Примеры ip адрес: IP-адрес компьютера — урок. Информатика, 9 класс.

IP адрес — Learn

Содержание

• 1 Что такое IP-адрес
  • 1.1 Структура IP адреса
  • 1.2 Версии протокола IP
• 2 Маска
  • 2.1 Таблица соответствия префикса маске подсети
• 3 Классовая и бесклассовая IP адресация
• 4 Зарезервированные адресные диапазоны
  • 4.1 Частные сети
  • 4.2 Служебный адресный диапазон
• 5 Метод назначения IP-адреса
• 6 Кто имеет право выдавать IP адрес ?
• 7 Полезные ссылки

Что такое IP-адрес

IP адрес (internet protocol address)  — это уникальный цифровой адрес, используемый узлом на сетевом уровне.

IP адреса нужны для уникальной идентификации сетевых устройств в сети Интернет, и в сегментах локальной сети, изолированной от Интернет построенных на технологиях канального уровня.

Длина адреса IPv4 — 32 бита, 4 байта. Чтобы было удобно читать цифровое обозначение IP адреса, его делят на 4 части – октеты.

192. 168.11.10

IP адрес в десятичной записи. Состоит он из 4-х чисел, называемых октетами и разделенных между собой точками. Каждое такое число (октет) может принимать значение от 0 до 255. То есть одно из 256 значений. Длина каждого октета равна 8 битам, а суммарная длина IPv4 = 32 битам.

Структура IP адреса

Наш IP адрес состоит из 2 частей:

1. номер подсети — старшие биты IP адреса.
2. номер компьютера в сети (хост) — младшие биты IP адреса.
Рассмотрим пример:
IP-адрес: первые три октета (213.182.173.5) это адрес сети. Последний октет это адрес хоста (5).
Адрес подсети записываем: 213.182.173.0
Номер хоста: 5 (0.0.0.5)
Маска: 255.255.255.0
Почему именно так разбили? Чуть ниже мы узнаем, что такое маска.

Маршрутизаторы, устройства передающие информацию на сетевом уровне, работают не с отдельными IP адресами, а с подсетями.

Версии протокола IP

На данный момент существует 2-е версии протокола IP: версия IPv4 и IPv6. Основное отличие между версиями протоколов в длине IP адреса. В IPv4 длина адреса 4 байта (32 бита), а в IPv6 длина адреса 16 байт (128 бит). В большей длине адреса так же кроется предназначение в будущем этой версии – решение проблемы недостатка адресов IPv4.

К сожалению, разработчики не спешат повсеместно переходить на новую версию. Этому служит множество причин, от несовместимости протоколов на сетевом уровне до отсутствия поддержки в старых сетевых устройствах.

В контексте этой статьи мы не будем затрагивать особенности и применение IPv6.

Маска

Для точной идентификации устройства необходима также маска, которая задает границы сети.

Маска подсети — это тоже 32-бита разбитых на 4 октета, но в отличии от IP-адреса, нули и единицы в ней не могут чередоваться. Всегда сначала идет сколько-то единиц, потом сколько-то нулей. Например:

255.255.248. 0=11111111.11111111.11111000.00000000
После наложения маски на IP адрес мы увидим адрес сети и хоста:
Нули маски указывают нам на адрес хоста (Номер узла), а единицы соответственно на адрес подсети (Номер сети).

Таблица соответствия префикса маске подсети

Для сокращение маску сети указывают через префикс:

192.168.1.54/24

/24 – это префикс маски 255.255.255.0

Префикс можно пересчитать, а можно использовать шпаргалку или онлайн калькуляторы. В таблице ниже приведены наиболее востребованные префиксы. Помните, что из доступных по маски IP адресов меньший – это адрес сети, старший – Broadcast. Следующий за адресом сети обычно назначают шлюзом, а что останется – это IP адрес самого хоста. Примеры есть в конце статьи.

Префикс	Сетевая маска	IP адресов
/17	255.255.128.0	327668
/18	255. 255.192.0	16384
/19	255.255.224.0	8192
/20	255.255.240.0	4096
/21	255.255.248.0	2048
/22	255.255.252.0	1024
/23	255.255.254.0	512
/24	255.255.255.0	256
/25	255.255.255.128	128
/26	255.255.255.192	64
/27	255.255.255.224	32
/28	255.255.255.240	16
/29	255.255.255.248	8
/30	255.255.255.252	4
/31	255.255.255.254	2
/32	255.255.255.255	1

Классовая и бесклассовая IP адресация

По мере развития Интернета, и наличии более 4 млрд. IP адресов само собой пришла мысль как то сгруппировать и упорядочить столь обширный адресный план. В то же самое время понадобилось как то систематизировать выдачу IP адресов организациям, начинающим уже активно использовать протокол IPv4. Это решение получило название классовая адресация. Всё пространство было поделено на 5 классов. Каждому классу был назначен блок адресов.

класс	первые биты	маска подсети	начальный адрес	конечный адрес
A	0	255.0.0.0	1.0.0.0	126.255.255.255
B	10	255.255.0.0	128.0.0.0	191.255.255.255
C	110	255.255.255.0	192.0.0.0	223.255.255.255
D	1110	групповой адрес	224.0.0.0	239.255.255.255
E	11110	зарезервировано	240.0.0.0	255.255.255. 255

Просуществовал такой подход с 1981 года по 1995 год. Один из существенных минусов классовой адресации – жесткая привязка к одной маске. За счет этого IP-адреса использовались не экономно. Учитывая тот факт, что количество IP адресов стремительно заканчивалось, было принято решение перейти к бесклассовой адресации (CIDR).

