Что такое IP-адрес, как он выглядит, примеры составления и использования, зачем нужен, как расшифровывается, что показывается АйПи

Без IP-адреса невозможно построить компьютерную сеть. Адресация используется как во внутренних, так и во внешних каналах связи, включая Интернет. Давайте разберемся, как работает IP-адрес и какие типы адресов используются.

Расшифровка термина и назначение

В компьютерной сети каждому узлу должен быть присвоен неповторяющийся номер, чтобы его можно было распознать. Этот номер используется для подключения компонентов системы и определения источника неисправности.

IP-адрес был введен для выполнения этих задач. Он используется в сетях, основанных на протоколе TCP/IP. IP — это английская аббревиатура, первые две буквы которой читаются как «ip», а расшифровываются как «Internet Protocol».

Сетевой протокол является иерархическим по своей природе. Различные устройства находятся в одной подсети. Маршрутизаторы управляют не отдельными устройствами, а подсетями.

Адрес устройства

IP записывается в виде набора цифр. Первоначально числа были записаны в 32-битной двоичной форме, например, 111000101010100010101110011110. Каждому узлу был присвоен аналогичный номер. Он был разделен на 4 части, разделенные точками, чтобы его было легче читать. Каждая часть состоит из 8 цифр и поэтому называется «октет». Фактически, это байт, который имеет 8 бит.

Для удобства двоичная система была преобразована в десятичную. Номер в приведенном выше примере стал записываться как 226.162.43.158.Структура адреса

Поскольку каждый октет состоит из 8 битов, в десятичной системе он не может быть больше 255.Максимальное значение

Адрес состоит из двух частей: цифр, представляющих идентификатор подсети, и идентификатора компьютера или узла. Первые октеты указывают на подсеть, последние октеты — на узел. Например, в записи «10.2.6.21» первые 3 цифры «10.2.6» представляют сеть и записываются как «10.2.6.0», а последний октет идентифицирует узел внутри сети и записывается как «0.0.0.21».Пример адреса

Маска подсети используется для определения границы между подсетью и узлом.

Маска подсети

Маска подсети также выражается в 4 октетах. Однако существует правило, согласно которому между октетами «один» не должно быть нулевых наборов.Использование маски адреса

Она выражается в десятичной и двоичной системе счисления. Например, 255.255.255.192 можно записать как 1111111111.111111.111111.111111.110000. Номер узла представлен в октетах нулями, номер подсети — единицами. Если адрес 192.168.10.130 связан с этой маской, 192.168.10 является идентификатором сети, а 130 — идентификатором узла. Чем меньше их у маски, тем больше может быть узлов.

Чтобы узнать первый адрес подсети, который не присвоен ни одному устройству, выполните операцию логического И между заданными элементами.  Например:

11000000.10101000.00001010.10000010 (192.168.10.130)

11111111.11111111.11111111.11000000 (255.255.255.192)

11000000.10101000.00001010.10000000 (192.168.10.128)

Полученное таким образом число называется «адресом подсети».

Для удобства ввода элементы хоста указываются вместе, разделенные косой чертой или префиксом. Для приведенного выше примера верна следующая запись: 192.168.10.130/26. Здесь 26 — это количество единиц в маске. Количество устройств или хостов в сети задается формулой 232-N- 2, где N — количество единиц в маске или префиксе. 2 вычитается в формуле, потому что есть два идентификатора, которые не назначены хостам: первый и последний.

IPv4 включен в примеры, но существует также версия IPv6.

Две версии

IPv4 был представлен в 1981 году. Поскольку он использует 32 бита, общее число возможных чисел равно 232 = 4294967296. В то время это казалось достаточным, но с появлением Интернета это число стало быстро уменьшаться.Информация о подключении

Удаление подписчиков в «ВКонтакте» и «Одноклассниках

Чтобы увеличить их количество, в 1996 году была предложена версия IPv6. В этом случае адрес имеет длину 128 бит и состоит из 8 наборов, записанных в шестнадцатеричной системе счисления, также известной как «гекстет». Каждая шестнадцатеричная строка состоит из 4 цифр и разделяется двоеточием.  Например, 2001:0BB0:0000:123B:0000:0000:0000:0000:0030. Если гекстет состоит только из нулей, их можно опустить, чтобы сократить обозначение, и оставить только двоеточие. Вот та же запись, но в сокращенном виде: 2001:BB0:0:123B::30.IPv6-адрес

Числовая маска в этой версии не используется, но задается префиксом. Это делается для сокращения записи, так как маска состоит из 128 бит. Он выполняет те же функции, что и четвертая версия.

Шестая версия становится все более распространенной, поскольку идентификаторы четвертого протокола больше не доступны. В настоящее время 25%-30% устройств работают на версии IPv6.

