IP- адреса и маски подсети Владимир Борисович Лебедев ТТИ ЮФУ © 2010 кафедра

масок подсети

логический сетевой адрес конкретного узла. Для обмена данными с другими

устройствами, подключенными к Интернету, необходим правильно настроенный, уникальный IP-адрес.

IP-адрес присваивается сетевому интерфейсу узла. Обычно это сетевая интерфейсная плата (NIC), установленная в устройстве. Примерами пользовательских устройств с сетевыми интерфейсами могут служить рабочие станции, серверы, сетевые принтеры и IP-телефоны. Иногда в серверах устанавливают несколько NIC, у каждой из которых есть свой IP-адрес. У интерфейсов маршрутизатора, обеспечивающего связь с сетью IP, также есть IP-адрес.

В каждом отправленном по сети пакете есть IP-адрес источника и адресата. Эта информация необходима сетевым устройствам для передачи информации адресату и передачи источнику ответа.

mov

(единиц и нулей). Человеку прочесть двоичный IP-адрес очень сложно. Поэтому

32 бита группируются по четыре 8-битных байта, в так называемые октеты. Читать, записывать и запоминать IP-адреса в таком формате людям сложно. Чтобы облегчить понимание, каждый октет IP-адреса представлен в виде своего десятичного значения. Октеты разделяются десятичной точкой или запятой. Это называется точечно-десятичной нотацией.

При настройке IP-адрес узла вводится в виде десятичного числа с точками, например, 192.168.1.5. Вообразите, что вам пришлось бы вводить 32-битный двоичный эквивалент адреса - 11000000101010000000000100000101. Если ошибиться хотя бы в одном бите, получится другой адрес, и узел, возможно, не сможет работать в сети.

Структура 32-битного IP-адреса определяется Интернет-протоколом версии 4 (IPv4).
На данный момент это один из самых распространенных в Интернете типов IP-адресов.
По 32-битной схеме адресации можно создать более 4 миллиардов IP-адресов.

поступления на сетевой адаптер.
Напротив, людям приходится преобразовывать эти 32

биты в десятичные эквиваленты, то есть в четыре октета.
Каждый октет состоит из 8 бит, каждый бит имеет значение.
У четырех групп из 8 бит есть один и тот же набор значений.
Значение крайнего правого бита в октете - 1, значения остальных, слева направо - 2, 4, 8, 16, 32, 64 и 128.

Чтобы определить значение октета, нужно сложить значения позиций, где присутствует двоичная единица.
Нулевые позиции в сложении не участвуют.
Если все 8 бит имеют значение 0, 00000000, то значение октета равно 0.
Если все 8 бит имеют значение 1, 11111111, значение октета - 255 (128+64+32+16+8+4+2+1).
Если значения 8 бит отличаются, например, 00100111, значение октета - 39 (32+4+2+1).

Таким образом, значение каждого из четырех октетов находится в диапазоне от 0 до 255.

двух частей. Первая идентифицирует сеть, вторая - узел в сети.

Обе части являются обязательными.
Например, если IP-адрес узла - 192.168.18.57, то первые три октета, (192.168.18), представляют собой сетевую часть адреса, а последний октет, (57) является идентификатором узла. Такая система называется иерархической адресацией, поскольку сетевая часть идентифицирует сеть, в которой находятся все уникальные адреса узлов. Маршрутизаторам нужно знать только путь к каждой сети, а не расположение отдельных узлов.
Другой пример иерархической сети - это телефонная сеть. В телефонном номере код страны, региона и станции составляют адрес сети, а оставшиеся цифры - локальный номер телефона.

При IP-адресации в одной физической сети могут существовать несколько логических сетей, если сетевая часть адреса их узла отличается. Пример. Три узла в одной физической локальной сети имеют одинаковую сетевую часть в своем IP-адресе (192.168.50), а три других узла - другую сетевую часть (192.168.70). Три узла с одной сетевой частью в своих IP-адресах имеют возможность обмениваться данными друг с другом, но не могут обмениваться информацией с другими узлами без использования маршрутизации. В данном случае имеем одну физическую сеть и две логические IP-сети.

Части IP-адреса

Как узлы определяют, где сетевая часть, а где адрес узла?

Для этого используется маска подсети.
При настройке IP узлу присваивается не только IP-адрес, но и маска подсети. Как и IP-адрес, маска состоит из 32 бит. Она определяет, какая часть IP-адреса относится к сети, а какая - к узлу.
Маска сравнивается с IP-адресом побитно, слева направо. В маске подсети единицы соответствуют сетевой части, а нули - адресу узла. В приведенном примере первые три октета представляют собой адрес сети, а последний - адрес узла.
Отправляя пакет, узел сравнивает маску подсети со своим IP-адресом и адресом получателя. Если биты сетевой части совпадают, значит, узлы источника и назначения находятся в одной и той же сети, и пакет доставляется локально. Если нет, отправляющий узел передает пакет на интерфейс локального маршрутизатора для отправки в другую сеть.

mov

чаще всего встречаются следующие маски подсети: 255.0.0.0 (8 бит), 255.255.0.0

(16 бит) и 255.255.255.0 (24 бита). В маске подсети 255.255.255.0 (десятичный вариант), или 11111111.11111111.1111111.00000000 (двоичный вариант) 24 бита идентифицируют сеть, а 8 - узлы в сети.
Чтобы вычислить количество возможных сетевых узлов в данном случае нужно взять количество отведенных для них бит в степени 2 (2 ^ 8 = 256). Из полученного результата необходимо вычесть 2 (256-2). Дело в том, что состоящая из одних единиц отведенная узлам часть IP-адреса предназначена для широковещательных адресов и не может принадлежать одному узлу. Часть, состоящая только из нулей, является идентификатором сети и тоже не может быть присвоена конкретному узлу.

Возвести число 2 в степень без труда можно с помощью калькулятора, который есть в любой операционной системе Windows.
Иначе допустимое количество узлов можно определить, сложив значения доступных бит (128+64+32+16+8+4+2+1 = 255). Из полученного значения необходимо вычесть 1 (255-1 = 254), поскольку значение всех бит отведенной для узлов части не может равняться 1. 2 вычитать не нужно, поскольку сумма нулей равна нулю и в сложении не участвует.

В 16-битной маске для адресов узлов отводится 16 бит (два октета) и в одном из них все значения могут быть равны 1 (255). Это может быть и адрес широковещательной рассылки, но если другой октет не состоит из одних единиц, адрес можно использовать для узла. Не забывайте, что узел проверяет значения всех бит, а не значения одного октета.