IP адрес - сетевой адрес устройства

IP адрес - это сетевой адрес устройства, уникальный в рамках одной локальной сети. В отличие от постоянного аппаратного MAC адреса, один сетевой интерфейс может иметь несколько IP адресов.

С точки зрения модели сетевого взаимодействия OSI, IP адреса используются для адресации устройств на сетевом уровне.

Перед отправкой пакета, сетевые устройства анализируют IP адрес. Сначала выясняется, к какой сети принадлежит получатель и где эта сеть находится, после чего пакет отправляется в соответствующую сеть.
Устройства в сети-получателе выделяют из IP адреса адрес устройства-получателя и переправляют ему пакет.

Математически, IP адрес - это 32 разрядное целое число, записанное в бинарном формате.

Числа в двоичной системе счисления очень длинные и трудно воспринимаются визуально. Поэтому было принято решение разделять каждый адрес на 4 части по 8 бит (это 1 байт или октет), конвертировать каждый байт в десятичное число и записывать, разделяя числа точкой - в точечной нотации.

IP адрес 227.82.177.157
Номер бита	0-8	9-16	17-24	25-32
В двоичном виде	11100011	01010010	10110001	10011101
В десятичном виде	227	82	177	157

Структура IP адреса

Первая часть - идентификатор сети
Вторая часть - идентификатор хоста, т.е. идентификатор сетевого устройства

Чтобы определить, какую часть адреса использовать для идентификации сети, а какую часть рассматривать как адрес устройства, придуманы специальные числа - "маски". Каждый IP сопровождает определённая маска, помогающая трактовать его правильно.

Маска сети - это 32 разрядное целое число, записывается так же в точечной нотации, как и IP адрес. Чтобы понять, как работают маски, надо смотреть на их представление в двоичной системе счисления.

Число, играющее роль маски, должно обязательно начинаться с непрерывной последовательности единиц - сколько единиц, столько битов из IP адреса необходимо использовать как идентификатор сети. Остальные биты используются для нумерации устройств в данной сети.

Вы видите, что маска содержит 24 единицы, это значит, что первые 24 бита IP адреса представляют собой адрес сети, а оставшиеся 8 разрядов могут быть использованы для назначения номеров для сетевых устройств в рамках данной сети.

Чтобы не записывать два числа сразу (IP и маску), используется краткая слеш-нотация. Просто допишите в конец IP адреса через слеш количество единиц в маске, например, в этом случае 192.168.0.5/24 .

В данном примере диапазон возможных значений от 192.168.0.0 до 192.168.0.255 (всего 256). Но для реального назначения адресов сетевым интерфейсам администратор может использовать только 254 штуки. Начиная с 192.168.0.1 до 192.168.0.254, так как номер 192.168.0.0 - это адрес сети, а 192.168.0.255 - адресует сразу все компьютеры в этой сети и позволяет рассылать широковещательные сообщения.

Классы сетей по диапазонам адресов

Для классификации сетей были использованы диапазоны адресов. Принадлежность к классу вычисляется по специальному маркеру - последовательности битов в начале адреса.

Всего 5 классов, первые 3 - A, B и C, составляют Сеть, как знаем её мы с вами. Последние 2 класса - D и E, имеют специфическое назначение.

Для каждого класса определена стандартная маска с таким расчётом, чтобы разделение на сетевую и хостовую часть происходило по границе одного октета - 8, 16 или 24 бита.

Класс	Начальные биты	Диапазон адресов	Маска	Маска в слеш нотации	Кол-во сетей	Кол-во хостов
A	0	1.0.0.0 - 126.255.255.255	255.0.0.0	/8	126	16 277 214
B	10	128.0.0.0 - 191.255.255.255	255.255.0.0	/16	16 384	65 534
C	110	192.0.0.0 - 223.255.255.255	255.255.255.0	/24	2 097 152	254
D	1110	224.0.0.0 - 239.255.255.255	-	-	-	-
E	1111	240.0.0.0 - 255.255.255.255	-	-	-	-

Внимательные читатели, возможно, заметили, что в таблице выше в диапазон адресов класса А не вошли адреса, начинающиеся с 127. Весь диапазон 127.0.0.0 - 127.255.255.255 используется для передачи пакетов компьютером самому себе, без отправки их в сеть.

Рассмотрим ещё один пример.

Разделение сетей на подсети

Идентификатор подсети
Идентификатор хоста

Чем больше бит мы выделяем для идентификации подсети, тем больше можно создать подсетей и тем меньше хостов можно добавить в подсеть, и наоборот.

Чтобы разделять сети на подсети, нужно использовать маски с делением на сетевую и хостовую часть не по границе октетов.

Маска для деления сети класса A, B или C на подсети всегда должна содержать больше единиц, чем стандартная для этого класса маска.

Проанализируем данное изображение.

Стандартная маска делит адрес на идентификатор сети (24 бита) и идентификатор хоста (8 бит). Используемая в данном случае маска подсети (255.255.255.240) в свою очередь делит хостовую часть на идентификатор подсети (4 бита) и идентификатор хоста (тоже 4 бита), позволяя создать 16 подсетей по 14 хостов в каждой (значения 0 и 255 не используются).

Таким образом, оставляем в адресе все биты замаскированные маской подсети, а оставшиеся биты заменяем нулями.

Устройство с IP 192.168.0.25 и маской 255.255.255.240 .

Адреса устройств в этой подсети могут находится в диапазоне 192.168.0.17 - 192.168.0.30, потому что 192.168.0.16 - это адрес всей подсети, а 192.168.0.31 - это широковещательный адрес в пределах подсети.

Создание подсетей облегчает настройку и администрирование сети, позволяет логически формировать сеть, например, руководствуясь структурой организации.

Также, в отличие от единственного MAC адреса, у сетевого интерфейса может быть несколько IP адресов. Это позволяет одному устройству принадлежать сразу к нескольким подсетям.

Самый простой пример - когда компьютер руководителя принадлежит к локальным сетям нескольких не связанных между собой отделов предприятия.

Войдите на сайт для отправки комментариев