Существует два метода определения границ между сетевыми адресами и адресами хостов: с использованием классов и без использования классов. Первая устарела и не используется, но будет кратко рассмотрена, поскольку описания классов все еще встречаются в литературе.

Классы

Маска определяет количество хостов. Фиксированные маски использовались с начала протокола до 1993 года. Все ИС были строго разделены на классы с неизменной маской в каждой секции. Это привело к их неэкономичному и неудобному распределению.Классы адресов

Всего было пять классов: A, B, C, D, E. Они имели следующие параметры:

  1. Категория A. Здесь первый октет используется для указания сети, а остальные 3 — для указания номера хоста. Сети находятся в диапазоне от 00000001.000000.000000 до 01111110.000000.000000 или от 1.0.0.0 до 126.0.0.0. Для идентификации хоста используется 3 октета. Всего может быть 126 подсетей и 224 = 16777216 хостов. Маска для этой категории — 255.0.0.0 или префикс 8. Эта категория использовалась в крупных компаниях, на производстве.Адрес Класс А
  2. Категория B. Увеличенное количество подсетей, укладывается в два октета от 100000001.000000.000000 до 10111111.111111.000000.000000 или от 128.0.0.0 до 191.255.0.0. Количество хостов — 216 = 65536. Маска — 255.255.0.0, префикс 16.Категория B
  3. Категория C. Категория C
  4. Категория D. Используется для одновременного распределения пакетов по первым трем категориям. Он начинался с 11100000.000000.000000 и заканчивался 11101111.111111.111111 или 224.0.0.0 — 239.255.255.255.
  5. Категория E. была зарезервирована. Числа в этом разделе не распределены. Он начинается с 11110000.000000.000000.000000.000000 — 1111011111.111111.111111.111111 или 240.0.0.0.0.0 — 247.255.255.255.

Такая классификация была неудобной, например, если требовалось 15 адресов, приходилось брать весь сегмент категории. По мере увеличения количества устройств в Интернете это стало нерентабельным, поскольку кому-то приходилось брать чрезмерное количество идентификаторов, а они не использовались. Для придания гибкости системе была введена бесклассовая идентификация.

Бесклассовое распределение

В середине 1990-х годов была введена бесклассовая система распределения. Он назывался CIDR, что является сокращением от Classless Inter-Domain Routing. Он не имеет жесткой фиксации маски в пределах октетов. Он имеет переменную длину, с префиксом, который варьируется от 0 до 32. Таким образом, можно организовать сеть с необходимым количеством хостов.Распространение

Как исправить ошибку 0xc0000098 при загрузке или установке Windows

Переменные маски используются для разделения сети на более мелкие части. В этом случае они не будут заканчиваться на границах октетов. Например, у вас есть «locale» 192.168.1.0/24, и вам нужно разделить его на 2 части.Процесс межсетевого взаимодействия

Согласно формуле, доступно 232-24 — 2 = 254 хоста. Если вы измените данные на 192.168.1.0/25, количество хостов в подсети уменьшится до 126. Маска будет: 11111111111111.111111111111.1111111111.10000000 или 255.255.255.255.128. Будут созданы две подсети: 192.168.1.0/25 и 192.168.1.128/25, с 126 хостами, доступными в каждой подсети. Увеличивая длину маски, вы можете разделить сеть еще больше. Разделенная сеть

Адреса также различаются в зависимости от количества охватываемых хостов.

Виды идентификаторов

Адреса используются для отправки пакетов на один хост, а также на несколько хостов. По этому признаку они делятся на следующие типы:

  1. Одноадресная или индивидуальная. Присваивается одному хосту.
  2. Многоадресная или многоадресная передача. Соединяет несколько хостов. Поэтому информация, отправленная на этот идентификатор, будет получена всеми членами группы.
  3. Трансляция или вещание. Определенный номер подсети, который будет транслироваться всем компьютерам при отправке на нее информации.Тип идентификатора

Широковещательные идентификаторы различаются по направлению отправки пакетов.

Broadcast передача

Если часть host имеет значение 255 или единицу в двоичной системе счисления, пакеты с этого сетевого интерфейса будут транслироваться на все хосты. Например, если у вас есть хост 192.168.1.1/24, вы устанавливаете IP-номер 192.168.1.255, чтобы он мог вещать всем членам подсети.

Такие номера циркулируют только внутри сети, в которой они были созданы. Они не транслируются маршрутизаторами во внешний мир. Существует 2 типа широковещательных идентификаторов.

Типы broadcast идентификаторов

Если информация должна быть отправлена внутри сети на все хосты с одного хоста, в источнике широковещания устанавливается идентификатор 255.255.255.255. Такой тип IP называется «ограниченное широковещание». Все внутренние узлы будут получать пакеты, маршрутизатор не будет пропускать данные во внешнюю среду.Тип трансмиссии

Если данные должны быть отправлены на хосты во внешней среде, указывается адрес подсети, а в качестве хоста вводится 255. Например, для вещания с 192.168.0.0 на 192.168.1.0 создается адрес 192.168.0.255. Маршрутизатор будет пересылать данные на все хосты. Этот тип вещания называется «направленным вещанием».Направленный тип

Номера распространяются среди хозяев по всему миру специальными организациями.