Суть решения заключается в следующем: из всего пространства выделили некое адресное пространство, которое будет использоваться только в пределах локальной сети и не будет использоваться в Интернете. С тех пор все IP адреса стали делиться на публичные (белые, глобальные)  и  частные (серые, приватные).

Публичные назначаются устройствам, которые имеют прямой выход в сеть Интернет и могут использоваться для подключения к внутренним сервисам. Приватные адреса назначаются устройствам в пределах частной локальной сети и недоступны для прямого подключения из сети Интернет.

Зарезервированные адресные диапазоны

Также были зарезервированы адресные диапазоны для служебных целей. В таблице ниже приведены все диапазоны, которые недоступны для сети Интернет, их нужно помнить и понимать для чего они применяются.

Диапазон	Описание	Документ
0.0.0.0/8	Текущая сеть (действует только в качестве адреса источника)	RFC 6890
10.0.0.0/8	Частная сеть	RFC 1918
100.64.0.0/10	NAT операторского класса – Carrier–grade NAT	RFC 6598
127.0.0.0/8	Подсеть для коммуникаций внутри хоста (Loopback)	RFC 6890
169.254.0.0/16	Локальный адрес канала	RFC 3927
172.16.0.0/12	Частная сеть	RFC 1918
192.0.0.0/24	Регистрация адресов специального назначения.	RFC 6890
192.0.2.0/24	TEST-1, документация и образцы	RFC 5737
192. 88.99.0/24	Инкапсуляции IPv6 в IPv4	RFC 3068
192.168.0.0/16	Частная сеть	RFC 1918
198.18.0.0/15	Network benchmark tests	RFC 2544
198.51.100.0/24	TEST-2, документация и образцы	RFC 5737
203.0.113.0/24	TEST-3, документация и образцы	RFC 5737
224.0.0.0/4	Групповая адресация (IP multicast) (бывшая сеть класса D)	RFC 5771
240.0.0.0/4	Зарезервированные (бывшая сеть класса E)	RFC 1700
255.255.255.255	Теле-радиовещание	RFC 919

Частные сети

Поскольку использовать частные IP-адреса в локальных сетях очень удобно, пользователям были выделены специальные диапазоны из основных классов адресации:

ID изолированной сети	Маска подсети	Диапазон IP-адресов	Сеть с префиксом
10. 0.0.0 (CIDR)	255.0.0.0	10.0.0.1 – 10.255.255.254	10/8
100.64.0.0 (CG NAT)	255.192.0.0	100.64.0.1 – 100.127.255.254	100.64/10
172.16.0.0 (CIDR)	255.240.0.0	172.16.0.1 – 172.31.255.254	172.16/12
192.168.0.0 (CIDR)	255.255.0.0	192.168.0.1 – 192.168.255.254	192.168/16
169.254.0.0 (APIPA)	255.255.0.0	169.254.0.1 – 169.254.255.254	169.254/16
fc00:: (CIDR)	IPv6		fc00::/7

Такие адреса выбираются пользователями самостоятельно для «внутреннего использования» и могут повторяться одновременно в тысячах клиентских сетей, поэтому пакеты данных с частными адресами в заголовке не маршрутизируются в Интернете – чтобы избежать путаницы. Для выхода в Интернет приходится применять NAT (или другое решение) на стороне клиента.

100. 64.0.0/10
CGN – Carrier-Grade NAT. Подсеть рекомендована для использования в сетях сервис-провайдера. Ростелеком использует эту адресацию для раздачи “серых” IP адресов клиентам при поднятии сессии PPPoE/

169.254.0.0/16
link-local address или локальные адреса. Автоматически используются хостами при отсутствии DHCP сервера или его недоступности. Это позволяет быстро организовать локальную сеть и проверить работу узлов. Применяется в OS Windows. Многие замечали эту особенность, когда сетевой интерфейс Windows не может получить IP адрес, автоматом устанавливается 169.254.0.0/16. И, да. Локальная сеть будет прекрасно работать.

Адресация 172.16.0.0/12 и 10.0.0.0/8 используются в основном для управления коммутаторами и маршрутизаторами, 10.0.0.0/8 в
крупных корпоративных сетях. 192.168.0.0/16 адресация используется в средних и малых офисах и домашней сети.

Служебный адресный диапазон

0.0.0.0/8 — диапазон адресов, используемый хостами для самоидентификации. Обычно это можно увидеть, когда хост
пытается получить IP-адрес от DHCP сервера. Так как изначально у него нету IP-адреса, то в поле источника он
вставляет адрес из данного диапазона.

127.0.0.0/8 — loopback или localhost адреса. Это IP-адреса, используемые компьютером, чтобы обратиться к самому
себе. Очень полезно для проверки работы TCP/IP. Дело в том, что независимо от наличия соединения с Интернетом или
локальной сетью, адреса из этого пула должны всегда пинговаться.

224.0.0.0/4 — блок адресов, зарезервированный под многоадресную рассылку или multicast.

192.0.2.0/24
198.51.100.0/24
203.0.113.0/24
Диапазоны адресов для примеров в документах.
Назначение: даже если читатель бездумно введет адреса из примеров в конфигурацию живой сети, это не
приведет к глобальному конфликту.

