IP - це протокол зв'язку, який використовується віднайменшою мережі з двох пристроїв до глобальної інформаційної мережі. IP-адреса - це унікальний ідентифікатор певного вузла (пристрою), що виділяється в певній мережі.
Адреса виглядає як 32-розрядне число в діапазонівід 0 до 4294967295. Це говорить про те, що в усій мережі Інтернет може міститися більше 4 мільярдів повністю унікальних адрес об'єктів. Якщо записувати адреси в двійковій або десяткового формі, то це викликає свої незручності по їх запам'ятовування або обробці. Тому, для спрощення написання таких адрес, було вирішено ділити повну адресу на чотири октету (8-розрядних числа), між якими ставиться крапка. Для прикладу: адреса який в шістнадцятковій системі виглядає як С0290612, в запису IP-адреси буде виглядати як 192.41.6.18. При цьому найменший адреса - це чотири нулі, а максимальний - чотири групи по 255. Старша область (та, що розташовується з лівого боку груп цифр від будь-якої з розділових точок) зайнята областю адреси, молодша область (з правого боку від цієї ж точки розділення ) показує номер інтерфейсу в цій мережі. Положення кордону між хостовой і мережевий частинами залежить від кількості біт, яке відвели на номер мережі, буває різним, поділ йде тільки по кордону октету (точки між ними) і дозволяє визначити класи IP-адрес.
Кілька десятиліть адреси мають поділ на5 класів. Це застаріваюче в даний момент поділ називається полноклассовой адресацією. Класи IP-адрес називаються буквами латинського алфавіту від А до E. Класи від А до Е дають можливість задати ідентифікатори для 128 мереж з 16 мільйонами мережевих інтерфейсів в кожній, 16384 мережі з 64 тисячами пристроїв і 2 мільйонів мереж з 256 інтерфейсами. Класи IP-мереж D передбачені для під LGPL, при якій пакети повідомлень розсилаються на кілька хостів одночасно. Адреси, які мають початковими бітами 1111, є зарезервованими для застосування в майбутньому.
Нижче наведено таблицю IP-адрес. Класи визначаються по старшим бітам адрес.
IP-адреси класу А характеризуються нульовим старшим бітом адреси і восьмібітних розміром приналежності до мережі. Записуються у вигляді:
Виходячи з цього, найбільше число мереж класу А може бути 27, Але кожна з них матиме адресний простір 224 пристроїв.Так як перший біт адреси дорівнює 0, то все IP-адреси класу А будуть перебувати в діапазоні старшого октету від 0 до 127, який, до того ж, буде і номером мережі. При цьому нульовий адресу і 127 зарезервовані під службові адреси, тому використання їх неможливо. З цієї причини точну кількість мереж класу А дорівнює 126.
Під адреси вузлів в мережі класу А відводиться 3байта (або 24 біта). Простий розрахунок показує, що можна розмістити 16 777 216 довічних комбінацій (адрес інтерфейсів). Так як адреси, що складаються повністю з нулів і одиниць, є спеціалізованими, то кількість мереж класу А зменшується до 16 777 214 адрес.
Основною відмінною особливістю IP-адреси класу b буде значення двох старших бітів, рівне 10. При цьому розмір мережної частини буде дорівнювати 16 бітам. Формат адреси цієї мережі виглядає так:
З цієї причини найбільше число мереж класу B може бути 214 (16384) з адресним простором 216 кожна з них.IP-адреси класу B починаються в діапазоні від 128 до 191. Це є відмінною рисою, по якій можна визначити належність мережі до цього класу. Два байти, відведені під адреси цих мереж, за вирахуванням нульових і складаються з одиниць адрес, можуть скласти кількість вузлів, що дорівнює 65 534.
Будь-IP-адреса класу C починається в діапазоні від 192 до 223, при цьому номер мережі займає три старших октету. Схематично адреса має таку структуру:
Три старших біти мають першими 110, мережева частина 24 біта. Найбільше число мереж в цьому класі становить 221 (Це 2097152 мережі). Під адреси вузлів в IP-адресу мереж класу С відводиться 1 байт, це всього 254 хоста.
У класи D і Е включаються мережі зі старшим октетомвище 224. Ці адреси резервуються для спеціалізованих цілей, таких як, наприклад, мультікастінга - передача дейтаграм певним групам вузлів в мережі.
Діапазон класу D використовується для розсилкипакетів і лежить в межах від 224.0.0.0 до 239.255.255.255. Останній клас, Е, зарезервований для використання в майбутньому. У нього входять адреси від 240.0.0.0 до 255.255.255.255. Тому якщо не хочете проблем з адресацією, бажано не брати IP-адреси з цих діапазонів.
Існують адреси, які не можна давати ніякимпристроїв, яка б не була IP-адресація. Службові IP-адреси мають специфічне призначення. Наприклад, якщо адреса мережі складається з нулів, то це має на увазі, що вузол відноситься до поточної мережі або певного сегмента. Якщо всі одиниці - то це адреса для широкомовних розсилок пакетів.
У класі А є дві виділені особливі мережі зномерами 0 і 127. Адреса, рівний нулю, використовується в якості маршруту за замовчуванням, а 127 показує адресацію на самого себе (інтерфейс зворотнього зв'язку). Наприклад, звернення по IP 127.0.0.1 значить, що вузол спілкується тільки сам з собою без виходу дейтаграм на рівень середовища передачі даних. Для транспортного рівня таке з'єднання не відрізняється від зв'язку з віддаленим вузлом, тому таку адресу зворотного зв'язку часто використовується для тестування мережевого програмного забезпечення.
Знаючи IP-адресу пристрою в разі, коли встаєпитання про те, як визначити клас IP-адреси, то досить просто подивитися на перший октет адреси. Якщо він від 1 до 126, то це мережа класу А, від 128 до 191 - це мережа класу В, від 192 до 223 - мережа класу С.
