Типы адресов стека TCPIP

1.

МИНИСТЕРСТВО ЦИФРОВОГО РАЗВИТИЯ,
СВЯЗИ И МАССОВЫХ КОММУНИКАЦИЙ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное
учреждение высшего образования
«Санкт – Петербургский государственный университет телекоммуникаций
им. проф. М.А. Бонч-Бруевича»
Специальность: 09.02.07 «Информационные системы и программирование»
ОП.11 КОМПЬЮТЕРНЫЕ СЕТИ
Преподаватель
Рожков А.И.
Санкт-Петербург 2024

2.

Лекция. Типы адресов стека TCPIP
План занятия:
1. Локальные адреса. Сетевые IP-адреса. Доменные имена.
2. Формат и классы IP-адресов.

3.

1. Локальные
адреса.
Доменные имена
Сетевые
В стеке TCP/IP используются три типа адресов:
• локальные (называемые также аппаратными),
• IP-адреса,
• символьные доменные имена.
IP-адреса.

4.

Локальный адрес
Локальный адрес – адрес, который используется некоторой
локальной технологией для адресации узлов в пределах подсети.
Слово «локальный» в контексте TCP/IP означает «действующий
не во всей составной сети, а лишь в пределах подсети».
Локальная технология
построена подсеть.
– технология, на основе которой
Функцией локального адреса является перемещение IP-пакета
через подсеть до ближайшего маршрутизатора.
Если подсетью является локальная сеть Ethernet, то
локальный адрес – это МАС-адрес (Media Access Control Address).
МАС-адрес имеет размер 6 байт и записывается в шестнадцатеричном
виде, например: 00-08-А0-12-5F-72

5.

Сетевой адрес (IP-адрес)
Сетевой адрес (IP-адрес) представляет собой основной тип
адреса, на основании которого сетевой уровень передает пакеты
между сетями. IP-адрес назначается администратором во время
конфигурирования компьютеров и маршрутизаторов.
Сетевой адрес составляют:
• номер сети,
• номер узла.
По номеру сети назначения каждый очередной маршрутизатор
находит IP-адрес следующего маршрутизатора.
Маршрутизатор должен определить на основании найденного IPадреса локальный адрес следующего маршрутизатора. Для этой цели
протокол IP обращается к протоколу разрешения адресов (ARP).
IP-адрес состоит из 4 байт, записанных в десятичном виде,
например: 117.52.9.44

6.

Символьные доменные имена.
Символьные имена в IP-сетях называются доменными и
строятся по иерархическому признаку.
Составляющие полного символьного (доменного) имени в IPсетях разделяются точкой и перечисляются в следующем
порядке:
• имя хоста,
• имя группы хостов (например, имя организации),
• имя более крупной группы (домена) и так до имени домена
самого высокого уровня (например, домена, объединяющего
организации по географическому принципу: RU — Россия, UK —
Великобритания, US — США).
Пример доменного имени: sutkt.ru.

7.

Между доменным именем и IP-адресом узла нет никакой
функциональной зависимости, поэтому единственный способ
установления соответствия — это таблица.
В сетях TCP/IP используется специальная система доменных
имен (DNS), которая устанавливает это соответствие на
основании
создаваемых
администраторами
сети
таблиц
соответствия. Поэтому доменные имена называют также DNSименами.

8.

2. Формат и классы IP-адресов
В 1981 г. IPv4-адреса в сети Интернет назначались с помощью
классовой адресации согласно RFC 790 (Назначенные адреса).
Заказчикам выделялся сетевой адрес на основе одного из трех
классов: A, B или C.
Согласно стандарту RFC одноадресные диапазоны делятся на
следующие классы:
• Класс A (от 0.0.0.0/8 до 127.0.0.0/8) разработан для очень
крупных сетей, имеющих более 16 млн адресов хостов. Для
обозначения сетевого адреса IPv4-адреса класса А
использовали фиксированный префикс /8 с первым октетом.
Остальные три октета использовались для адресов хостов.

9.

• Класс B (от 128.0.0.0/16 до 191.255.0.0/16) разработан для
поддержки потребностей средних и крупных сетей,
содержащих приблизительно 65 000 адресов хостов. Адрес
класса B использовал фиксированный префикс /16, два
старших октета для обозначения сетевого адреса.
Оставшиеся два октета определяли адреса хостов.
• Класс C (от 192.0.0.0/24 до 223.255.255.0/24) предназначен для
небольших сетей с количеством хостов не более 254. Блоки
адресов класса С использовали префикс /24 для трех
старших октетов для указания адреса сети и последний октет
для указания адресов хостов.
• Также имеется многоадресный блок класса D (от 224.0.0.0 до
239.0.0.0) и блок экспериментальных адресов класса E (от
240.0.0.0 до 255.0.0.0).

10.

В то время, с ограниченным количеством компьютеров,
использующих Интернет, классическая адресация была эффективным
средством распределения адресов. Как показано на рисунке, сети
классов A и B имеют очень большое количество адресов узлов, а класс
C имеет очень мало. На сети класса А приходится 50% сетей IPv4. Это
привело к тому, что большинство доступных адресов IPv4 не
используются.

11.

В середине 1990-х годов, с появлением World Wide Web (WWW),
классическая адресация устарела, чтобы более эффективно
распределять ограниченное адресное пространство IPv4. Классовое
распределение
адресов
было
заменено
бесклассовой
адресацией,
которая
используется
сегодня.
Бесклассовая
адресация игнорирует правила классов (A, B, C). Общедоступные
сетевые адреса IPv4 (сетевые адреса и маски подсети)
выделяются на основе числа адресов, которые могут быть
оправданы.

12.

