Способы идентификации компьютера сети

Идентификация компьютеров путем адресации IP.

1. Понятие адресации.
2. Иерархическая схема адресации IP.
3. Классы сетей.
4. Выбор адреса.

1. Понятие адресации.

Одной из самых важных тем при рассмотрении TCP/IP является адресация IP . Адрес IP — числовой идентификатор , приписанный каждому компьютеру в сети IP и обозначающий местонахождение в сети устройства , которому он приписан . Адрес IP — это адрес программного , а не аппаратного обеспечения, закодированный в плате компьютера . IP-адрес узла идентифицирует точку доступа модуля IP к сетевому интерфейсу , а не всю машину.

2. Иерархическая схема адресации IP.

Адрес IP состоит из 32 бит информации , которые разбиты на четыре раздела по одному байту каждый и называются октетами.

Существует три способа изображения адресов IP:

• Десятичный с точками , например 130 . 57 . 30 . 56
• Бинарный , например 10000010 . 00111001 . 00011110 . 00111000
• Шестнадцатеричный , например 82 . 39 . 1Е . 38 .

Все приведенные примеры обозначают один и тот же адрес IP . 32-битовый адрес IP является структурированным , или иерархическим , в отличие от прямого (неиерархического). Хотя можно применять любую схему адресации любого типа , в силу достаточно серьезных причин предпочтение отдано иерархической схеме.

Пример прямой схемы адресации — номер паспорта. В нем нет разрядов, обозначающих конкретные области или свойства индивида, которому он приписан. Если бы такой метод был бы применен при адресации IP , для каждого компьютера Internet потребовался бы абсолютно уникальный номер , каковым и является номер страхового полиса . Положительным свойством такой схемы является то , что в ней может быть описано большое количество адресов , а именно 4,2 млрд. (пространстао 32-битового адреса с двумя возможными значениями для каждой позиции — 0 или 1 — 2 32 , или 4,2 млрд.) . Ее недостаток и причина , по которой она не применяется , связаны с маршрутизацией . Если все адреса уникальны , то все маршрутизаторы Internet должны хранить адреса всех компьютеров сети , что делает эффективную маршрутизацию практически невозможной даже при дроблении адресов .

Решение проблемы — в использовании двухуровневой иерархической схемы адресации, структурированной по классу , рангу , степени и т.п.. Примером может служить междугородний телефонный номер . Первая его часть обозначает , возможно , очень широкий регион , за ней следует код более узкой , локальной , части телефонной сети , а конечный сегмент — номер абонента — обозначает конкретный аппарат связи. Аналогично при иерархической адресации IP все 32 бита не считаются уникальным идентификатором , как в прямой схеме ; первая часть адреса определяется как адрес сети , вторая — как адрес узла . В результате весь адрес приобретает двухуровневую иерархическую структуру .

Адрес сети уникальным образом идентифицирует каждую сеть . Он представляет собой часть адреса IP каждого из компьютеров , входящих в одну и ту же сеть . Например , в адресе IP 130 . 57 . 30 . 56 сетевым адресом является 130 . 57 .

Адрес узла присваивается каждому компьютеру сети и идентифицирует его уникальным образом. Эта часть адреса должна быть уникальной, поскольку обозначает отдельный компьютер как «индивид» , в отличие от сети , которая является группой . Его можно назвать также адресом хост-узла . В примере адреса IP 130 . 57 . 30 . 56 адрес узла — 30 . 56 .

3. Классы сетей.

Проектировщики Internet решили выделить классы сетей исходя из их размера .

Сети класса А предназначены главным образом для использования крупными организациями , так как они обеспечивают всего 7 бит для поля адреса сети.

Сети класса В выделяют 14 бит для поля адреса сети и 16 бит для поля адреса главной вычислительной машины . Этот класс адресов обеспечивает хороший копромисс между адресным пространством сети и главной вычислительной машиной .