Распределение

Распределением новых адресов, повторным введением неиспользуемых адресов занимается ICAAN или ‘Internet Corporation for Assigned Names and Numbers’, как это реализовано. Компания имеет 5 региональных филиалов, которые распространяют IP-номера в своих уголках мира, а именно:

  • ARIN — относится к Северной Америке;
  • LACNIC — относится к Латинской Америке;
  • APNIC — распространение адресов в Юго-Восточной Азии;
  • AfriNIC — обслуживает Африку;
  • RIPE NCC — распространяет значки на Ближнем Востоке, в Центральной Азии и Европе.Распределение адресов

Затем каждый из региональных офисов заключает контракт с крупными поставщиками, которые распределяют адреса между более мелкими. Конечной точкой этой цепочки будет один компьютер.

Особые IP номера

Существуют выделенные номера, которые не используются в качестве хостов или имеют ограниченное применение.

Номер хоста не имеет 0 или 1 в двоичных разрядах. В первом случае это будет сетевой адрес, о котором говорилось выше, например, 192.168.1.0. Во втором — широковещательный идентификатор, например, 192.168.1.255.

Что делать в случае ошибки «Служба аудио не запущена» на Windows 7, 8, 10

По неофициальным данным, номер шлюза имеет десятичную точку в конце. Таким образом, 10.2.66.1 относится к шлюзу. Не существует рекомендаций по использованию таких номеров в адресации шлюзов, но большинство администраторов придерживаются этого правила.

IP 127.x.x.x не разрешен в сетях. Он предназначен для тестирования соединений. При его использовании пакеты принимаются и передаются на одном компьютере. Создается «петля» в отправке и получении данных. Именно поэтому 127.0.0.1 называют «обратной петлей».

Если компьютеру еще не присвоен адрес в сети, он будет иметь идентификатор 0.0.0.0, который также ограничен для других целей.

Если интерфейс не был настроен вручную или автоматически, ему присваивается номер из набора 169.254.0.0/16. Для этой подсети существует специальное название — ‘Link-local’. Данные из него не покидают маршрутизатор и циркулируют внутри него.

Динамические и статические номера

Другим решением проблемы свободных идентификаторов является использование непостоянных (динамических) номеров. Вначале все узлы в Интернете имели постоянные (статические) адреса. Когда компьютер был выключен, идентификатор оставался с этим компьютером.

По мере увеличения количества подключенных компьютеров стало нерентабельно предоставлять им фиксированные IP-указатели. Noda может работать в течение нескольких часов и отключиться, а адрес все еще будет занят. Поэтому были введены динамические числа. Они меняются по мере подключения к Интернету. Назначение в этом случае осуществляется через DHCP — Dynamic Host Configuration Protocol.

При каждом включении системы хосту назначается новый IP-адрес, а его предыдущий адрес назначается другому хосту в сети. Это улучшает распределение идентификаторов. Только серверы имеют статический IP. Если они используют технологию DHCP, у вас возникнут проблемы с подключением к ним.Типы чисел

Еще один способ освободить адреса — разделить их на внутренние и внешние.

Внутренние и внешние IP

Все идентификаторы делятся на два типа: внешние, их можно назвать «публичными», «глобальными», «белыми», и внутренние или частные, локальные, «серые».

«Белые» используются в Интернете. Через них возможно прямое подключение к Всемирной паутине. Например, чтобы создать игровой сервер, компьютер должен иметь общедоступный идентификатор. Затем к нему можно подключиться через Интернет.

«Серые» адреса используются в локальных сетях, которые не имеют прямого доступа к Интернету. Существует несколько диапазонов частных номеров:Внутренние и внешние адреса

Все «локальные сети» в организациях работают с «серыми» номерами. Поскольку у них нет доступа к Интернету, между ними нет конфликта.

NAT — Network Address Translation — используется для вывода устройств внутри них в Интернет. При таком подключении один или несколько «белых» адресов доставляются на маршрутизатор. Когда запрос отправляется из локальной сети в Интернет, NAT меняет «серый» номер на публичный. Когда ответ получен, NAT отправляет его на запрашиваемый локальный компьютер.Трансляция сетевых адресов

Внутренняя сеть из сотен или тысяч компьютеров получает доступ к Интернету через 1 или несколько глобальных идентификаторов. Это позволяет экономить «белые» номера.

Интернет постоянно развивается, и знание основ поможет вам понять вектор его развития. Пока что решение проблемы исчерпания идентификаторов видится в переходе на IPv6.

Оцените статью
Silverkomp.ru
Добавить комментарий

Adblock
detector