Для ідентифікації мережі потрібно пам'ятати, що в Акласі це початкова число в IP-адресу, в В - початкові два числа, в С - початкові три числа. Решта є ідентифікаторами мережевих інтерфейсів (вузлів). Наприклад, IP-адреса 139.17.54.23 є адресою класу В, так як перше число - 139 - більше 128 і менше 191. Тому ідентифікатор мережі буде дорівнює 139.17.0.0, ідентифікатор вузла - 54.23.
За допомогою маршрутизаторів і мостів єможливість розширити мережу, додавши до неї сегменти, або розділити її на більш дрібні підмережі шляхом зміни ідентифікатора мережі. В цьому випадку береться маска підмережі, яка показує, який сегмент IP-адреси буде застосовуватися як новий ідентифікатор даної підмережі. При збігу ідентифікаторів можна робити висновок, що вузли належать однієї підмережі, інакше вони будуть знаходитися в різних подсетях і для їх з'єднання потрібно маршрутизатор.
Класи IP-адрес розраховані так, що число мережі вузлів для певної організації визначено заздалегідь. За замовчуванням в організації можна розгорнути тільки одну мережу з деякою кількістю підключених до мережі пристроїв. Є певний ідентифікатор мережі і деяку кількість вузлів, що має обмеження відповідно до класу мережі. При великій кількості вузлів мережа буде низької пропускної здатності, так як навіть при будь-широкомовної розсилки продуктивність буде падати.
Для того щоб розділити ідентифікатор,необхідно застосовувати маску підмережі - якийсь шаблон, що допомагає відрізнити ідентифікатори мереж від ідентифікаторів вузлів в IP-адреси. Класи IP-адреси не накладають обмеження на маску підмережі. Маска зовні виглядає так само, як і адреса - чотири групи цифр від 0 до 255. При цьому спочатку йдуть великі числа, за ним менші. Наприклад, 255.255.248.0 - це правильна маска підмережі, 255.248.255.0 - неправильна. Маска 255.255.255.0 визначає початкові три октету IP-адреси як ідентифікатор підмережі.
При проектуванні сегментації мережі підприємстванеобхідно, щоб правильно була організована IP-адресація. Класи IP-адрес, розділені на сегменти за допомогою масок, дозволяють не тільки збільшити кількість комп'ютерів в мережі, але і організувати її високу продуктивність. Кожен клас адреси має маску мережі за замовчуванням.
Для додаткових підмереж часто використовуються немаски за замовчуванням, а індивідуальні. Наприклад, IP-адреса 170.15.1.120 може використовувати маску підмережі 255.255.255.0 з ідентифікатором мережі 170.15.1.0, при цьому не обов'язково використовувати маску підмережі 255.255.0.0 з ідентифікатором 170.15.0.0, який використовується за умовчанням. Це дозволяє розбивати існуючу мережу організації класу В з ідентифікатором 170.15.0.0 на підмережі за допомогою різних масок.
Після настройки підмережі на кожному інтерфейсіпрограмне забезпечення мережевого протоколу буде проводити опитування IP-адрес, використовуючи при цьому маску підмережі для визначення адреси підмережі. Існують дві прості формули для підрахунку максимального числа підмереж і хостів в мережі:
Наприклад, візьмемо адресу, рівний 182.16.52.10 з маскою 255.255.224.0. Маска в двійковому вигляді виглядає так: 11111111.11111111.11100000.00000000. Судячи з першого октету, це мережа належить до класу В, тому розглядаємо третій і четвертий октети. Три одиниці і тринадцять нулів підставляємо в формули і отримуємо 23-2 = 6 підмереж і 213 - 2 = 8190 хостів.
При застосуванні стандартної маски мережі класу В увигляді 255.255.255.0 мережу може мати 65534 підключених пристрою. Якщо адреса підмережі займає повний байт вузла, то кількість підключених пристроїв в кожній підмережі скорочується до 254. При необхідності перевищити це число пристроїв можуть виникати проблеми, які вирішуються укорочением поля маски адреси підмережі або додаванням ще одного вторинного адреси в інтерфейсі маршрутизатора. Але в цьому випадку буде спостерігатися зменшення кількості можливих мереж.
При створенні підмереж в мережі класу С слідпам'ятати, що вибір буде дуже малий при вільному тільки одному октеті. При відсівання нульових і широкомовних адрес залишається можливість створення чотирьох оптимальних варіантів наборів підмереж: одна підмережа на 253 хоста, дві підмережі на 125 хостів, чотири підмережі по 61 хосту, вісім підмереж по 29 хостів. Решта варіантів розбиття викликатимуть проблеми при маршрутизації і широкомовних розсилок або просто викликати незручності при розрахунках адресації між хостами.
Формувати підмережі в мережах класу В уже простіше,так як більше свобода вибору. За замовчуванням маска підмережі дорівнює 255.255.0.0, при її використанні отримуємо 65534 хоста. При створенні масок підмереж під їх адреси виділяються ліві непомічені біти з 3 і 4 октету. Шляхом розрахунків можна вивести оптимальні мережі з номерами 32, 64, 96, 128, 160 і 192.
Мережі класу А мають дуже велику кількістьадрес, для яких можливо створювати підмережі. Для використання масок підмереж можна використовувати до 32 біт. Використовуючи вищенаведену формулу, ми можемо визначити, що максимальна кількість підмереж може бути до 254. При цьому на адреси хостів залишається 16 біт, тобто можна підключити 65534 вузлів.
Звичайно, це тільки приблизні розрахунки. При створенні секторів і роботі з підмережами доводиться враховувати більше факторів, які залежать від провайдера і рівня підприємства.