Метод назначения IP-адреса

IP адрес сетевому устройству может быть назначен:

• посредством DHCP
• статическое присвоение IP-адресов (вручную)

Первый метод, DHCP является автоматическим и широко используется. С помощью DHCP, при подключении компьютера к сети, ему автоматически присваивается IP-адрес.

DHCP в зависимости от настройки присваивает постоянный (статический), либо динамический (разный IP  в пределах разрешённого диапазона IP адресации).

Присвоение вручную производится администратором сети по выданной ему информации.

Например:
Провайдером выдаётся следующая информация:

88.85.177.160/30

Зная маску (префикс /30) и адрес сети (88.85.177.160) вручную или с помощью любого онлайн калькулятора рассчитываются остальные данные:

88.85.177.160 – адрес сети
88.85.177.161 – минимальный IP адрес (на практике используется как шлюз)
88. 85.177.162 – максимальный IP адрес (IP адрес хоста, т.е. сетевого устройства)
88.85.177.163 – Broadcast

Маска сети: 255.255.255.252

81.20.110.176/29

81.20.110.176 – сеть
81.20.110.177 – шлюз
81.20.110.178 – IP
81.20.110.179 – IP
81.20.110.180 – IP
81.20.110.181 – IP
81.20.110.182 – IP
81.20.110.183 – Broadcast

Маска сети: 255.255.255.248

Белый IP адрес — адрес из диапазона глобальной сети.

Серый IP адрес — частные IP-адреса в локальных сетях.

Статический IP адрес (статика) — адрес закреплённый за владельцем и прописанный на сетевом устройстве. Для этого клиенту пробрасывается либо VLAN, либо используется технология IPoE (IP поверх Ethernet).

Фиксированный IP адрес — постоянный «белый IP» который получает владелец каждый раз при поднятии сессии PPPoE Серый IP адрес — неглобальный IP адрес 100.64.0.0/10 рассмотренный выше.

Динамический IP адрес — адрес выдаваемый клиенту каждый раз разный (рандомно) разный при поднятии сессии PPPoE. Это может оказаться серый или белый IP адрес.

Кто имеет право выдавать IP адрес ?

Право выделять и регистрировать ip-адреса в мире закреплено за некоммерческой организацией Regional Internet Registry (RIR). На сегодня существует 5 интернет-регистраторов, за каждым из которых закреплен определенный регион мира: RIPE NCC, APNIC, AFRINIС, LACNIC и ARIN.

В нашем регионе ip-адреса выделяет RIPE NCC, обслуживающий Европу, Центральную Азию и Ближний Восток. В дальнейшем вопросы контроля в этой сфере передаются локальным интернет-регистраторам — LIR (Local Intenet Registry). Именно они ответственны за распределение и регистрацию ip-адресов на локальном уровне. И уже локальные интернет-регистраторы присваивают ip-адреса обычным интернет-пользователям, таким как мы с вами.

IPv4 использует 32-битные (четырёхбайтные) адреса, ограничивающие адресное пространство 4294967296 (232) возможными уникальными адресами.
В 1981 году, когда только прописали протокол IPv4 считалось, что их хватит на всю жизнь. Однако реалии совсем другие.
Поэтому 25 ноября 2019 года, в 16:35 по киевскому времени, RIPE NCC выдал последний блок IPv4 адресов.

Полезные ссылки

Расчет маски подсети
Пример расчета количества хостов и подсетей на основе IP-адреса и маски
Пример расчета количества хостов и подсетей на основе IP-адреса и маски
Подробно и понятно об IP адресах

IP-адресация, классы сетей, подсети, суперсети
ipaddr_klass_set_maska

IP адресация, классы IP адресов и значение маски подсети

Содержание

• 1 Для чего нужны IP адреса?
• 2 Структура IP адреса
• 3 Разделение IP адреса на сетевую и узловую части
• 4 Классы IP адресов и маски подсети по умолчанию
• 5 Классовая и бесклассовая адресация
• 6 Назначение маски подсети
• 7 Публичные и частные IP-адреса
• 8 Адреса одноадресных, широковещательных и многоадресных рассылок
  • 8. 1 Одноадресная рассылка
  • 8.2 Широковещательная рассылка
  • 8.3 Многоадресная рассылка
• 9 Сравнение протоколов IP версии 4 (IPv4) и IP версии 6 (IPv6)

Адресация в компьютерных сетях бывает двух видов: физическая адресация (на основе MAC-адреса) и логическая (на основе IP-адреса). Логическая адресация реализована на 3-ем уровне эталонной модели OSI. Далее более подробно рассматривается IP-адресация и пять классов IP-адресов, а также подсети, маски подсетей и их роль в схемах IP-адресации. Кроме того, обсуждаются отличия между публичными и частными адресами, IPv4-и IPv6-адресацией, а также одноадресными и широковещательными сообщениями.

Для чего нужны IP адреса?

Для обмена данными в Интернете (между различными локальными сетями) узлу необходим IP-адрес. Это 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 назначения. Эта информация необходима сетевым устройствам для передачи информации по назначению и передачи источнику ответа.

——————————————

Структура IP адреса

IP-адрес представляет собой серию из 32 двоичных бит (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 межсетевым протоколом 4-ой версии (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.

Получая IP-адрес, узел просматривает все 32 бита по мере поступления на сетевой адаптер. Напротив, людям приходится преобразовывать эти 32 бита 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.

