Способы адресации в сети Internet – состав, оценка, области применения
Мы готовы помочь Вам.
ID | Тема | Тип | Содержание | Объем (лист) | Год | Цена (руб.) |
---|---|---|---|---|---|---|
614 | Способы адресации в сети Internet – состав, оценка, области применения | Курсовая работа | Теория + практика | 26 | 2013 | 350 |
В работе приведены примеры
Содержание
- Введение
- Протоколы и способы адресации сети Интернет
- Численная адресация
- Символьная адресация
- Заключение
- Список использованной литературы
Список использованной литературы
Уровень сетевых интерфейсов. Адресация в IP -сетях. Типы адресов стека TCP / IP
ровень сетевых интерфейсов
Отличием архитектуры стека TCP / IP от многоуровневой организации других стеков является интерпретация функций самого нижнего уровня – уровня сетевых интерфейсов. Протоколы этого уровня должны обеспечивать интеграцию в составную сеть других сетей, причем сеть TCP / IP должна иметь средства включения в себя любой другой сети, какую бы внутреннюю технологию передачи данных эта сеть не использовала.
Предполагается, что данный уровень должен иметь возможность расширения его возможностей. Для каждой технологии, включаемой в составную сеть подсети, должны быть разработаны собственные интерфейсные средства. К таким средствам относятся протоколы инкапсуляции IP -пакетов уровня межсетевого взаимодействия в кадры локальных технологий. Способы инкапсуляции IP -пакета в пакеты различных сетевых технологий регламентируются специальными документами.
Уровень сетевых интерфейсов стека TCP / IP не регламентируется, но он поддерживает все полученные стандарты физического и канального уровня, такие как Ethernet, Token Ring, FDDI, X.25, SLIP, PPP и другие.
оответствие уровней стека TCP / TP – семиуровневой модели ISO / OSI
Стек TCP / IP разработан до появления модели взаимодействия открытых систем ISO / OSI, т.е. уровни стека TCP / IP соответствуют уровням OSI достаточно условно.
дресация в IP -сетях. Типы адресов стека TCP / IP
- Локальные (аппаратные)
- IP адреса
- Символьные доменные адреса
3.1. Локальный адрес
В терминологии TCP / IP под локальным адресом понимается такой тип адреса, который используется средствами базовой технологии для доставки данных в пределах подсети, являющейся элементом составной интерсети. Допустимы разные сетевые технологии, поэтому различаются разные типы локальных адресов. Если подсетью интерсети является локальная сеть, то локальным адресом будет MAC адрес. MAC адреса имеют длину шесть байт. Протокол IP может работать и над протоколами более высокого уровня, например, над протоколами IPX (Novell) или X.25.
IP-адреса и доменные адреса в компьютерных сетях
Следует учесть, что компьютер в локальной сети может иметь несколько адресов, а некоторые устройства (например: глобальные порты маршрутизаторов) могут не иметь адресов вообще.
IP адреса
IP адреса представляют собой основной тип адресов, на основании которых сетевой уровень передает пакеты между сетями. Эти адреса состоят из четырех байт (например:109.26.17.100). IP адрес назначается администратором сети во время конфигурирования компьютеров и маршрутизаторов. IP – адрес состоит из 2-х частей: номера сети и номера узла. Если сеть домена работает как составная часть Internet , то адрес сети должен быть назначен по рекомендации специального подразделения, Internet ( Internet Network Information Center ( InterNIC )), в противном случае адрес сети может быть выбран администратором произвольным образом. Обычно поставщики услуг Internet получают диапазон адресов у подразделений InterNIC , а затем распределяют их между своими абонентами.
Номер узла в протоколе IP назначается независящим от локальных адресов узла. Маршрутизатор по определению входит сразу в несколько сетей, т.е. каждый порт маршрутизатора имеет собственный IP -адрес. Характерезуют не отдельный компьютер или маршрутизатор, а одно сетевое соединение.
