Тема 6. IP-адресация и протокол
Типы протоколов сетевого уровня
Протокол — это правила, определяющие взаимодействие компьютеров в вычислительной сети. Рассмотрим несколько самых важных протоколов.
В основе Интернета лежит протокол TCP/IP (Transmission Control Protocol/ Internet Protocol). Чтобы система смогла работать в Интернете, она должна поддерживать протокол TCP/IP. Вообще говоря, TCP/IP — это совокупность двух протоколов. Протокол TCP, как уже было отмечено ранее, отвечает за корректность передачи данных по Интернету (по любой сети, использующий этот протокол), то есть гарантирует доставку данных по сети.
Кроме протоколов TCP и IP посетители Интернета работают с теми или иными серверами, использующими следующие протоколы:
- HTTP;
- FTP;
- SMTP;
- POP;
- IMAP.
IP-адресация
Для идентификации узлов Интернета используются IP-адреса. 1Р-адрес представляет собой четыре числа, разделенные точками (или одно 32-разрядное число, которое записывается в виде четырех восьмиразрядных чисел, разделенных точками, — как кому больше нравится). Нужно сразу отметить, что такая идентификация неоднозначная, поскольку IP-адреса могут быть статическими (постоянными) и динамическими. Постоянные (статические) 1Р-адреса обычно назначаются серверам, а динамические — обычным пользователям. Так что сегодня определенный динамический IP-адрес может быть назначен одному пользователю, а завтра — другому. Поэтому если в случае с аппаратными МАС-адресами еще можно говорить о какой-то однозначности (и то существуют способы подделки МАС-адресов), то IP-адреса по определению однозначными не являются.
IP-адреса выделяются сетевым информационным центром (NIC, Network Information Center). Чтобы получить набор IP-адресов для своей сети, вам надо обратиться в этот центр.
Чтобы узлы локальной сети (которым назначены локальные 1Р-адреса) смогли "общаться" с узлами Интернета, используется специальная технология трансляции сетевого адреса (NAT, Network Address Translation). Маршрутизатор получает пакет от локального узла, адресованный йнтернет-узлу, и преобразует IP-адрес отправителя, заменяя его своим IP-адресом. При получении ответа от интернет-узла маршрутизатор выполняет обратное преобразование.
Сети поделены на классы в зависимости от их размеров:
- класс А ;
класс В; класс С.
Маска сети определяет, сколько адресов будет использоваться сетью, фактически — маска задает размер сети. Маски полноразмерных сетей классов
А, В и С представлены в таблице 6.1.
Таблица 6.1 - Маски сетей классов А, В и С
| Класс сети | Маска сети |
| А | 255.0.0.0 |
| В | 255.255.0.0 |
| С | 255.255.255.0 |
Маска 255.255.255.0 вмещает 256 адресов
Предположим, у нас есть IP-адрес произвольной сети, например,
192.168.1.0. Как узнать, к какому классу она принадлежит?. Опознать класс сети по первым битам первого октета поможет таблица 6.2.
Таблица 6.2 - Модель OSI и адресация в современных сетях
| Класс сети | Первые биты |
| А | |
| В | |
| С | |
| D | |
| Е |
Зарезервированные адреса.
Обычно в небольших домашних и офисных сетях используются IP- адреса из сети класса С, то есть из диапазона 192.168.0.0 - 192.168.255.0. Но поскольку назначение адресов контролируется только вами, вы можете назначить в своей локальной сети любые адреса, например, адреса из сети
10.0.0.0, даже если у вас в сети всего 5 компьютеров. Так что выбор сети — это дело вкуса. Можете себя почувствовать администратором огромной сети и использовать адреса 10.0.0.0.
Протокол IP
6.3.1 Функции протокола IP
Основу транспортных средств стека протокола TCP/IP составляет протокол межсетевого взаимодействия (IP - Internet Protocol), обеспечивающий передачу дейтаграмм от отправителя к получателю через составную сеть.
6.3.2 Структура 1Р-пакета
IP-пакет состоит из заголовка и поля данных. Заголовок, как правило, имеющий длину 20 байт, имеет следующую структуру (см. рисунок 6.1).
Рисунок 6.1- Структура заголовка IР-пакета
Поля Номер версии (Version), Длина заголовка (1НЬ),Тип сервиса (Type of Service),Общая длина (Total Length), Идентификатор пакета (Identification), Флаги (Flags), Смещение фрагмента (Fragment Offset), Время жизни (Time to Live),Идентификатор Протокол верхнего уровня (Protocol), Контрольная сумма (Header Checksum), IP-адрес источника (Source IP Address) и IP-адрес назначения (Destination IP Address), Опции (IP Options), Выравнивание (Padding).
Система доменных имен DNS
Узлов в Интернете достаточно много, поэтому ни один человек не способен запомнить ГР-адреса всех необходимых ему узлов. Да и гораздо легче запомнить символьный адрес, скажем, www.bhv.ru или www.dkws.org.ua, чем их IP-адреса. Тем более, относительно недавно появилась возможность регистрации доменных имен на русском языке.
За преобразование IP-адресов в доменные имена и обратно отвечает система доменных имен (DNS, Domain Name System). Когда вы вводите доменное имя в строке браузера, система сначала разрешает это имя в IР-адрес (путем обращения к DNS-серверу), а потом подключается к узлу по полученному IР-адресу.