Формат IP-адреса

——————————-

Разделение IP адреса на сетевую и узловую части

Логический 32-битный IP-адрес представляет собой иерархическую систему и состоит из 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.

Иерархическая структура IP-адресов

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.

Сетевая и узловая части IP адреса

Классы IP адресов и маски подсети по умолчанию

IP-адрес и маска подсети совместно определяют то, какая часть IP-адреса является сетевой, а какая — соответствует адресу узла.

IP-адреса делятся на 5 классов. К классам A, B и C относятся коммерческие адреса, присваиваемые узлам. Класс D зарезервирован для многоадресных рассылок, а класс E – для экспериментов.

IP-адреса класса D

IP-адреса класса E

В адресах класса C сетевая часть состоит из трех октетов, а адрес узла – из одного. Выбранная по умолчанию маска подсети состоит из 24 бит (255.255.255.0). Адреса класса C обычно присваиваются небольшим сетям.

IP-адреса класса C

В адресах класса B сетевая часть и адрес узла состоят из двух октетов. Выбранная по умолчанию маска подсети состоит из 16 бит (255.255.0.0). Обычно эти адреса используются в сетях среднего размера.

IP-адреса класса B

В адресах класса A сетевая часть состоит всего из одного октета, остальные отведены узлам. Выбранная по умолчанию маска подсети состоит из 8 бит (255.0.0.0). Обычно такие адреса присваиваются крупным организациям.

IP-адреса класса A

Класс адреса можно определить по значению первого октета. Например, если значение первого октета IP-адреса находится в диапазоне от 192 до 223, то это адрес класса C. Например, адрес 200.14.193.67 относится к классу С.

Классы IP адресов

Классовая и бесклассовая адресация

Классовая IP адресация — это метод IP-адресации, который не позволяет рационально использовать ограниченный ресурс уникальных IP-адресов, т.к. не возможно использование различных масок подсетей. В классовом методе адресации используется фиксированная маска подсети, поэтому класс сети (см. выше) всегда можно идентифицировать по первым битам.

Бесклассовая IP адресация (Classless Inter-Domain Routing — CIDR) — это метод IP-адресации, который позволяет рационально управлять пространством IP адресов. В бесклассовом методе адресации используются маски подсети переменной длины (variable length subnet mask — VLSM).

Возможные значения маскок подсети при бесклассовом методе адресации (широко применяется в современных сетях):

Всего адресов	битов	Префикс	Класс	Десятичная маска
1	0	/32		255.255.255.255
2	1	/31		255.255.255.254
4	2	/30		255.255.255.252
8	3	/29		255.255.255.248
16	4	/28		255.255.255.240
32	5	/27		255.255.255.224
64	6	/26		255.255.255.192
128	7	/25		255. 255.255.128
256	8	/24	1C	255.255.255.0
512	9	/23	2C	255.255.254.0
1024	10	/22	4C	255.255.252.0
2048	11	/21	8C	255.255.248.0
4096	12	/20	16C	255.255.240.0
8192	13	/19	32C	255.255.224.0
16384	14	/18	64C	255.255.192.0
32768	15	/17	128C	255.255.128.0
65536	16	/16	1B	255.255.0.0
131072	17	/15	2B	255.254.0.0
262144	18	/14	4B	255.252.0.0
524288	19	/13	8B	255. 248.0.0
1048576	20	/12	16B	255.240.0.0
2097152	21	/11	32B	255.224.0.0
4194304	22	/10	64B	255.192.0.0
8388608	23	/9	128B	255.128.0.0
16777216	24	/8	1A	255.0.0.0
33554432	25	/7	2A	254.0.0.0
67108864	26	/6	4A	252.0.0.0
134217728	27	/5	8A	248.0.0.0
268435456	28	/4	16A	240.0.0.0
536870912	29	/3	32A	224.0.0.0
1073741824	30	/2	64A	192.0.0.0
2147483648	31	/1	128A	128. 0.0.0
4294967296	32	/0	256A	0.0.0.0

Назначение маски подсети

Каждый IP-адрес состоит из двух частей. 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.

Отправляя пакет, узел сравнивает маску подсети со своим IP-адресом и адресом назначения. 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.

————————————

В домашних офисах и небольших компаниях чаще всего встречаются следующие маски подсети: 255. 8 = 256). Из полученного результата необходимо вычесть 2 (256-2). Дело в том, что состоящая из одних единиц (1) отведенная узлам часть IP-адреса предназначена для адреса широковещательной рассылки 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.

Адреса подсетей

Взаимодействие IP-адреса и маски подсети

Публичные и частные IP-адреса

Всем узлам, подключенным непосредственно к Интернету, необходим уникальный публичный IP-адрес. Поскольку количество 32-битных адресов конечно, существует риск, что их не хватит. В качестве одного из решений было предложено зарезервировать некоторое количество частных адресов для использования только внутри организации. В этом случае внутренние узлы смогут обмениваться данными друг с другом без использования уникальных публичных IP-адресов.

В соответствии со стандартом RFC 1918 было зарезервировано несколько диапазонов адресов класса A, B и C. Как видно из таблицы, в диапазон частных адресов входит одна сеть класса A, 16 сетей класса B и 256 сетей класса C. Таким образом, сетевые администраторы получили определенную степень свободы в плане предоставления внутренних адресов.

В очень большой сети можно использовать частную сеть класса A, где можно создать более 16 миллионов частных адресов.

