Класы IP-адрасоў. IP-адрасы класа А, B, З

IP - гэта пратакол сувязі, які выкарыстоўваецца ад самай маленькай сеткі з двух прылад да глабальнай інфармацыйнай сеткі. IP-адрас - гэта ўнікальны ідэнтыфікатар пэўнага вузла (прылады), які выдаткоўваецца ў пэўнай сеткі.

Запіс IP-адрасоў

Адрас выглядае як 32-разраднае лік у дыяпазоне ад 0 да 4294967295. Гэта сведчыць аб тым, што ва ўсёй сетцы Інтэрнэт можа ўтрымлівацца больш за 4 мільярды цалкам унікальных адрасоў аб'ектаў. Калі запісваць адрасы ў двайковай або дзесятковай форме, то гэта выклікае свае нязручнасці па іх запамінанню або апрацоўцы. Таму, для спрашчэння напісання такіх адрасоў, было вырашана дзяліць поўны адрас на чатыры актэта (8-разрадныя лікі), падзеленых кропкай. Для прыкладу: адрас які ў шаснаццатковай сістэме выглядае як С0290612, у запісе IP-адрасы будзе выглядаць як 192.41.6.18. Пры гэтым найменшы адрас - гэта чатыры нулі, а максімальны - чатыры групы па 255. Старэйшая вобласць (тая, што размяшчаецца з левага боку груп лічбаў ад любой з раздзяляльных кропак) занятая вобласцю адрасы, малодшая вобласць (з правага боку ад гэтай жа падзяляльнай пункту ) паказвае нумар інтэрфейсу ў гэтай сеткі. Становішча мяжы паміж хостовой і сеткавай часткамі залежыць ад колькасці біт, якое адвялі на нумар сеткі, бывае розным, падзел ідзе толькі па мяжы актэта (кропкі паміж імі) і дазваляе вызначыць класы IP-адрасоў.

Класавая мадэль адрасоў

Некалькі дзесяцігоддзяў адрасу маюць падзел на 5 класаў. Гэта пачынала старэць ў дадзены момант падзел называецца полноклассовой адрасаваннем. Класы IP-адрасоў называюцца літарамі лацінскага алфавіту ад А да E. класы ад А да Е даюць магчымасць задаць ідэнтыфікатары для 128 сетак з 16 мільёнамі сеткавых інтэрфейсаў у кожнай, 16384 сеткі з 64 тысячамі прылад і 2 мільёнаў сетак з 256 інтэрфейсамі. Класы IP-сетак D прадугледжаны для шматадрасных рассылання, пры якой пакеты паведамленняў рассылаюцца на некалькі хастоў адначасова. Адрасы, якія маюць пачатковымі бітамі 1111, з'яўляюцца зарэзерваванымі для прымянення ў будучыні.

Ніжэй прадстаўлена табліца IP-адрасоў. Класы вызначаюцца па старэйшым бітам адрасоў.

клас А

IP-адрасы класа А характарызуюцца нулявым старэйшым бітам адрасы і васьмібітнай памерам прыналежнасці да сеткі. Запісваюцца ў выглядзе:

Зыходзячы з гэтага, найбольшая колькасць сетак класа А можа быць 2 ^7, але кожная з іх будзе мець адрасную прастору 2 ²⁴ прылад. Так як першы біт адрасу роўны 0, то ўсе IP-адрасы класа А будуць знаходзіцца ў дыяпазоне старэйшага актэта ад 0 да 127, які, да таго ж, будзе з'яўляцца і нумарам сеткі. Пры гэтым нулявы адрас і 127 зарэзерваваны пад службовыя адрасы, таму выкарыстанне іх немагчыма. Па гэтай прычыне дакладную колькасць сетак класа А складае 126.

Пад адрасы вузлоў у сеткі класа А адводзіцца 3 байта (або 24 біта). Просты разлік паказвае, што можна размясціць 16 777 216 двайковых камбінацый (адрасоў інтэрфейсаў). Так як адрасы, якія складаюцца цалкам з нулёў і адзінак, з'яўляюцца спецыялізаванымі, то колькасць сетак класа А памяншаецца да 16 777 214 адрасоў.

Класы У і З

Асноўнай адметнай асаблівасцю IP-адрасы класа b будзе значэнне двух старэйшых бітаў, роўнае 10. Пры гэтым памер сеткавай часткі будзе раўняцца 16 бітам. Фармат адрасы гэтай сеткі выглядае так:

Па гэтай прычыне найбольшая колькасць сетак класа B можа быць 2 ¹⁴ (16384) з адраснай прасторай 2 ¹⁶ кожная з іх. IP-адрасы класа B пачынаюцца ў дыяпазоне ад 128 да 191. Гэта з'яўляецца адметнай асаблівасцю, па якой можна вызначыць прыналежнасць сеткі да гэтага класа. Два байта, адведзеныя пад адрасы гэтых сетак, за вылікам нулявых і якія складаюцца з адзінак адрасоў, могуць скласці колькасць вузлоў, роўнае 65 534.