Сети класса С выделяют 22 бита для поля адреса сети . Однако сети класса С обеспечивают только 8 бит для поля адреса главной вычислительной машины , поэтому число главных вычислительных машин , приходящихся на сеть , может стать ограничивающим фактором.

Адреса класса D резервируются для групповой адресации в соответствии с офицыальным документом RFC-1112 . В адресах класса D четыре бита наивысшего порядка устанавливаются на значения 1 , 1 , 1 и 0 .

Адреса класса Е также определены IP ,но зарезервированы для использования вбудущем . В адресах класса Е все четыре бита наивысшего порядка устанавливаются в 1 .

На рис.1.1 изображена структура адресов сетей классов А-Е

Класс А

0

N сети

N узла

Класс В

1

0

N сети

N узла

Класс С

1

1

0

N сети

N узла

Класс D

1

1

1

0

адрес группы multicast

Класс Е

1

1

1

1

0

зарезервирован

Рис. 1. 1

С целью обеспечения эффективной маршрутизации разработчики Internet определили обязательный шаблон первого битового раздела для каждого класса сетей. Например, зная, что адрес сети класса А всегда начинается с 0, маршрутизатор может ускорить движение пакета по маршруту, прочитав только первый бит его адреса .

Адрес состоит из двух логических частей — номера сети и номера узла в сети. Какая часть адреса относится к номеру сети, а какая к номеру узла, определяется значениями первых битов адреса:

• Если адрес начинается с 0, то сеть относят к классу А, и номер сети занимает один байт, остальные 3 байта интерпретируются как номер узла в сети. Сети класса А имеют номера в диапазоне от 1 до 126. (Номер 0 не используется, а номер 127 зарезервирован для специальных целей, о чем будет сказано ниже.) В сетях класса А количество узлов должно быть больше 216 , но не превышать 224.
• Если первые два бита адреса равны 10, то сеть относится к классу В и является сетью средних размеров с числом узлов 28 — 216. В сетях класса В под адрес сети и под адрес узла отводится по 16 битов, то есть по 2 байта.
• Если адрес начинается с последовательности 110, то это сеть класса С с числом узлов не больше 28. Под адрес сети отводится 24 бита, а под адрес узла — 8 битов.
• Если адрес начинается с последовательности 1110, то он является адресом класса D и обозначает особый, групповой адрес — multicast. Если в пакете в качестве адреса назначения указан адрес класса D, то такой пакет должны получить все узлы, которым присвоен данный адрес.
• Если адрес начинается с последовательности 11110, то это адрес класса Е, он зарезервирован для будущих применений.

В табл.1.2 приведено соответствие классов адресов значениям первого октета и указано количество возможных IP-адресов каждого класса .

Табл. 1 . 2

Характеристики классов адресов.

Класс	Диапазон значений первого октета	Возможное кол-во сетей	Возможное кол-во узлов
А	1-126	126	16777214
В	128-191	16382	65534
С	192-223	2097150	254
D	224-239	—	—
Е	240-247	—	—

Некоторые IP-адреса являются выделенными и трактуются по-особому.

Табл. 1 . 3

Выделенные IP-адреса.

IP-адрес	Значение
Все нули	Данный узел
Номер сети | Все нули	Данная IP-сеть
Все нули | Номер узла	Узел в данной(локальной)IP-сети
Все единицы	Все узлы в данной (локальной)IP-сети
Номер сети | Все единицы	Все узлы в указанной IP-сети
Номер сети | Все единицы	Все узлы в указанной IP-сети
127 | Что-нибудь(часто 1)	«Петля»

Как показано в табл.1.3, в выделенных IP-адресах все нули соответствуют либо данному узлу, либо данной IP-сети, а IP-адреса,состоящие из всех единиц, используются при широковещательных передачах. Для ссылок на всю IP-сеть в целом используется IP-адрес с нулевым номером узла.Особый смысл имеет IP-адрес, первый октет которого равен 127. Он используется для тестирования программ и взаимодействия процессов в пределах одной машины . Когда программа посылает данные по IP-адресу 127.0.0.1 ,то образуется как бы «петля». Данные не передаются по сети, а возвращаются модулям верхнего уровня, как только что принятые. Поэтому в IP-сети запрещается присваивать машинам IP-адреса, начинающиеся со 127.