В сетях среднего размера можно использовать частную сеть класса B с более чем 65 000 адресов.

В домашних и небольших коммерческих сетях обычно используется один частный адрес класса C, рассчитанный на 254 узла.

Одну сеть класса A, 16 сетей класса B или 256 сетей класса C могут использовать организации любого размера. Многие организации пользуются частной сетью класса A.

Частные IP-адреса

Узлы из внутренней сети организации могут использовать частные адреса до тех пор, пока им не понадобится прямой выход в Интернет. Соответственно, один и тот же набор адресов подходит для нескольких организаций. Частные адреса не маршрутизируются в Интернете и быстро блокируются маршрутизатором поставщика услуг Интернета.

При подключении сети предприятия, в которой используются частные адреса, к сети Internet необходимо обеспечить преобразование частных адресов в открытые. Такой процесс называется трансляцией сетевых адресов (Network Address Translation — NAT) и обычно выполняется маршрутизатором.

Частные адреса можно использовать как меру безопасности, поскольку они видны только в локальной сети, а посторонние получить прямой доступ к этим адресам не могут.

Кроме того, существуют частные адреса для диагностики устройств. Они называются адресами обратной связи. Для таких адресов зарезервирована сеть 127.0.0.0 класса А.

—————————————-

Адреса одноадресных, широковещательных и многоадресных рассылок

Помимо классов, IP-адреса делятся на категории, предназначенные для одноадресных, широковещательных или многоадресных рассылок. С помощью IP-адресов узлы могут обмениваться данными в режиме «один к одному» (одноадресная рассылка), «один ко многим» (многоадресная рассылка) или «один ко всем» (широковещательная рассылка).

Одноадресная рассылка

Адрес одноадресной рассылки чаще всего встречается в сети IP. Пакет с одноадресным назначением предназначен конкретному узлу. Пример: узел с IP-адресом 192.168.1.5 (источник) запрашивает веб-страницу с сервера с IP-адресом 192. 168.1.200 (адресат).

Для отправки и приема одноадресного пакета в заголовке IP-пакета должен указываться IP-адрес назначения. Кроме того, в заголовке кадра Ethernet должен быть MAC-адрес назначения. IP-адрес и MAC-адрес — это данные для доставки пакета одному узлу.

Одноадресная рассылка

Широковещательная рассылка

В пакете широковещательной рассылки содержится IP-адрес назначения, в узловой части которого присутствуют только единицы (1). Это означает, что пакет получат и обработают все узлы в локальной сети (домене широковещательной рассылки). Широковещательные рассылки предусмотрены во многих сетевых протоколах, например ARP и DHCP.

В сети класса C 192.168.1.0 с маской подсети по умолчанию 255.255.255.0 используется адрес широковещательной рассылки 192.168.1.255. Узловая часть – 255 или двоичное 11111111 (все единицы).

В сети класса B 172.16.0.0 с маской подсети по умолчанию 255.255.0.0 используется адрес широковещательной рассылки 172.16.255. 255.

В сети класса A 10.0.0.0 с маской подсети по умолчанию 255.0.0.0 используется адрес широковещательной рассылки 10.255.255.255.

Для сетевого IP-адреса широковещательной рассылки нужен соответствующий MAC-адрес в кадре Ethernet. В сетях Ethernet используется MAC-адрес широковещательной рассылки из 48 единиц, который в шестнадцатеричном формате выглядит как FF-FF-FF-FF-FF-FF.

Широковещательная рассылка

Многоадресная рассылка

Адреса многоадресных рассылок позволяют исходному устройству рассылать пакет группе устройств.

Устройства, относящиеся к многоадресной группе, получают ее IP-адрес. Диапазон таких адресов — от 224.0.0.0 до 239.255.255.255. Поскольку адреса многоадресных рассылок соответствуют группам адресов (которые иногда называются группами узлов), они используются только как адресаты пакета. У источника всегда одноадресный адрес.

Адреса многоадресных рассылок используются, например, в дистанционных играх, в которых участвует несколько человек из разных мест. Другой пример — это дистанционное обучение в режиме видеоконференции, где несколько учащихся подключаются к одному и тому же курсу.

Как и одноадресным или широковещательным адресам, IP-адресам многоадресной рассылки нужен соответствующий MAC-адрес, позволяющий доставлять кадры в локальной сети. MAC-адрес многоадресной рассылки — это особое значение, которое в шестнадцатеричном формате начинается с 01-00-5E. Нижние 23 бита IP-адреса многоадресной группы преобразуются в остальные 6 шестнадцатеричных символов адреса Ethernet. Пример (см. рисунок) — шестнадцатеричное значение 01-00-5E-0F-64-C5. Каждому шестнадцатеричному символу соответствует 4 двоичных бита.

Многоадресная рассылка

Сравнение протоколов IP версии 4 (IPv4) и IP версии 6 (IPv6)

Когда в 1980 году был утвержден стандарт TCP/IP, он основывался на схеме двухуровневой адресации, которая в то время давала необходимую масштабируемость. К сожалению, создатели TCP/IP не могли предположить, что их протокол станет основой для глобальной сети обмена информацией, сети развлечений и коммерции. Более двадцати лет назад в протоколе IP версии 4 (IPv4) была предложена стратегия адресации, которая, будучи вполне подходящей для того времени, привела к неэффективному распределению адресов.

