Учебные вопросы: 1. Типы и классы адресов стека TCP/IP.

1. Учебная дисциплина «Компьютерные коммуникации и сети»для студентов специальности «Профессиональное обучение» Лекция №18 АДРЕСАЦИЯ В IP-СЕТЯХ Учебные вопросы: 1. Типы и классы адресов стека TCP/IP. 2. Порядок распределения IP-адресов и использования масок в IP-адресации. 3. Порядок отображения доменных имен на IP-адреса.

2. Список рекомендуемой литературы: Основная • Олифер В.Г., Олифер Н.А. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы: Учебник для вузов. 3-е изд. – СПб.: Питер, 2006. – 958с.: ил. ISBN 5-469-00504-6 • Оглтри, Терри. Модернизация и ремонт сетей, 4-е издание.: Пер. с англ. – М.: Издательский дом «Вильямс», 2005. – 1328с. : ил. ISBN 5-84590688-1 Дополнительная • Куроуз Дж., Росс К. Компьютерные сети, 4-е изд. – СПб.: Питер, 2004. • Тненбаум Э. Компьютерные сети, 4-е изд. – СПб.: Питер, 2002. • Дуглас Э. Камер. Сети ТСР/IP. Том 1. Принципы, протоколы и структура. – Вильямс, 2003. • ШринивасВегешна. Качество обслуживания в сетях IP. – Вильямс, 2003.

3. В стеке TCP/IP используются три типа адресов: локальные (называемые также аппаратными), IP-адреса и символьные доменные имена. Под локальным адресом понимается такой тип адреса, который используется средствами базовой технологии для доставки данных в пределах подсети, являющейся элементом составной интерсети.

4. IP-адреса представляют собой основной тип адресов, на основании которых сетевой уровень передает пакеты между сетями. Эти адреса состоят из 4 байт, например 109.26.17.100. IP-адрес назначается администратором во время конфигурирования компьютеров и маршрутизаторов. IP-адрес состоит из двух частей: номера сети и номера узла. IP-адрес имеет длину 4 байта и обычно записывается в виде четырех чисел, представляющих значения каждого байта в десятичной форме и разделенных точками, например, 128.10.2.30 - традиционная десятичная форма представления адреса, а 10000000 00001010 00000010 00011110 - двоичная форма представления этого же адреса.

5. Символьные доменные имена.Символьные имена в IP-сетях называются доменными и строятся по иерархическому признаку. Составляющие полного символьного имени в IP-сетях разделяются точкой и перечисляются в следующем порядке: 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, SU - США), Примеров доменного имени может служить имя base2.sales.zil.ru.

6. Рисунок 1 - Структура IP-адреса

7. Таблица 1 - Характеристики адресов разного класса

8. Маска - это число, которое используется в паре с IP-адресом; двоичная запись маски содержит единицы в тех разрядах, которые должны в IP-адресе интерпретироваться как номер сети. Поскольку номер сети является цельной частью адреса, единицы в маске также должны представлять непрерывную последовательность. Для стандартных классов сетей маски имеют следующие значения: класс А - 11111111. 00000000. 00000000. 00000000 (255.0.0.0); класс В - 11111111. 11111111. 00000000. 00000000 (255.255.0.0); класс С - 11111111.11111111.11111111.00000000 (255.255.255.0).

9. Снабжая каждый IP-адрес маской, можно отказаться от понятий классов адресов и сделать более гибкой систему адресации. Например, если рассмотренный выше адрес 185.23.44.206 ассоциировать с маской 255.255.255.0, то номером сети будет 185.23.44.0, а не 185.23.0.0, как это определено системой классов. В масках количество единиц в последовательности, определяющей границу номера сети, не обязательно должно быть кратным 8, чтобы повторять деление адреса на байты. Пусть, например, для IP-адреса 129.64.134.5 указана маска 255.255.128.0, то есть в двоичном виде: IP-адрес 129.64.134.5 - 10000001. 01000000.10000110. 00000101 Маска 255.255.128.0 - 11111111.11111111.10000000. 00000000

10. Рисунок 2 - Нерациональное использование пространства IP-адресов

11. Технология бесклассовой междоменной маршрутизации (ClasslessInker-DomainRouting, CIDR). Технология CIDR отказывается от традиционной концепции разделения адресов протокола IP на классы, что позволяет получать в пользование столько адресов, сколько реально необходимо. Благодаря CIDR поставщик услуг получает возможность «нарезать» блоки из выделенного ему адресного пространства в точном соответствии с требованиями каждого клиента, при этом у него остается пространство для маневра на случай его будущего роста.