4. Выбор адреса.

Прежде чем вы начнете использовать сеть с TCP/IP, вы должны получить один или несколько официальных сетевых номеров. Выделением номеров (как и многими другими вопросами) занимается DDN Network Information Center(NIC). Выделение номеров производится бесплатно и занимает около недели . Вы можете получить сетевой номер вне зависимости от того , для чего предназначена ваша сеть. Даже если ваша сеть не имеет связи с об’единенной сетью Internet, получение уникального номера желательно, так как в этом случае есть гарантия, что в будущем при включении в Internet или при подключении к сети другой организации не возникнет конфликта адресов.

Одно из важнейших решений, которое необходимо принять при установке сети , заключается в выборе способа присвоения IP-адресов вашим машинам . Этот выбор должен учитывать перспективу роста сети. Иначе в дальнейшем вам придется менять адреса . Когда к сети подключено несколько сотен машин , изменение адресов становится почти невозможным.

Организации, имеющие небольшие сети с числом узлов до 126, должны запрашивать сетевые номера класса C. Организации с большим числом машин могут получить несколько номеров класса C или номер класса B.

Реклама: Аксессуары на мотоцикл: изготовление наклеек. Термоусадочные этикетки и рукав.

Источник

Идентификация компьютеров в сети. Адресация в Internet.

Каждый компьютер, подключенный к Интернету, имеет свой уникальный адрес даже при временном подключении. В любой момент времени все компьютеры, подключенные к Интернету, имеют разные адреса. Адрес в Интернете однозначно задает местонахождение компьютера в сети. Для этого используется специальная система адресов, которая носит название IP(Internet Protocol)-адрес.

IP-адреса используются для идентификации компьютеров в сети. IP-адреса всегда имеет длину 32 бита и состоят из четырех частей, которые называются октетами (octet). Четыре части объединяются в запись, в которой каждый октет отделяется точкой, например, 198.68.191.10.

За своей структурой каждый 32-битовый IP-адрес делится на две части – префикс и суффикс, которые образовывают двухуровневую иерархию. Префикс означает физическую сеть, к которой подключенный компьютер, а суффикс – отдельный компьютер в этой сети. Какая часть адреса принадлежит к префиксу, а вторая – к суффиксу, определяется значениями первых четырех бит, и соответственно этому они делятся на три основные класса А, В и С. Для обеспечения максимальной гибкости IP-адреса выделяют организациям в зависимости от количества сетей и компьютеров в организации соответственно этим классам.

Сети класса А принадлежат наибольшим мировым поставщикам услуг Internet. Их количество составляет 126, и любая из них может иметь почти 17 миллионов компьютеров.

Сети класса В – среднего масштаба. Их количество может немного превышать 16 тысяч, и любой из них 65 534 хостов. Такие сети имеют наибольшие университеты и прочие большие организации.

Сети класса С принадлежат мелким поставщикам, количество сетей может превышать 2 миллиона, а количество компьютеров в каждой сети достигает 254. Именно к этому классу принадлежат сети подавляющего большинства провайдеров Internet.

Если произвольный IP-адрес символически обозначить как набор октетов w.x.y.z, то в обобщенном виде структуру ІР-адрес для основных классов А, В и С можно представить в виде таблицы 1.

Таблица Структура IP-адресов в сетях классов А, В и С

Класс сети	Значение первого октета (w)	Октет номера сети	Октет номера хоста	Количество сетей	Количество хостов в сети
A B C	1-126 127-191 192-223	w w.x w.x.y	x.y.z y.z z

Приведенная таблица дает возможность за известным IP-адресом компьютера быстро определить класс сети, ее номер и номер компьютера в сети. Например, компьютер с Ір-адресом 221.132.3.123 размещенный в сети класса С з идентификатором сети 221.132.3 и имеет в этой сети идентификатор 123.