Символьные доменные адреса
Символьные имена в IP – сетях называются доменными и строятся по иерархическому принципу. Составляющие полного символьного имени в IP -сетях разделяются точкой и перечисляются в следующем порядке (слева направо): сначала простое имя конечного узла, затем имя группы узлов (например, имя организации), затем имя более крупной группы (поддомена) и так до имени домена самого высокого уровня (например, домена, объединяющего организации по географическому принципу): RU – Россия, UK – Великобритания, US – США.
Между доменным именем и IP – адресом узла нет никакого алгоритмического соответствия, поэтому необходимо использовать какие-то дополнительные таблицы или службы, чтобы узел сети однозначно определялся как по доменному имени, так и по IP -адресу. В сетях TCP / IP используется специальная распределенная служба Domain Name System ( DNS ), которая устанавливает это соответствие на основании создаваемых администратором сети таблиц соответствий. Поэтому доменные имена называют также DNS – адресами.
Адресация в компьютерных сетях является основным способом идентификации и обмена данными между устройствами, позволяя им взаимодействовать и передавать информацию друг другу.
Введение
Нужна помощь в написании работы?
Написание учебной работы за 1 день от 100 рублей. Посмотрите отзывы наших клиентов и узнайте стоимость вашей работы.
MAC-адресация
MAC-адресация (Media Access Control) – это система присвоения уникальных идентификаторов сетевым интерфейсам устройств в локальной сети. MAC-адрес (также известный как физический адрес) – это уникальный идентификатор, который присваивается производителем сетевого оборудования и записывается в него во время производства.
MAC-адресация и ее особенности
MAC-адрес состоит из 6 пар шестнадцатеричных символов, разделенных двоеточием, например, 00:1A:2B:3C:4D:5E. Каждая пара символов представляет собой 8-битное число, которое может принимать значения от 00 до FF.
MAC-адресация используется на канальном уровне модели OSI (Open Systems Interconnection) и позволяет устройствам в локальной сети обмениваться данными. Когда устройство отправляет пакет данных в сеть, оно указывает свой MAC-адрес в качестве источника пакета. При получении пакета, сетевое оборудование (например, коммутатор) использует MAC-адрес назначения для определения, куда направить пакет.
Статическая и динамическая адресация
Преимуществом статической адресации является стабильность и предсказуемость адресов. Это позволяет легко управлять сетью и настраивать доступ к устройствам. Однако, недостатком статической адресации является необходимость вручную настраивать каждое устройство, что может быть трудоемким и затратным процессом, особенно в больших сетях.
IPv4 (Internet Protocol version 4) – это протокол адресации, который используется в настоящее время в большинстве сетей. Он использует 32-битные адреса, представленные в виде четырех чисел, разделенных точками (например, 192.168.0.1). IPv4 обеспечивает примерно 4,3 миллиарда уникальных адресов, что ограничивает количество устройств, которые могут быть подключены к Интернету.
IPv6
IPv6 (Internet Protocol version 6) – это новая версия протокола адресации, разработанная для замены IPv4. Он использует 128-битные адреса, представленные в виде восьми групп из четырех шестнадцатеричных символов, разделенных двоеточиями (например, 2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334). IPv6 обеспечивает огромное количество уникальных адресов, что позволяет подключать к Интернету гораздо больше устройств.
MAC-адреса
MAC-адрес (Media Access Control address) – это уникальный идентификатор, присвоенный сетевому интерфейсу устройства. Он представляет собой 48-битное значение, записанное в виде шестнадцатеричного числа, разделенного двоеточиями (например, 00:1A:2B:3C:4D:5E). MAC-адрес используется на канальном уровне сети для идентификации устройств в локальной сети.
ARP
Как и в IPv4, при подключении устройства к локальной сети ему присваивается уникальный IPv6-адрес из приватного диапазона. Этот адрес используется для идентификации устройства внутри сети и обмена данными с другими устройствами.
