Формы записи ip-адреса

Ø  Сетевые или IP адреса (для однозначной адресации в пределах всей составной сети, IP адрес – 4 байта, 2 части – № узла и № сети. Используется на сетевом уровне. № сети может быть выбран АС произвольно или по рекомендации специального подразделения, деление IP на поля произвольно, узел может иметь несколько IP адресов, тк может входить в несколько сетей)

Ø  Доменные имена (задается администратором и состоит из имени машины, имени организации, имени домена, такой адрес используется на прикладном уровне)

33.  Формы записи IP-адреса

Длина IP адреса – 4 байта. Состоит из 2ух логический частей: № сети и № узла.

Есть 3 формы записи:

Ø  Десятичные числа, разделенные точкой

Ø  В двоичном формате

Ø  В шестнадцатеричном формате

Разграничительного знака между № сети и № узла нет.

Эта проблема может быть решена 3мя способами:

Ø  Определение фиксированной длины, в одной из частей которой размещается № сети, а в другой — № узла.

Недостаток: из-за фиксированной длины поля № узла все сети будут иметь одинаковое максимальное число узлов.

Ø  Использование маски, которая позволяет максимально гибко устанавливать границу.

Маска – число, используемое в паре с IP адресом. Маска содержит НЕПРЕРЫВНУЮ последовательность 1 в тех разрядах, где в IP адресе должен быть № сети. Граница последовательностей 1 и 0 – граница между № сети и № узла.

Адресное пространство при таком подходе – совокупность множества сетей различных размеров.

Ø  Использование классов

Этот способ – компромисс между использованием фиксированной длины и маски. Размеры не произвольные (как в маске), но и не одинаковые (как в фикс. длине). Вводится несколько классов сетей, для каждого из которых определены свои размеры.

34.  Классы IP-адресов

Класс определяется значением первых битов адреса. В соответствии с тем, в какой диапазон попадает первый байт адреса, к такому классу этот адрес и относится (класс А: № сети – 1байт, № узла – 3 байта, поэтому А используется в самых больших сетях). Наименьший номер сети не может начинаться с нуля, номер 127 зарезервирован. Наиболее распространены сети класса С.

Характеристики адресов разных классов:

Ø  А: 0 – 1.0.0.0 – 126.0.0.0 – 224

Ø  В: 10 – 128.0.0.0 – 191.255.0.0 – 216

Ø  С: 110 – 192.0.1.0 – 223.255.255.0 – 28

Ø  D: 1110 – 224.0.0.0 – 239.255.255.255 – multicast

Ø  Е: 11110 – 240.0.0.0 – 247.255.255.255 – класс зарезервирован (ч-ло узлов не определено)

35.  Особые IP-адреса. Порядок назначения IP-адресов

В протоколе IP существуют соглашения об особой интерпретации IP адресов:

Ø  Если весь IP адрес состоит только из двоичных 0, то он обозначает адрес узла, который сгенерировал этот пакет (исп-ся в некоторых сообщениях ICMP).

Ø  Если в поле № сети стоят только 0, то считается, что узел назначения принадлежит той же сети, что и узел-отправитель.

Ø  Если все двоичные разряды IP адреса = 1, то пакет рассылается всем узлам сети, в которой находится отправитель.

Ø  Если 1 стоят в поле № узла, то пакет рассылается всем узлам сети с заданным номером сети (широковещательная рассылка)

Ø  127 – запрещенный номер для начала адресации

В больших сетях уникальность сетевых адресов гарантируется централизованной иерархически организованной системой их распределения. Главный орган регистрации глобальных адресов в Интернете – ICANN – неправительственная некоммерческая организация, управляемая советом директоров и координирующая работу региональных отделов, которые охватывают большие географические площади.

Региональные отделы выдают блоки адресов крупным поставщикам услуг и т. д. до конечных пользователей. Во всех сетях, входящих в единую составную сеть, должны использоваться глобально уникальные IP адреса.

Сейчас наблюдается дефицит IP адресов, и из-за роста сетей, и из-за нерационального использования адресов. Предполагают введение новой версии IPv6 (16ти байтные адреса).

В автономной сети можно использовать любые адреса, однако есть рекомендации:

Ø  Класс А – сеть 10.0.0.0

Ø  Класс В – 16 сетей: 172.16.0.0 – 172.31.0.0

Ø  Класс С – 256 сетей: 192.168.0.0 – 192.168.255.0

36.  Автоматизация процесса назначения IP-адресов

Протокол DHCP предназначен для автоматизации процесса назначения IP-адресов. Поддерживает автоматическое динамическое распределение адресов, а так же ручное и автоматическое статическое назначение адресов.