Для того чтобы отделить префикс от суффикса, в ІР-адресе применяется специальное 32-битное число, которое называется маской сети. По своей структуре маска представляет такой же самый набор с четырех октетов, как и обычный ІР-адрес. В таблице 2 приведены маски подсетей, которые используются по умолчанию для сетей классов А, В и С.

Таблица Значение масок подсетей (по умолчанию)

Класс сети	Значение маски
A	255.0.0.0
B	255.255.0.0
C	255.255.255.0

Маски подсетей применяются также для логического деления больших сетей на подсети меньшего масштаба.

Вообразите человека, который пользуется сетью и регулярно посещает не один, а несколько десятков или даже сотен интернетовских компьютеров. Такому пользователю нужно запомнить большое количество наборов цифр, поэтому ему на помощь разработана специальная буквенная адресация — DNS(Domain Name System). В соответствии с DNS-адресацией, все компьютеры имеют имена адресов, которые состоят из совокупности букв, также разделенных точками. Например, www.NMU.ua. Во-первых, буквы запомнить более легкое, во-вторых, при подробном рассмотрении, структура DNS-адреса имеет четкую логику. Итак, компьютеры передают информацию с помощью цифровых адресов, а пользователи при работе с Интернетом используют в основном имена адресов. Существуют организации, которые занимаются проверкой и выдачей адресов. Поэтому нельзя самостоятельно присваивать себе произвольный адрес. Рассмотрим детальнее структуру имени адреса.

В сети Интернет используется доменный способ адресации. Все пространство адресов абонентов делится на области, которые называются доменами. Такой адрес читается налево, на крайний правой позиции есть домен первого уровня, который предоставляет наиболее общую информацию. Он может быть двух видов: указывать или на тип организации, которая есть собственником компьютера, или на географию, то есть страну, в которой компьютер находится. Существует семь вариантов доменов, которые указывают на тип организации:

com — наиболее распространенный домен, указывает на то, что компьютер принадлежит коммерческой организации;

org — собственник — некоммерческая организация;

edu — собственник — университет или другое учебное заведение;

mil — компьютер принадлежит государственной воинской организации в США;

gov — собственник — государственная невоенная организация;

int — собственник — некоторая международная организация;

net — организации, которые ведут определенные работы, связанные с сетями.

Домен, который указывает на страну, состоит из двух литер, которые, как правило, повторяют международный код государства: ua-Украина, ru-Россия, us-США, uk-Великобритания, fr-Франция.

В имени допускается любое количество доменов, но наиболее часто используются имена с количеством доменов от трех до пяти. Каждый собственник, который имеет домен, может создавать и изменять адреса, которые находятся под его контролем. Например, если в университете с адресом nmu.edu существует медицинский факультет, то ради его наименования университет не обязан получать ни одного разрешения; достаточно лишь добавить новое имя к описанию адресов своего домена, например, med. В результате каждый пользователь Интернета может обращаться к этой группе по адресу med.nmu.ua

Для доступа к сети Интернет используют несколько способов. Одними из распространенных есть обычное дозванивание и непосредственный доступ через выделенные линии. Обычное дозванивание (Dialup Connection) предусматривает соединение вашего ПК к компьютеру-посреднику, который работает в сети, которая есть частью Интернет. Такой компьютер, как правило, есть компьютером организации, которая предлагает услуги по подключению к Интернету и называется провайдеромуслуг. Связь действий осуществляется часто с помощью обычных телефонных линий. Для этого нужно, чтобы на ПК пользователя был установлен модем и коммуникационное программное обеспечение. Такой способ доступа есть дешевым, но скорость передачи данных при этом маленькая.

Лучший способ — непосредственный доступ через выделенные линии (dedicated line connection). Он более дорогой, но обеспечивает намного лучшее качество связи и скорость передачи информации. Этот способ используют государственные организации, частные компании, которые имеют собственную сеть.

Основные услуги Интернета.