Маска подсети
IPv4 адресация имеет ограниченное количество адресов, что приводит к исчерпанию адресного пространства. Для решения этой проблемы была разработана IPv6 адресация.
IPv6 адресация в Интернете
IPv6 адресация – это новая версия протокола IP, которая использует 128-битные адреса. IPv6 адреса записываются в виде восьми групп из четырех шестнадцатеричных цифр, разделенных двоеточиями. Например, 2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334.
IPv6 адресация: решение проблемы исчерпания адресного пространства
IPv6 адресация предоставляет гораздо больше адресов, чем IPv4, что позволяет подключать больше устройств к Интернету. Это особенно важно в настоящее время, когда все больше устройств, таких как смартфоны, планшеты и умные домашние устройства, требуют подключения к Интернету.
Основные проблемы адресации
Одной из основных проблем адресации в Интернете является исчерпание адресного пространства IPv4. Для решения этой проблемы была разработана IPv6 адресация, которая предоставляет гораздо больше адресов.
Другой проблемой является необходимость маршрутизации пакетов между различными сетями в Интернете. Для этого используются маршрутизаторы, которые определяют оптимальный путь для доставки пакетов от отправителя к получателю.
Проблемы и решения адресации
В глобальной сети Интернет пакеты данных должны быть маршрутизированы от отправителя к получателю через различные сети. Маршрутизация пакетов – это процесс определения оптимального пути для доставки пакетов. Маршрутизаторы играют важную роль в этом процессе, алгоритмы маршрутизации помогают определить наилучший путь для доставки пакетов. Однако, неправильная маршрутизация или сбои в сети могут привести к задержкам или потере пакетов.
Безопасность и конфиденциальность
В целом, адресация в сетях имеет свои сложности и проблемы, но с помощью различных технологий и протоколов можно решить большинство из них. IPv6 адресация предоставляет больше возможностей для адресации, а протоколы маршрутизации и безопасности помогают обеспечить эффективную и безопасную работу сети.
Таблица сравнения адресации в компьютерных сетях
Определение | Уровень сети |
---|---|
Уникальный числовой идентификатор, присваиваемый устройству в сети | Работает на сетевом уровне (сетевой протокол) |
Уникальный физический идентификатор, присваиваемый сетевому адаптеру | Работает на канальном уровне (канальный протокол) |
Формат IPv4 или IPv6 адрес | Глобальность |
---|---|
48-битный адрес в формате шестнадцатеричных чисел | Может быть глобальным или локальным |
Локальный в пределах одной сети |
Маршрутизация | Протоколы |
---|---|
Используется для маршрутизации пакетов в сети | TCP/IP, UDP/IP, ICMP |
Ethernet, Wi-Fi, Bluetooth |
Заключение
IPv6 адресация предлагает решение проблемы исчерпания адресного пространства IPv4. Она предоставляет больше адресов и позволяет более эффективно подключать устройства к Интернету. Применение протоколов маршрутизации и безопасности помогает сделать работу сети более надежной и безопасной.
Нашли ошибку? Выделите текст и нажмите CRTL + Enter
Экономист-математик, специалист в области маркетинга, автор научных публикаций в Киберленинка (РИНЦ).
Некоторые разъяснения по типам IP адресов, масок и принципам обмена:
- В сетях, где используется Ethernet, присутствует 2 типа адресов: Локальные и Глобальные адреса.
- Локальные адреса привязаны к конкретной технологии на канальном уровне, например, MAC адреса в Ethernet или IMEI в сетях сотовой связи.
- Глобальные адреса используются на сетевом уровне и позволяют объединять различные сети, использующие разные технологии.
Глобальные адреса это адреса сетевого уровня, и в стеке протокола TCP/IP это как раз IP адреса. Глобальные адреса не привязаны к технологии канального уровня, и с их помощью можно построить такую сеть, которая объединяет подсети построены на разных технологиях канального уровня. И передавать данные из этих сетей друг другу.