Как показано на рис. ниже, адреса классов А и В покрывают 75% всего адресного пространства IPv4, но относительное число организаций, которые могли бы использовать сети этих классов, не превышает 17000. Сетей класса С значительно больше, чем сетей классов А и В, но количество доступных IP-адресов ограничивается всего 12,5% от их общего числа, равного 4 млрд.

К сожалению, в сетях класса С не может быть более 254 узлов, что не соответствует потребностям достаточно крупных организаций, но которые вместе с тем не настолько велики, чтобы получить адреса классов А и В. Даже если бы существовало больше адресов сетей классов А, В и С, слишком большое их число привело бы к тому, что маршрутизаторы сети Internet были бы вынуждены обрабатывать огромное количество таблиц маршрутизации, хранящих маршруты ко всем сетям.

Распределение адресов IPv4

Еще в 1992 году проблемная группа проектирования Internet (IETF) обнаружила две специфические проблемы:

• остаток нераспределенных адресов сетей IPv4 близок к исчерпанию. В то время адреса класса В были практически израсходованы;
• наблюдается быстрое и постоянное увеличение размеров таблиц маршрутизации сети Internet в связи с ее ростом. Появление новых подключенных к структуре Internet сетей класса С порождает поток информации, способный привести к тому, что маршрутизаторы сети Internet перестанут эффективно справляться со своими задачами.

За последние два десятилетия был разработан ряд технологий, расширяющих IPv4 и направленных для модернизации существующей 32-битовой схемы адресации. Две наиболее значительные из них — это маски подсетей и маршрутизация CIDR (Classless InterDomain Routing — бесклассовая междоменная маршрутизация).

Приблизительно в то же время была разработана и одобрена еще более расширяемая и масштабируемая версия технологии IP — IP версии 6 (IPv6). Протокол IPv6 использует для адресации 128 битов вместо 32-х битов в IPv4 (см. рис. ниже). В стандарте IPv6 используется шестнадцатеричная запись числа для представления 128-битовых адресов, и он позволяет использовать 16 млрд. IP-адресов. Эта версия протокола IP должна обеспечить необходимое количество адресов как на текущий момент, так и в будущем.

Для представления 128-битового адреса в протоколе IPv6 используется запись из восьми шестнадцатибитовых чисел, представляемых в виде четырех шестнадцатеричных цифр, как это показано на рис. ниже. Группы из четырех шестнадцатеричных цифр разделены двоеточиями, нули в старших позициях могут быть опущены.

Сравнение IPv4 и IPv6

Разработка и планирование технологии заняли годы, прежде чем протокол IPv6 постепенно начал использоваться в отдельных сетях. В перспективе стандарт IPv6 должен заменить IPv4 в качестве доминирующего протокола в сети Internet.

В данной статье описана только IP адресация, но не затронуты вопросы присвоения IP-адреса узлам в сети. В будущем я планирую восполнить и этот пробел.

Сетевая модель OSI (Open System Interconnection)

Сетевые устройства: типы сетевых устройств и их функции

Что такое IP-адрес? Примеры адресов IPv4 и IPv6

Вопрос: Я некоторое время играл с настольным дистрибутивом Linux. Но я очень новичок в сети. Можете ли вы объяснить мне простыми словами, что такое IP-адрес, и привести пример?

Ответ: Когда кто-то отправляет вам почтовое письмо, вы его получаете. Как? Потому что у него есть адрес, который однозначно идентифицирует ваш дом. Довольно простой. Правильно? Как и ваш дом, каждая система в Интернете должна иметь уникальный адрес, чтобы кто-то мог ее найти. Это называется IP-адрес.

Даже если серверы не подключены к Интернету, в вашей собственной частной сети каждая система должна иметь уникальный IP-адрес, если вы хотите, чтобы машины в вашей сети общались друг с другом.

Доступ к каждой системе возможен как по IP-адресу, так и по доменному имени. Например, когда вы пингуете yahoo.com, вы увидите общедоступный IP-адрес, который он использует. Таким образом, и http://yahoo.com, и http://98.139.180.149 приведут вас на один и тот же веб-сайт.

 # ping yahoo.com
PING yahoo.com (98.139.180.149) 56(84) байт данных. 

Пример IPv4-адреса

Пример IP-адреса:

 69.89.31.226 

Приведенный выше IP-адрес представлен в десятичном формате с точками. IP-адрес имеет формат 4 наборов десятичных чисел, разделенных точками. Десятичное число в каждом наборе находится в диапазоне от 0 до 255. Каждый набор называется октетом. Итак, в IP-адресе 4 октета.

Однако системы понимают ip-адрес только в двоичном формате. Итак, когда вы настраиваете свою систему с IP-адресом в формате десятичного числа с точками, он преобразуется в двоичный формат внутри системы, как показано ниже.

 01000101010110010001111111100010
(или же)
01000101. 01011001.00011111.11100010 

IPv4 IP-адрес — это 32-битные числа. В приведенном выше двоичном формате всего 32 двоичных числа. Каждое двоичное число, разделенное точкой, преобразуется в соответствующее двоичное число. Всего здесь 4 байта.

Каждый октет может иметь значение от 0 до 255. Поскольку в IP-адресе 4 октета, общая возможная комбинация уникальных IP-адресов ipv4 составляет 4,29.4 967 296.