Любы IP-адрас класа C пачынаецца ў дыяпазоне ад 192 да 223, пры гэтым нумар сеткі займае тры старэйшыя актэта. Схематычна адрас мае такую структуру:

Тры старэйшых біта маюць першымі 110, сеткавая частка 24 біта. Найбольшая колькасць сетак у гэтым класе складае 2 ²¹ (гэта 2.097.152 сеткі). Пад адрасы вузлоў у IP-адрасе сетак класа З адводзіцца 1 байт, гэта ўсяго 254 хаста.

Дадатковыя класы сетак

У класы D і Е ўключаюцца сеткі са старэйшым актэт вышэй 224. Гэтыя адрасы рэзервуюцца для спецыялізаваных мэтаў, такіх як, напрыклад, мультикастинг - перадача дейтаграмм пэўным групам вузлоў у сетцы.

Дыяпазон класа D выкарыстоўваецца для рассылання пакетаў і ляжыць у межах ад 224.0.0.0 да 239.255.255.255. Апошні клас, Е, зарэзерваваны для выкарыстання ў будучыні. У яго ўваходзяць адрасы ад 240.0.0.0 да 255.255.255.255. Таму калі не хочаце праблем з адрасаваннем, пажадана не браць IP-адрасы з гэтых дыяпазонаў.

Зарэзерваваныя IP-адрасы

Існуюць адрасы, якія нельга даваць ніякім прыладам, якая б ні была IP-адрасаванне. Службовыя IP-адрасы маюць спецыфічнае прызначэнне. Напрыклад, калі адрас сеткі складаецца з нулёў, то гэта мае на ўвазе, што вузел ставіцца да бягучай сеткі або пэўнага сегмента. Калі ўсё адзінкі - то гэта адрас для шырокавяшчальных рассыланняў пакетаў.

У класе А ёсць дзве выдзеленыя асаблівыя сеткі з нумарамі 0 і 127. Адрас, роўны нулю, выкарыстоўваецца ў якасці маршруту па змаўчанні, а 127 паказвае адрасаванне на самога сябе (інтэрфейс зваротнай сувязі). Напрыклад, зварот па IP 127.0.0.1 значыць, што вузел мае зносіны толькі сам з сабой без выхаду дейтаграмм на ўзровень асяроддзя перадачы дадзеных. Для транспартнага ўзроўню такое злучэнне не адрозніваецца ад сувязі з выдаленым вузлом, таму такі адрас зваротнай сувязі часта выкарыстоўваецца для тэставання сеткавага ПА.

Вызначэнне ідэнтыфікатараў сеткі і вузла

Ведаючы IP-адрас прылады ў выпадку, калі паўстае пытанне аб тым, як вызначыць клас IP-адрасы, то дастаткова проста паглядзець на першы актэт адрасы. Калі ён ад 1 да 126, то гэта сетка класа А, ад 128 да 191 - гэта сетка класа В, ад 192 да 223 - сетка класа С.

Для ідэнтыфікацыі сеткі трэба памятаць, што ў А класе гэта пачатковую колькасць у IP-адрасе, у В - пачатковыя два ліку, у С - пачатковыя тры лікі. Астатнія з'яўляюцца ідэнтыфікатарамі сеткавых інтэрфейсаў (вузлоў). Да прыкладу, IP-адрас 139.17.54.23 з'яўляецца адрасам класа В, так як першы лік - 139 - больш 128 і менш 191. Таму ідэнтыфікатар сеткі будзе роўны 139.17.0.0, ідэнтыфікатар вузла - 54.23.

падсеткі

Пры дапамозе маршрутызатараў і мастоў ёсць магчымасць пашырыць сетку, дадаўшы да яе сегменты, або падзяліць яе на больш дробныя падсеткі шляхам змены ідэнтыфікатара сеткі. У гэтым выпадку бярэцца маска падсеткі, якая паказвае, які сегмент IP-адрасы будзе ўжывацца як новы ідэнтыфікатар дадзенай падсеткі. Пры супадзенні ідэнтыфікатараў можна рабіць выснову, што вузлы належаць адной падсеткі, інакш яны будуць знаходзіцца ў розных падсеткі і для іх злучэння спатрэбіцца маршрутызатар.

Класы IP-адрасоў разлічаны так, што лік сетак і вузлоў для пэўнай арганізацыі вызначана загадзя. Па змаўчанні ў арганізацыі можна разгарнуць толькі адну сетку з некаторым колькасцю падлучаных да сеткі прылад. Ёсць пэўны ідэнтыфікатар сеткі і некаторы колькасць вузлоў, якое мае абмежаванне ў адпаведнасці з класам сеткі. Пры вялікай колькасці вузлоў сетка будзе нізкай прапускной здольнасці, бо нават пры любой шырокавяшчальнай рассыланні прадукцыйнасць будзе падаць.

маскі падсетак

Для таго каб падзяліць ідэнтыфікатар, неабходна ўжываць маску падсеткі - нейкі шаблон, які дапамагае адрозніць ідэнтыфікатары сетак ад ідэнтыфікатараў вузлоў у IP-адрасах. Класы IP-адрасоў ня накладваюць абмежаванні на маску падсеткі. Маска вонкава выглядае гэтак жа, як і адрас - чатыры групы лічбаў ад 0 да 255. Пры гэтым спачатку ідуць вялікія ліку, за ім меншыя. Да прыкладу, 255.255.248.0 - гэта правільная маска падсеткі, 255.248.255.0 - няправільная. Маска 255.255.255.0 вызначае пачатковыя тры актэта IP-адрасы як ідэнтыфікатар падсеткі.