DHCP работает в соответствии «клиент-сервер». Компьютер – DHCP-клиент — во время старта системы посылает в сеть широковещательный запрос на получение IP-адреса. DHCP сервер откликается и в ответе посылает IP-адрес и некоторые конфигурационные параметры. Предполагается нахождение клиента и сервера в одной IP сети.

При ручном назначении IP адресов администратор сообщает DHCP серверу о жестком соответствии IP адресов физическим адресам или другим идентификаторам клиента. DHCP сервер на основе этой информации всегда выдает определенному клиенту один и тот же назначенный администратором IP адрес.

При автоматическом способе DHCP сервер самостоятельно выбирает клиенту IP адрес из имеющихся.

Границы адресации задает администратор при конфигурировании DHCP сервера. Адрес выдается пользователю в постоянное пользование. Между идентификатором клиента и адресом сохраняется постоянное соответствие, которое создается при первой выдаче адреса. Потом выдается всегда тот же адрес.

37.  Протоколы разрешения адресов

Одна из основных задач IP – совместная работа подсетей использующие разные сетевые технологии.

Чтобы передать пакет в подсеть другой технологии надо:

Ø  Упаковать пакет в кадр, соответствующий для данной подсети формата

Ø  Снабдить кадр адресом, формат которого был бы понятен локальной технологии подсети

Решением этих задач занимается уровень сетевых интерфейсов. Для определения локального адреса по IP адресу используется протокол разрешения адресов ARP. Узел, которому нужно выполнить отображение IP адреса на локальный, формирует широковещательный ARP запрос, вкладывая его в кадр канального уровня и указывая в нем известный IP адрес. Узел у которого совпал IP адрес с указанным в кадре формирует ARP ответ, в котором указывает свой IP адрес и локальный адрес. Формат пакета запроса и ответа совпадает. Протокол, который решает обратную задачу (IP адрес по локальному) называет RARP.

38.  Домен и доменное имя

В сетях для удобной работы пользователей существуют символьные имена хостов.

Для установление соответствия между символьным именем и IP адресом существует специальный централизованный механизм. Для эффективной организации именование компьютеров применяется иерархические составные имена. В стеке TCP/IP применяется доменная система имен, которая имеет древовидную структуру, допускающая использование в имени произвольного количества составных частей. Дерево имен начинается с корня, обозначаемого точкой, дальше следует старшая символьная часть, затем вторая по старшинству итд. Младшая часть имени соответствует конечному узлу сети. Запись доменного имени начинается с самой младшей составляющей, а заканчивается самой старшей.

Составные части разделяются точкой. Разделение имени на части позволяет разделить административную ответственность за назначение уникальных имен между различными организациями. Совокупность имен, у которых несколько старших составных частей совпадают, образует домен имен. Если один домен входит в другой как составная часть, то такой домен называют поддоменом. Имя поддомена назначает администратор выше стоящего домена.

Различают краткие, относительные и полные доменные имена. Краткое – имя конечного узла, сети, хоста или маршрутизатора. Относительное – составное, начинающееся с некоторого уровня иерархии. Полное – все уровни иерархии. Домены верхнего уровня назначаются для страны.

39.  Система доменных имен DNS

Соответствие между IP адресом и доменным именем может устанавливаться как средствами локального доступа, так и средствами централизованных служб – в интернете это DNS. DNS клиенты обращаются к DNS серверу с запросом о переводе доменного имени в IP адрес. Служба DNS использует текстовые файлы, формат которых не сильно отличается от формата файла hosts. Эти файлы администратор подготавливает вручную.

Каждый сервер DNS хранит только часть имен сети, а не все имена. При росте количества узлов проблема масштабирования решается созданием узлов домена и поддоменных имен и добавлением в службу DNS новых серверов.

Для каждого домена имен создается свой DNS сервер.

Имеется две системы распределения имен на серверах:

Ø  для каждого домена сервер может хранить отображение «доменное имя – IP адрес»

Ø  для всего домена, включая его поддомены, сервер домена хранит только имена, которые заканчиваются на следующий ниже уровень иерархии по сравнению с именем домена.

Каждый DNS сервер так же содержит ссылки на DNS сервер своих поддоменов. Эти ссылки связывают отдельные сервера в единую службу DNS. Для обслуживания корневого домена выделено несколько дублирующих друг друга DNS серверов, IP адреса которых являются широко известными. Для определения IP адреса по доменному имени так же необходимо просмотреть все DNS серверы обсуживающие цепочку входящих в имя хоста начиная с корневого.