Формат IP-адреса
IP-адрес — это уникальная 32-разрядная последовательность
двоичных цифр, разделенная на группы по 8 бит, называемых
октетами
с
помощью
которой
компьютер
однозначно
идентифицируется в IP-сети.
Маршрутизаторы и компьютеры понимают только двоичные файлы,
в то время как люди работают в десятичной системе.
Различные представления IP-адреса

13.

Следует заметить, что максимальное значение октета равно
11111111 (двоичная система счисления), что соответствует в десятичной
системе 255.
Поэтому IP-адреса, в которых хотя бы один октет превышает
это число (255), являются недействительными.
Пример: 172.16.123.1 – действительный адрес, 172.16.123.256 –
несуществующий адрес, поскольку 256 выходит за пределы
допустимого диапазона.

14.

IP-адрес состоит из двух логических в этой подсети частей,
например, в IP-адресе 172.16.123.1 первые два байта отводятся под
номер подсети, остальные два байта – под номер узла:
• номера подсети (ID подсети) Чтобы записать ID подсети, в
поле номера узла в IP-адресе ставят нули: 172.16.0.0.
• номера узла (ID хоста). Чтобы записать ID хоста, в поле
номера подсети ставят нули. 0.0.123.1.
При передаче пакета из одной подсети в другую используется ID
подсети. Когда пакет попал в подсеть назначения, ID хоста указывает на
конкретный узел в рамках этой подсети.

15.

Преобразование двоичного IPv4-адреса в десятичный
эквивалент
Для преобразования двоичного IPv4-адреса в десятичный
эквивалент с точкой-разделителем, делят IPv4-адрес на четыре 8битных октета. Затем заносят двоичное позиционное значение в
качестве
двоичного
числа
первого
октета
и
выполняют
соответствующее вычисление.
Например,
предположим,
что
11000000.10101000.00001011.00001010.
IPv4-адрес
узла
—

16.

Для преобразования двоичного адреса в десятичный формат,
начинают с первого октета. Вводят 8-битное двоичное число в качестве
позиционного значения строки 1, а затем выполняют вычисление,
результатом которого будет десятичное число 192. Это число составит
первый октет десятичной записи с точкой-разделителем.
Позиционное значение
128
64
32
16
8
4
2
1
Двоичное число (11000000)
1
1
0
0
0
0
0
0
Вычисляем
128
64
32
16
8
4
2
1
Складываем
128
+ 64
+0
+0
+0
+0
+0
+0
Результат
192

17.

Затем преобразуют второй октет 10101000, как показано в таблице.
Итоговое десятичное значение — 168; это будет второй октет.
Позиционное значение
128
64
32
16
8
4
2
1
Двоичное число (10101000)
1
0
1
0
1
0
0
0
Вычисляем
128
64
32
16
8
4
2
1
Складываем
128
+ 0 + 32 + 0
+8
+0
+0
+0
Результат
168
Преобразуют третий октет 00001011, как показано в таблице.
Позиционное значение
128
64
32
16
8
4
2
1
Двоичное число (00001011)
0
0
0
0
1
0
1
1
Вычисляем
128
64
32
16
8
4
2
1
Складываем
0
+0
+0
+0
+8
+0
+2
+1
Результат
11

18.

Преобразуют четвертый октет 00001010, как показано в таблице. Это
завершает преобразование IP-адреса и производит 192.168.11.10.
Позиционное значение
128
64
32
16
8
4
2
1
Двоичное число (00001010)
0
0
0
0
1
0
1
0
Вычисляем
128
64
32
16
8
4
2
1
Складываем
0
+0
+0
+0
+8
+0
+2
+0
Результат
10

19.

Преобразование десятичных чисел
в двоичный формат IPv4-адреса
Например, рассмотрим IP-адрес 192.168.10.11.
Первый октет с
номером 192 больше
старшего бита 128.
Поэтому добавляем 1
к
позиционному
значению старшего
разряда
к
представлению 128.
Затем вычитаем
128 из 192 получаем
разницу (остаток) 64.

20.

Остаток 64 равен следующему старшему биту 64. Добавляем 1 в
качестве следующего по старшинству позиционного значения.

21.

Так как остаток отсутствует, вводим двоичный код 0 в остальные
позиционные значения. Двоичное значение первого октета равно
11000000.

22.

Число второго октета 168 больше бита старшего разряда 128.
Поэтому добавляем 1 к позиционному значению старшего разряда к
представлению 128.
Затем вычитаем 128 из 168 и получаем разницу (остаток) 40.

23.

Остаток 40 меньше следующего бита старшего разряда 64.
Следовательно пишем 0 в позиционном значении.

24.

Остаток 40 больше следующего бита старшего разряда 32. Поэтому
добавьте 1 к позиционному значению старшего разряда к
представлению 32.
Затем вычитаем 32 из 40 получаем разницу (остаток) равный 8.

25.

Остаток 8 меньше следующего бита старшего разряда 16. Поэтому
вводим двоичный 0 в позиционное значение.

26.

Остаток 8 равен следующему бита старшего разряда 8.
Следовательно, добавляем 1 к следующему позиционному значению
старшего разряда.

27.

Так как остаток отсутствует, вводим двоичный код 0 в остальные
позиционные значения. Двоичное значение второго октета составляет
10101000.

28.

Двоичное
значение
третьего октета — 00001010.
Двоичное
значение
четвертого октета 00001011.

29.

Контрольные вопросы
1. Типы адресов стека TCP/IP и их отличия?
2. Какие существовали ранее классы сетевых адресов и чем они заменены
в настоящее время?
3. Какой формат у IP-адреса?
4. Как преобразовать двоичный IP-адрес в десятичный?
5. Как преобразовать десятичный IP-адрес в двоичный?