IP адресаВид глобальных адресов, которые мы рассматриваем в этой статье это IP адреса, которые используются в стеке протоколов TCP/IP. и сетей Интернет. IP адреса нужны для уникальной идентификации компьютеров в крупной составной сети, которая может включать в себя весь мир, например сети Интернет, и различные части сети интернет построенные на разных технологиях канального уровня.Сейчас есть 2-е версии протокола IP: версия IPv4 и IPv6. Основное отличие между версиями протоколов в длине IP адреса. В IPv4 длина адреса 4 байта, а в IPv6 длина адреса 16 байт.Длина адреса IPv4 — 32 бита, 4 байта. И чтобы людям было удобно работать с такими IP адресами их делят на 4 части.
й части по 8 бит, такая часть называется октет. Каждый октет записывают в десятичном формате, и форма записи IP адреса следующая: четыре октета разделенных точкой (213.180.193.3). С таким видом деления адресов людям гораздо удобнее работать, чем с записью в двоичной форме длиной в 32 бита.
И маршрутизаторы, устройства передающие информацию на сетевом уровне, работают уже не с отдельными IP адресами, а с подсетями.Структура IP адресаНаш IP адрес состоит из 2 частей:1. номер подсети — старшие биты IP адреса.2. номер компьютера в сети (хост) — младшие биты IP адреса.
Маска подсетиКак по IP адресу узнать, где адрес сети, а где адрес хоста. Для этого используется Маска подсети. Маска также, как IP адрес состоит из 32 бит, и она устроена следующим образом: там где в IP адресе находится номер сети маска содержит 1, а там где указан номер хоста 0.Подробный пример разобран в видео на 4:50 минуте.Есть два способа указать маску подсети. Десятичное представление в виде префикса.В десятичном представление маска записывается в формате похожем на формат IP адреса.32 разделенные на 4 октета по 8 бит и каждый из этих 8 бит переведены в десятичное представление, они записываются через точку.Маска в десятичном представление выглядит так 255.255.255.0
Другой формат записи маски в виде префикса. В этом случае указывается, сколько первых бит IP адреса относится к адресу сети, а всё остальное, считается, что относится к адресу хоста.Префикс записывается через слэш (/).213.180.193.3/24 это означает что первые 24 бита, то есть 3 октета относится к адресу к сети, а последний октет к адресу хоста.Оба эти представления эквивалентны. Если мы запишем маску подсети в десятичном виде, либо виде префикса, мы получаем одинаковый адрес подсети.Важно понимать, что маска подсети не обязательно должна заканчиваться на границе октетов. Хотя, так делают часто, чтобы людям было удобно работать с такими адресами сетей и хостов, но это делать не всегда удобно. Например, если у вас сеть достаточно крупная, то вам можно ее разбить на несколько более маленьких частей. А для этого приходится использовать маски переменной длины, именно так называются маски подсети которые не заканчиваются на границе октета.
Устаревшие классы IP адресов
Маски подсети это современный способ, который позволяет определить, где в IP адресе находится адрес подсети, а где адрес хоста. Ранее использовался другой адрес на основе классов IP адресов.Сейчас этот метод уже не используется он устарел. Однако в интернете и книгах вы наверняка встретите напоминание классов адресов, поэтому мы рассмотрим, как они были устроены.