Широкоизвестной услугой Интернета есть всемирная система рассылки и получение электронной почты, которую называют e-mail. В сущности, электронная почта есть главной частью потока информации в Интернете, и многие люди пользуются лишь этой услугой, поскольку дешевизна электронной почты и оперативность, с которой сообщение можно отправлять многим адресатам по всему миру, делают ее популярной формой связи.

В Интернете также популярные группы новостей Usenet. Их еще называют телеконференциями или электронными досками объявлений, поскольку они разрешают обмениваться информацией некоторому количеству заинтересованных лиц. Для этого на компьютерах-серверах, которые обслуживают телеконференцию, выделяется специальный участок памяти. Существуют тысячи групп новостей, и, если пользователь получил доступ к Usenet, он может подключиться к ним бесплатно.

Часть Интернета, которая называется World Wide Web(WWW или Всемирная паутина), разрешает авторам по-новому использовать старую систему заметок. В частности, если автор обычной журнальной статьи или книжки вводит символ заметки (примечания), мы смотрим вниз страницы и находим ссылки на другую страницу или книжку. Авторы компьютерных документов Интернета, в сущности, делают одно и то же, используя технический прием, с помощью которого в документе подчеркивается или выделяется слово, фраза, рисунок. Выделенный объект говорит читателю, что в Интернете есть дополнительный ресурс (часто это другой документ). Этот документ из Интернета можно вызвать, и он сразу откроется на экране. Web также дает возможность сохранять и воссоздавать графические изображения, видеофильмы, звуковые записи и т.п. Используя так называемые программы-броузеры, можно легко и быстро пересматривать информацию, которую сохраняют компьютеры в разных странах.

В Интернете сохраняется большое количество файлов. Используя сервис FTP (File Transfer Protocol), можно получать и передавать файлы. Этот сервис остается одним из основных способов распространения безвозмездных программ, разных дополнений и поправок к коммерческим программам.

Еще одной популярной услугой Интернета есть Internet Relay Chat (трансляция разговоров в Интернете) или Chat(разговор). Chat разрешает группе людей быстро присылать один одному сообщение. Создаются так называемые Chat-каналы или Chat-комнаты, в которых обсуждается какая-то конкретная тема. Эта система чем-то похожа на группы новостей, но обмен сообщениями в ней осуществляется без задержек. Подключившись к группе, которая обсуждает ту или другую проблему, вы набираете свое сообщение на клавиатуре, и оно мгновенно становится доступным другим участникам разговора. Аналогично можно наблюдать на экране компьютера сообщения других собеседников сразу после того, как они их набрали на клавиатуре своего компьютера.

Для обеспечения пользователей возможностями Интернета используются специальные программы, которые функционируют на компьютерах сети. При этом для обеспечения любого сервиса, например, WWW, FTP ли других, всегда необходимы две программы. Одна — программа-сервер — занимается получением, обработкой, сохранением и передачей информации на запрос других компьютеров, другая — программа-клиент — устанавливается на компьютере пользователя (рабочей станции) и предназначена для отправления запросов на сервер, получение и отображение информации на компьютере пользователя.

Например, WWW-сервер сохраняет Web-страницы и поддерживает специальный протокол передачи гипертекстов (HTTP) для путешествий Всемирной паутиной. Клиентом для WWW-сервера есть программа просмотра Web-страниц. Сервером также называется компьютер, на котором работают программы, которые обеспечивают доступ к сетевым ресурсам. Серверы, как правило, имеют большие ресурсы (аппаратные, программные, информационные), которые могут быть выделены для пользования в сети, и находятся в постоянно рабочем состоянии, обеспечивая передачу данных.

Для того чтобы программа-клиент знала, с какой программой-сервером она работает, используются так называемые порты. Порт в Интернете — это число, которое связывает программы в сети. При работе в Интернете рабочая станция отсылает на узел сети (сайт) номер порта, которая указывает на то, какую программу-сервер следует запустить. В большинстве случаев номер порта задан в программе-клиенте и пользователю не обязательно его знать.

Источник