Пример адреса IPv6

IPv4 означает Интернет-протокол версии 4. Большинство сетей и систем в Интернете в настоящее время настроены для IPv4. Поскольку IP-адрес IPv4 имеет всего 32 бита (всего 4 294 967 296 уникальных IP-адресов), IP-адреса в Интернете быстро заканчиваются. Обратите внимание, что большая часть этих IP-адресов зарезервирована для специальных целей (например, для частных сетей и групповых адресов).

IPv6 означает Интернет-протокол версии 6. Поскольку существует вероятность того, что у нас может закончиться IP-адрес в Интернете, был разработан IPv6. IP-адрес IPv6 имеет 128 бит. Это огромное улучшение по сравнению с 32-битным IP-адресом ipv4. Хотя многие сети настраиваются как для IPv4, так и для IPv6, в Интернете все еще существует огромное количество сетей и систем, которые работают только для IPv4. Но в конечном итоге все эти системы могут перейти на маршрут IPv6.

IP-адрес IPv6 обычно записывается в шестнадцатеричном формате, разделенном двоеточием. Двоеточие отделяет 16 бит. Ниже приведен пример адреса IPv6:

 2002:4559:1FE2::4559:1FE2 

Начальные нули могут быть усечены. Например, «0000» можно просто записать как пустое. В приведенном выше примере :: указывает, что в этом месте есть несколько нулей. Обычно формат IPv6 можно записать тремя способами: 1) сжатым, 2) несжатым и 3) полностью несжатым, как показано ниже. Все следующие одинаковы:

• Сжатый IPv6 (0000 не отображается) — 2002:4559:1FE2::4559:1FE2
• Несжатый IPv6 (0000 отображается как 0) — 2002:4559:1FE2:0:0:0:4559:1FE2
• Полностью несжатый IPv6 (0000 отображается полностью) — 2002:4559:1FE2:0000:0000:0000:4559:1FE2

Выполнить «ifconfig -a», который отобразит IP-адреса как ipv4, так и ipv6 (если он настроен соответствующим образом):

 # ifconfig -a | egrep 'inet|inet6'
   инет-адрес: 69. 89.31.226
   инет6 адрес: 2002:4559:1fe2::4559:1fe2 

Классы IP-адресов с примерами

В этом руководстве классы IP-адресов подробно объясняются с помощью примеров. Узнайте, как IP-адреса организованы в классы IP и как определить класс IP-адреса.

Существует две версии IP-адресов: IPv4 и IPv6. В этом руководстве мы обсудим, как IPv4 организует IP-адреса. В IPv4 существует 4 294 967 296 IP-адресов. Эти адреса организованы в пять классов IP. Это классы A, B, C, D и F.

Прежде чем мы поймем, как IP-адреса организованы в эти классы, давайте кратко обсудим, как пишутся и структурируются IP-адреса.

Обозначение IP-адресов

Компьютеры понимают только двоичную систему. Двоичная система использует биты для хранения и обработки данных. Бит может хранить только два значения: ноль (0) и одно (1). Если значение «ноль» сохранено, этот бит известен как бит OFF . Если значение «один» сохранено, бит известен как 9. 0069 НА бит. Двоичная система использует уникальную комбинацию ON и OFF битов для каждой буквы и цифры.

Использовать IP-адреса в двоичном формате непросто. Но хорошая новость заключается в том, что если вы не являетесь разработчиком программного обеспечения или сетевым администратором, вам никогда не придется записывать и использовать IP-адреса в двоичной записи. Вы можете писать и использовать их в десятичном формате. Программное обеспечение, которое вы используете для назначения IP-адреса на интерфейсе, автоматически преобразует назначенный IP-адрес в двоичный формат.

Если вы разработчик программного обеспечения или сетевой администратор, вы также можете использовать IP-адреса в десятичном формате. Но вы также должны понимать, как работают IP-адреса в двоичной системе. Поскольку интерфейсы используют двоичную систему для обработки IP-адресов, изучение IP-адресов в двоичном формате может упростить ваши задачи, связанные с IP.

Короче говоря, вы можете записывать и использовать IP-адреса в двух нотациях: двоичной нотации и десятичной нотации с точками. В двоичной записи все отдельные биты каждого байта выражаются в виде двоичного числа. В десятичном представлении все четыре двоичных байта преобразуются и выражаются в эквивалентные им десятичные числа.

В этом руководстве мы будем понимать классы IP в обеих нотациях.

Структура IP-адресов

IP-адрес состоит из 32 бит. Эти биты разделены на четыре части. Разделы разделены точкой ( . ). Каждая секция содержит 8 бит. 8 бит равны 1 байту или 1 октету. На следующем рисунке показано, как биты организованы в IP-адресе.

Используя 32 бита с двумя возможными значениями для каждой позиции, двоичная система может создать 4,294 967 296 (2 ³² ) уникальных комбинаций или IP-адресов. Эти адреса могут использоваться без какой-либо схемы адресации или со схемой адресации, которая упорядочивает их таким образом, чтобы к ним было легче получить доступ.

Если адреса используются без какой-либо схемы адресации, все маршрутизаторы в сети должны будут хранить адрес каждого интерфейса в сети. В зависимости от размера сети это может повлиять на маршрутизацию. Если размер сети небольшой, маршрутизация может замедлиться. Если размер сети умеренный, маршрутизация может быть очень медленной. Если размер сети большой, это может сделать маршрутизацию полностью невозможной.

Для эффективной маршрутизации адреса организованы в иерархическую схему адресации. В этой схеме все адреса разделены на пять классов, и каждый адрес разделен на два адреса: сетевой адрес и адрес хоста.