12. Технология трансляции адресов (NetworkAddressTranslator, NAT). Узлам внутренней сети адреса назначаются произвольно (естественно, в соответствии с общими правилами, определенными в стандарте), так, как будто эта сеть работает автономно. Внутренняя сеть соединяется с Internet через некоторое промежуточное устройство (маршрутизатор, межсетевой экран). Это промежуточное устройство получает в свое распоряжение некоторое количество внешних «нормальных» IP-адресов, согласованных с поставщиком услуг или другой организацией, распределяющей IP-адреса. Промежуточное устройство способно преобразовывать внутренние адреса во внешние, используя для этого некие таблицы соответствия. Для внешних пользователей все многочисленные узлы внутренней сети выступают под несколькими внешними IP-адресами. При получении внешнего запроса это устройство анализирует его содержимое и при необходимости пересылает его во внутреннюю сеть, заменяя IP-адрес на внутренний адрес этого узла.

13. Назначение IP-адресов узлам сети даже при не очень большом размере сети может представлять для администратора утомительную процедуру. Протокол DynamicHostConfigurationProtocol (DHCP) освобождает администратора от этих проблем, автоматизируя процесс назначения IP-адресов. При динамическом распределении адресов DHCP-сервер выдает адрес клиенту на ограниченное время, называемое временем аренды (leaseduration), что дает возможность впоследствии повторно использовать этот IP-адрес для назначения другому компьютеру. Основное преимущество DHCP - автоматизация рутинной работы администратора по конфигурированию стека TCP/IP на каждом компьютере. Иногда динамическое разделение адресов позволяет строить IP-сеть, количество узлов в которой превышает количество имеющихся в распоряжении администратора IP-адресов.

14. Для определения локального адреса по IP-адресу используется протокол разрешения адреса (AddressResolutionProtocol, ARP). Протокол ARP работает различным образом в зависимости от того, какой протокол канального уровня работает в данной сети - протокол локальной сети (Ethernet, TokenRing, FDDI) с возможностью широковещательного доступа одновременно ко всем узлам сети или же протокол глобальной сети (Х.25, framerelay), как правило не поддерживающий широковещательный доступ. Существует также протокол, решающий обратную задачу - нахождение IP-адреса по известному локальному адресу. Он называется реверсивным ARP (ReverseAddressResolutionProtocol, RARP) и используется при старте бездисковых станций, не знающих в начальный момент своего IP-адреса, но знающих адрес своего сетевого адаптера.

15. Рисунок 3 - Пространство доменных имен

16. Дерево имен начинается с корня, обозначаемого здесь точкой (.). Затем следует старшая символьная часть имени, вторая по старшинству символьная часть имени и т. д. Младшая часть имени соответствует конечному узлу сети. В отличие от имен файлов, при записи которых сначала указывается самая старшая составляющая, затем составляющая более низкого уровня и т. д., запись доменного имени начинается с самой младшей составляющей, а заканчивается самой старшей. Составные части доменного имени отделяется друг от друга точкой. Например, в имени partnering.microsoft.com составляющая partnering является именем одного из компьютеров в домене Microsoft.com.

17. Совокупность имен, у которых несколько старших составных частей совпадают, образуют домен имен (domain). Например, имена wwwl.zil.mmt.ru, ftp.zil.mmt.ru, yandex.ru и sl.mgu.ru входят в домен ru, так как все эти имена имеют одну общую старшую часть - имя ru. Другим примером является домен mgu.ru. Из представленных на рис. 5.11 имен в него входят имена sl.mgu.ru, s2.mgu.ru и rn.mgu.ru. Этот домен образуют имена, у которых две старшие части всегда равны rngu.ru. Имя www.mmt.ru в домен mgu.ru не входит, так как имеет отличающуюся составляющую mmt.

18. Контрольные вопросы: • Дайте определение локального адреса, IP-адреса и символьного доменного имени, используемых в локальных сетях. • Приведите и поясните структуру IP-адреса. • Дайте характеристику IP-адресов разного класса. • Приведите понятие маски IP-адреса и поясните порядок её применения. • Поясните сущность технологии бесклассовой междоменной маршрутизации (ClasslessInker-DomainRouting, CIDR). • Поясните сущность технологии трансляции адресов (NetworkAddressTranslator, NAT). • Дайте понятие домена и поясните его сущность.