Весь диапазон адресов был разделен на несколько классов, в которых было четко задано местоположение адресов сети и адрес хоста. Класс определялся по первым битам. Всего было 5 классов (A,B,C,D,E)1. Класс А куда входит IP адреса, которые начинаются на ноль. В этом классе было жестко задано, что к адресу подсети относится первый октет. 3 остальных октета к адресу хоста.2. К классу В относится IP адреса, которые в бинарном виде начинаются на 10, здесь к адресу сети относятся первые 16 бит, а к адресу хоста последние 16 бит.3. Класс С самый распространенный класс сетей, это класс в котором IP адреса начинаются на 110, под номер сети отводиться 24 бита, под номер хоста 8 бит. Такой класс хорошо подходит для небольших сетей, который содержит до 254 компьютеров.4. Были 2 класса для адресов специального назначения: Класс D для групповых адресов.5. И класс Е зарезервированный диапазон для будущего использования.В настоящие время групповые адреса все еще выделяются именно из диапазона 224.0.0.0 — 239.255.255.255.А зарезервированный диапазон все еще не используется 240.0.0.0. — 255.255.255.255.
Если рассматривать IP адреса, протокола IPv4, то у нас есть 3 типа адресов:• Индивидуальный — адрес компьютера• Групповой — адрес нескольких компьютеров• Широковещательный — адрес для всех компьютеров сети, а не во всем интернете.
IP адреса должны быть уникальны во всем мире, поэтому нельзя использовать любой IP адрес, необходимо получать разрешение на использование.
Этим занимается Корпорация Интернет ICANN для распределение имен и номеров, поэтому нужно обращаться к ней.Если вы строите сеть, которую не подключаете к Интернет, можно использовать любой IP адрес из диапазона частных IP адресов.Важно понимать что адреса IPv4 уже почти закончились, и необходимо переходить на протокол версия IPv6, либо использовать технологию NAT для подключению Интернету.
• Индивидуальный адрес — это адрес конкретного компьютера, именно такие адреса мы рассматривали выше.• Групповой адрес — это адрес, который используется несколькими ПК. Если вы отправите данные на этот адрес, его получит несколько компьютеров в сети которые входит в эту группу.• Широковещательный адрес — это такой адрес, который используется для получения данных всеми компьютерами в сети.
В IP используется два типа широковещательных адресов подходящих для двух различных сценариев
Предположим что у нас есть 2 подсети объединенные между собой маршрутизатором. Если мы хотим отправить широковещательный пакет в рамках одной сети это называется ограниченное широковещание. В этом случае мы может использовать специальный широковещательный адрес, который состоит из всех битовых единиц (255.255.255.255). В этом случае данные получат все компьютеры в сети, а через маршрутизатор данные не пройдут.
Другой сценарий, когда компьютер, который находится за пределами нашей сети, хочет передать широковещательный пакет всем компьютерам, которые находится в нашей сети это называется направленное широковещание. В этом случае широковещательный IP адрес будет выглядеть 192.168.0.255, адрес подсети, в которую мы хотим отправить широковещательный пакет и битовые единицы в той части, которая относится к адресу хоста. Как произойдет обработка такого пакета?
Пакет передаётся маршрутизатору и маршрутизатор уже разошлёт этот пакет в широковещательном режиме, но только в передах одной подсети, для которой предназначается этот широковещательный пакет.
Адрес который состоит из всех 0.0.0.0 это адрес текущего хоста. Он используется, когда компьютер еще не получил свой IP адрес.Адрес из всех битовых единиц, 255.255.255.255 это все хосты в текущей подсети (ограниченный широковещательный адрес).127.0.0.0/8 это обратная петля, специальный диапазон адресов, который выделен для того чтобы отлаживать сетевые приложения, если у вас нет сетевого оборудование или оно настроено не так как вам нужно, в этом случае данные не отправляются в сеть, а приходят обратно на компьютер. Часто из этой сети используется адрес 127.0.0.1 это текущий компьютер (localhost). Однако не обязательно для этой цели использовать адрес с хостом 1, можно использовать 2, 3 или другой любой IP адрес из этого диапазона.
IP адреса из подсети 169.254.0.0/16 называются Link-local адреса.Случае если вы не настроили IP адрес на своем ПК вручную или каким-либо другим способом, например с помощью протокола DHCP, то операционная система сама может назначить компьютеру адрес из этого диапазона. Такие адреса могут использоваться только в пределах подсети и не проходят через маршрутизатор.