Пры праектаванні сегментацыі сеткі прадпрыемства неабходна, каб правільна была арганізавана IP-адрасаванне. Класы IP-адрасоў, падзеленыя на сэгмэнты з дапамогай масак, дазваляюць не толькі павялічыць колькасць кампутараў у сеткі, але і арганізаваць яе высокую прадукцыйнасць. Кожны клас адрасу мае маску сеткі па змаўчанні.

Для дадатковых падсетак часта выкарыстоўваюцца не маскі па змаўчанні, а індывідуальныя. Напрыклад, IP-адрас 170.15.1.120 можа выкарыстоўваць маску падсеткі 255.255.255.0 з ідэнтыфікатарам сеткі 170.15.1.0, пры гэтым не абавязкова выкарыстоўваць маску падсеткі 255.255.0.0 з ідэнтыфікатарам 170.15.0.0, які выкарыстоўваецца па змаўчанні. Гэта дазваляе разбіваць існуючую сетку арганізацыі класа У з ідэнтыфікатарам 170.15.0.0 на падсеткі з дапамогай розных масак.

Разлік параметраў падсетак

Пасля налады падсеткі на кожным інтэрфейсе праграмнае забеспячэнне сеткавага пратаколу будзе праводзіць апытанне IP-адрасоў, выкарыстоўваючы пры гэтым маску падсеткі для вызначэння адрасы падсеткі. Існуюць дзве простыя формулы для падліку максімальнага ліку падсетак і хастоў у сеткі:

• 2 ^{(колькасць бітаў, роўных адзінцы у масцы)} - 2 = найбольшая колькасць падсетак;
• 2 ^{(колькасць нулёў у масцы падсеткі)} - 2 = найбольшая колькасць прылад у падсеткі.

Напрыклад, возьмем адрас, роўны 182.16.52.10 з маскай 255.255.224.0. Маска ў двайковым выглядзе выглядае так: 11111111.11111111.11100000.00000000. Мяркуючы па першым актэт, гэта сетка належыць да класа В, таму разглядаем трэці і чацвёрты актэт. Тры адзінкі і трынаццаць нулёў падстаўляем у формулы і атрымліваем 23/02 = 6 падсетак і 213 - 2 = 8190 хастоў.

Што датычыцца прымянення стандартнай маскі сеткі класа Ва ў выглядзе 255.255.255.0 сетка можа мець 65534 падлучаных прылады. Калі адрас падсеткі займае поўны байт вузла, то колькасць падлучаных прылад у кожнай падсеткі скарачаецца да 254. Пры неабходнасці перавысіць гэты лік прылад могуць узнікаць праблемы, якія вырашаюцца ўкарачэннем поля маскі адрасы падсеткі або даданнем яшчэ аднаго другаснага адрасы ў інтэрфейсе маршрутызатара. Але ў гэтым выпадку будзе назірацца памяншэнне колькасці магчымых сетак.

Пры стварэнні падсетак ў сетцы класа З варта памятаць, што выбар будзе вельмі малы пры свабоднай толькі адным актэце. Пры адсейваннем нулявых і шырокавяшчальных адрасоў застаецца магчымасць стварэння чатырох аптымальных варыянтаў набораў падсетак: адна падсеткі на 253 хаста, дзве падсеткі на 125 хастоў, чатыры падсеткі па 61 хасту, восем падсетак па 29 хастоў. Астатнія варыянты разбіцця будуць выклікаць праблемы пры маршрутызацыі і шырокавяшчальных рассыланняў ці проста выклікаць нязручнасці пры разліках адрасавання паміж хастамі.

Фарміраваць падсеткі ў сетках класа Ва ўжо прасцей, так як больш свабода выбару. Па змаўчанні маска падсеткі роўная 255.255.0.0, пры яе выкарыстанні атрымліваем 65534 хаста. Пры стварэнні масак падсетак пад іх адрасы вылучаюцца левыя непомеченные біты з 3 і 4 актэта. Шляхам разлікаў можна вывесці аптымальныя сеткі з нумарамі 32, 64, 96, 128, 160 і 192.

Сеткі класа А маюць вельмі вялікая колькасць адрасоў, для якіх магчыма ствараць падсеткі. Для выкарыстання масак падсетак можна выкарыстоўваць да 32 біт. Выкарыстоўваючы вышэйпрыведзеных формулу, мы можам вызначыць, што максімальная колькасць падсетак можа быць да 254. Пры гэтым на адрасы хастоў застаецца 16 біт, гэта значыць можна падключыць 65534 вузлоў.

Вядома, гэта толькі прыкладныя разлікі. Пры стварэнні сектараў і працы з падсеткамі даводзіцца ўлічваць больш фактараў, якія залежаць ад правайдэра і ўзроўню прадпрыемства.