Классы IP-адресов

В соответствии со следующими правилами IP-адреса подразделяются на пять классов; A, B, C, D и E.

• В классе A первый бит первого байта всегда остается OFF (0).
• В классе B первый бит первого байта всегда остается ON , а второй бит первого байта всегда остается OFF .
• В классе C первые два бита первого байта всегда остаются ON , а третий бит первого байта всегда остается OFF .
• В классе D первые три бита первого байта всегда остаются ON , а четвертый бит первого байта всегда остается ВЫКЛ .
• В классе E первые четыре бита первого байта всегда остаются ON .

Включая и выключая все оставшиеся биты первого байта, мы можем сделать первый и последний адрес этого класса.

В следующей таблице указано значение первого байта или октета в обеих нотациях.

Network and host addressing

In the second На уровне иерархической схемы адресации каждый адрес далее делится на два адреса: сетевой адрес и адрес хоста.

Сетевые адреса используются для объединения нескольких IP-адресов в группу, а адреса хостов используются для предоставления уникальной идентификации каждому IP-адресу в группе. Сетевой адрес — это групповой адрес. Все члены группы используют один и тот же сетевой адрес. Адрес хоста — это уникальный адрес в группе.

Длина сетевых адресов и адресов узлов в IP-адресах различна для всех классов IP. В классе A первые биты зарезервированы для сетевого адреса. Остальные 24 бит доступны для адреса хоста. В классе B первые 16 бит зарезервированы для сетевого адреса, а последние 16 бит доступны для адреса хоста. В классе C первые 24 бит зарезервированы для сетевого адреса, а последние 8 битов, доступных для адреса хоста.

На следующем рисунке показано, как определяются биты для сетевых адресов и адресов узлов в каждом классе IP.

В IP-адресах биты узла являются гибкими. Администраторы могут настроить длину битов хоста в соответствии с требованиями своих сетей. Они могут использовать биты хоста в качестве сетевых битов, чтобы использовать максимальное количество адресов из всех доступных адресов. Если биты хоста используются в качестве сетевых битов, это известно как .подсеть .

Класс D и E не используются для адресации хоста. Адреса класса D используются для групповых адресов. Адреса класса E зарезервированы для целей исследований и разработок. Многоадресные адреса объясняются в следующем руководстве.

Маска подсети

IP-адреса используют дополнительный компонент для различения сетевых адресов и адресов узлов. Этот компонент известен как маска подсети 9.0070 . Проще говоря, маска подсети сообщает, сколько битов в IP-адресе используется в качестве сетевого адреса и сколько битов осталось для адреса хоста.

IP-адреса всегда записываются с маской подсети. В следующей таблице перечислены маски подсети по умолчанию для всех классов IP.

Класс	Десятичная нотация	Двоичная нотация
A	255. 0.0.0	1111111000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000.0000.0	110160	255,0171
B	255.255.0.0	11111111. 11111111.00000000.00000000
C	255.255.255.0	11111111. 11111111. 11111111.00000000

Identifying the class of an IP address (decimal notation)

Если IP-адрес записан в десятичной системе счисления, проверьте значение первого раздела или октета и используйте следующие правила для определения класса IP-адреса.

• Если значение находится в диапазоне от 1 до 127 , адрес принадлежит классу A .
• Если значение находится в диапазоне от 128 до 191 , адрес принадлежит классу B .
• Если значение находится в диапазоне от 192 до 223 , адрес принадлежит классу C .
• Если значение находится в диапазоне от 224 до 239 , адрес принадлежит классу D .
• Если значение находится в диапазоне от 240 до 255 , адрес принадлежит классу E .

Определение класса IP-адреса (двоичная запись)

Если IP-адрес записан в двоичной записи, вы можете использовать следующие правила для определения класса IP-адреса.

• Если первый бит равен OFF , адрес принадлежит классу A .
• Если первый бит равен ON , а второй бит равен OFF , адрес принадлежит классу B .
• Если первые два бита равны ON , а третий бит равен OFF , адрес принадлежит классу C .
• Если первые три бита ON , а четвертый бит OFF , адрес принадлежит классу D .
• Если первые четыре бита равны ON , адрес принадлежит классу E .

Примеры IP-адресов

Ниже приведены примеры IP-адресов класса A.

Ниже приведены примеры IP-адресов класса B.

Десятичная запись	Binary notation
129.12.36.42 255.255.0.0	10000001. 00001100.00100100.00101010 11111111.11111111.00000000.00000000
168.172.1.1 255.255.0.0	10101000.10101100.00000001.00000001 11111111.11111111.00000000.00000000
175.66. 43.12 255.255.0.0	10101111.01000010.00101011.00001100 11111111.11111111.00000000.00000000
145.186.175.234 255.255.0.0	10010001.10111010.10101111.11101010 11111111.11111111.00000000.00000000
190.60.152.25 255.255.0.0	10111110.00111100.10011000.00011001 11111111.11111111.00000000.00000000

Examples of class C IP addresses are the следующий.

Десятичная запись	Двоичная запись
192.168.1.1 255.255.255.0	11000000.10101000.00000001.00000001 11111111.11111111.11111111.00000000
210.20.30.40 255. Назад: Windows 10 удаление магазина: Как удалить Microsoft Store из Windows 10 и 8.1 полностью или игры и приложения из него Вперед: Как создать на компе папку: Как создать папку на компьютере (Windows)