Распределение IP адресовТак как IP адреса являются глобальными адресами и используются для построение сетей, которые могут потенциально объединять все компьютеры в мире такие как сеть интернет, то каждый компьютер должен иметь уникальный IP адрес во всем мире.
Если у нас будет несколько компьютеров с одним IP адресом, то мы не сможем понять к какому компьютеру должны отправить наши данные. Чтобы обеспечить уникальность адресов в интернет, есть специальный подход, IP адреса нельзя брать любые какие вы хотите, а необходимо получить разрешение на использование IP адреса у Internet Assigned Number Authority (IANA), сейчас функции IANA реализуются корпорацией ICANN (Internet Corporation for Assigned Names and Numbers) — Корпорация Интернет для распределения имен и номеров. Именно эта организация отвечает за распределение IP адресов во всем мире.
Однако организация делает это не напрямую, а с помощью региональных регистраторов. В каждом регионе есть свой регистратор, который взаимодействует с компанией ICANN и распределяет IP адреса. Россия и Европа относится к региональному регистратору RIPE.
Особенность этих адресов в том, что они не маршрутизируются в Интернет. Однако, есть возможность подключить сеть, построенную на основе частных адресов к Интернет, для этого используется технология Трансляция сетевых адресов NAT (Network Address Translation). В этом случае адрес из частной подсети заменяется на реальный IP адрес.
Как можно решить проблему исчерпания ip адресов?Есть 2 пути:1. Фундаментальное решение это использовать протокол IPv6, где длина IP адреса 16 байт, при такой длине существуют достаточно количество адресов, для того чтобы обеспечить весь мир.2. Временная технология Network Address Translation (NAT), при этом вы строите сеть в которой используете частные адреса, в этой сети может быть большое количество компьютеров, а для того чтобы подключиться к Интернет вам нужен всего лишь один внешний IP адрес.
Адресация в сети
Недооценить важность интернета на сегодняшний день, пожалуй, невозможно. Неудивительно, что данная тема вошла в курс по информатике.
Представьте, что вам надо отправить письмо вашему другу из Америки. Обычное письмо. Вы идете в почтовое отделение, покупаете конверт, запечатываете его, наклеиваете марки и отправляете. Как почтовая служба узнает, куда именно нужно доставить письмо? Через адрес. Если он будет неправильным, письмо не попадет в руки вашему другу. Тот же самый принцип работает и в интернете — чтобы отправить или получить какие-то данные из сети, вам нужно знать адрес того устройства, к которому вы обращаетесь. Разумеется, у вас тоже должен быть такой адрес, иначе никакие данные к вам просто не придут — будет неясно, куда отправлять. Когда компьютеров в сети два, три, да даже если их сто — раздать каждому адреса — не проблема. А что, если подключенных устройств 15 миллиардов? Да, именно столько различных устройств было подключено к интернету по статистике на 2017 год. А к 2021 ожидается число в 46 миллиардов. В этом случае необходимо использовать специальные методы адресации.
11000000 10101000 00000000 00000001
переводят в десятичную систему счисления:
192 168 0 1
и разделяют точками:
Маска сети — это тоже двоичное 32-битное число, но оно имеет необычный формат: в маске сети в начале идут все единицы, а потом — все нули.
Иначе говоря, если где-то в маске стоит ноль, то все разряды дальше тоже будут нулями.
Например, вот это маска:
11111111 11111111 11110000 00000000
и вот это маска:
11111111 11100000 00000000 00000000
а вот это — нет:
11111111 1100100 11111100 00000000
переводим в двоичную систему:
переводим обратно в десятичную:
149.131.128.0 — это адрес сети (Network ID).
00000000.00000000.00000010.01111101 или 0.0.2.125