 0.

Przykład wyodrębnienia numeru sieci i identyfikatora hosta z adresu IP:

Maski podsieci zawsze składają się z serii kolejnych jedynek, zaczynając od najbardziej wysuniętego na lewo bitu maski, po których następuje seria kolejnych zer, co daje łączną liczbę bitów 32.

Maskę podsieci można zdefiniować jako liczbę bitów w adresie reprezentujących numer sieci (liczba bitów o wartości „ ” 1). Na przykład „ 8-bit mask” to maska, w której 8bity są jedynkami, a pozostałe 24bity są zerami.

Maski podsieci są zapisywane w notacji dziesiętnej z kropkami, podobnie jak adresy IP. Poniższe przykłady przedstawiają binarny i dziesiętny zapis masek 8-bit, i masek podsieci.16-bit24-bit29-bit

Maski podsieci:

3.3 DHCP

Wewnątrz sieci lokalnej mogą występować zarówno statyczne, jak i dynamiczne adresy IP. Administratorzy systemu mogą przypisywać komputerom adresy statyczne. Dynamiczne są przydzielane komputerom automatycznie za pomocą usługi DHCP .

Protokół dynamicznej konfiguracji hosta (DHCP) to protokół aplikacji, który umożliwia urządzeniom sieciowym automatyczne uzyskiwanie adresu IP i innych parametrów niezbędnych do działania w sieci TCP/IP.

Po uruchomieniu komputera system operacyjny uzyskuje dostęp do serwera DHCP (zwykle wbudowanego w router) i otrzymuje od niego adres IP (i inne niezbędne parametry). Pozwala to uniknąć ręcznej konfiguracji komputerów w sieci. Takie podejście jest stosowane w większości sieci lokalnych.

Dystrybucja adresów IP

Protokół DHCP udostępnia trzy sposoby przydzielania adresów IP:

Dystrybucja ręczna . W tej metodzie administrator sieci odwzorowuje adres sprzętowy (adres MAC) każdego komputera na określony adres IP. W rzeczywistości ta metoda przydzielania adresu różni się od ręcznej konfiguracji każdego komputera tylko tym, że informacje adresowe są przechowywane centralnie (na serwerze DHCP), dzięki czemu łatwiej jest je zmienić w razie potrzeby.

Dystrybucja automatyczna . Dzięki tej metodzie każdemu komputerowi przydzielany jest dowolny, wolny adres IP z zakresu zdefiniowanego przez administratora do stałego użytku.

dystrybucja dynamiczna . Ta metoda jest podobna do automatycznej dystrybucji, z tą różnicą, że adres jest podawany komputerowi nie na stałe, ale na określony czas. Nazywa się to dzierżawą adresu. Po wygaśnięciu dzierżawy adres IP ponownie zostaje uznany za wolny, a klient ma obowiązek zażądać nowego (jednak może się okazać, że będzie ten sam). Ponadto sam klient może odrzucić otrzymany adres.

Zaawansowane usługi DHCP są w stanie automatycznie aktualizować rekordy DNS odpowiadające komputerom klienckim, gdy zostaną im przydzielone nowe adresy. Może to być przydatne, gdy masz dużą sieć firmową, która używa wewnętrznego DNS dla nazw serwerów i komputerów.

Opcje DHCP

Oprócz adresu IP, DHCP może również dostarczyć klientowi dodatkowe parametry niezbędne do normalnej pracy sieci. Te opcje są nazywane opcjami DHCP. Jest ich wiele, ale wystarczy znać tylko kilka z nich.

Niektóre z najczęściej używanych opcji to:

• domyślny adres IP routera;
• Maska podsieci;
• adresy serwerów DNS;
• Nazwa domeny DNS.

3.4 lokalny host i 127.0.0.1

Warto znać kilka adresów IP. Na przykład adres IP routera. Kolejny adres IP, który warto znać, to 127.0.0.1.Teraz porozmawiamy o tym bardziej szczegółowo.

Co to jest 127.0.0.1?

Adres IP 127.0.0.1jest znany jako adres sprzężenia zwrotnego, ale można go zobaczyć jako localhost . Gdy skierujesz przeglądarkę na 127.0.0.1, spróbuje ona połączyć się z komputerem, którego teraz używasz. Jest to przydatne, gdy chcesz połączyć się z serwerem na swoim komputerze.

127.0.0.1jest szczególny wśród adresów IP. Z reguły adres IP jest unikalny dla każdego komputera zarówno w sieci lokalnej, jak iw Internecie. Jednak 127.0.0.1zawsze wskazuje komputer, z którego aktualnie korzystasz, bez względu na wszystko.

Na przykład konfigurujesz serwer na swoim komputerze służbowym i możesz się z nim połączyć, wpisując 127.0.0.1w przeglądarce w pracy. Jednak gdy wrócisz do domu i wpiszesz 127.0.0.1, zamiast tego połączysz się z komputerem domowym. Aby połączyć się z komputerem służbowym, potrzebujesz jego publicznego adresu IP.

Co to jest host lokalny?

localhost jest w rzeczywistości nazwą domeny, ponieważ nie ma 127.0.0.1.szczególnej różnicy między 127.0.0.1a localhost. Możesz napisać to tak, to tak, jak chcesz.

Lokalnego hosta można traktować jako „nazwę” adresu 127.0.0.1, podobnie jak „www.google.com” to „nazwa” adresu IP Google. Jednak gdy odwiedzasz witrynę www.google.com, musi ona przejść przez serwer DNS, aby komputer mógł określić, który adres IP pasuje do nazwy.

Localhost nie potrzebuje serwera DNS, ponieważ Twój komputer już wie, że chcesz się z nim połączyć. W ten sposób możesz korzystać z localhost, nawet jeśli nie masz połączenia z Internetem.