LFCA: изучение классов диапазона сетевой IP-адресации – часть 11

В Части 10 серии LFCA мы рассмотрели классы IP-адресов и привели примеры часто используемых классов IP. Однако это был всего лишь обзор, и в этой части мы углубимся и лучше поймем диапазон IP-адресов, а также количество хостов и сетей, которые предоставляет каждый класс IP.

Классы IP-адресов

Существует 3 основных класса IP-адресов, которые можно сгруппировать в таблице ниже:

Давайте пройдемся по этому ряду за рядом.

Сеть класса А

Класс A имеет диапазон адресов от 0.0.0.0 до 127.255.255.255. Маска подсети по умолчанию — 255.0.0.0. Это означает, что первые 8 битов используются для сетевого адреса, а остальные 24 бита зарезервированы для адресов хостов.

Однако самый левый бит всегда равен 0. Остальные 7 бит предназначены для сетевой части. Остальные 24 бита зарезервированы для адресов хостов.

Поэтому для расчета количества сетей воспользуемся формулой:

2⁷ – 2=126 сетей. Мы вычитаем 2, поскольку 0 и 127 — это зарезервированные идентификаторы сети.

Аналогично, для расчета хостов мы применяем показанную формулу. Мы вычитаем 2, поскольку сетевой адрес 0.0.0.0 и широковещательный адрес 127.255.255.255 не являются допустимыми IP-адресами узла.

2²⁴ - 2 = 16,777,214 

Сеть класса B

Класс B имеет диапазон адресов от 128.0.0.0 до 191.255.255.255. Маска подсети по умолчанию — 255.255.0.0. В идеале у нас должно быть 16 сетевых бит из первых двух октетов.

Однако самые левые биты — 1 и 0, и в результате у нас остается только 14 сетевых битов.

Итак, по количеству сетей имеем:

2¹⁴  = 16384

Для адресов хостов у нас есть:

2¹⁶ - 2 = 65,534

Сеть класса C

Класс C имеет диапазон IP-адресов от 192.0.0.0 до 223.255.255.255 с маской подсети по умолчанию 255.255.255.0 >. Это означает, что у нас есть 24 сетевых бита и 8 хостовых битов.

Однако, начиная слева, у нас есть 3 бита, равные 1 1 0. Если мы вычтем 3 бита из 24 сетевых битов, мы получим 21 бит.

Итак, для сетей мы имеем:

2²¹  = 2,097, 152

Для адресов хостов у нас есть

2⁸ - 2 = 254

Частные и общедоступные IP-адреса

Все адреса IPv4 также можно отнести к категории публичных или частных IP-адресов. Давайте различать эти два понятия.

Частные IP-адреса

Частные IP адреса — это адреса, назначенные узлам в локальной сети (LAN). Хосты в локальной сети используют частные IP-адреса для связи друг с другом. Каждый хост получает уникальный IP-адрес от маршрутизатора.

Ниже приведен диапазон частных IP-адресов:

10.0.0.0      –      10.255.255.255 
172.16.0.0    –      172.31.255.255 
192.168.0.0   –      192.168.255.255

Все, что находится за пределами этого диапазона, является общедоступным IP-адресом, который мы вскоре рассмотрим.

Публичные IP-адреса

Общедоступные IP-адреса назначаются через Интернет. Обычно ваш ISP (Интернет-провайдер) назначает вам общедоступный IP-адрес. Затем общедоступный IP-адрес сопоставляется с частными IP-адресами в вашей локальной сети с помощью NAT, сокращенно от трансляции сетевых адресов. NAT помогает нескольким хостам в локальной сети использовать один общедоступный IP-адрес для доступа в Интернет.

Поскольку общедоступный IP-адрес назначается вам вашим интернет-провайдером, он требует ежемесячной подписки, в отличие от частных IP-адресов, которые бесплатно назначаются вашим маршрутизатором. Объем публичного IP-адреса является глобальным. Публичные IP-адреса предоставляют доступ к онлайн-ресурсам, таким как веб-сайты, FTP-серверы, веб-серверы и многое другое.

Чтобы узнать общедоступный IP-адрес, который вы используете, просто откройте браузер и выполните поиск в Google: «какой у меня IP-адрес». Нажмите на список предложенных ссылок, чтобы раскрыть свой общедоступный IP-адрес.

Примеры общедоступного IP-адреса включают в себя:

13.25.8.5.63
3.8.45.96
102.65.48.133
193.150.65.156

Модель TCP/IP: уровни и протокол

Модель TCP/IP — это четырехуровневая концептуальная модель, предоставляющая набор правил и протоколов связи, используемых в компьютерных сетях и в Интернете. Он дает представление о том, как происходит передача данных в компьютере.

Четыре слоя такие, как показано:

• Прикладной уровень
• Транспортный уровень
• Интернет-уровень
• Сетевой уровень

Чтобы лучше представить ситуацию, ниже представлена модель слоев TCP/IP.

Давайте лучше поймем, что происходит на каждом уровне.

1. Сетевой уровень

Это самый базовый или элементарный уровень модели TCP/IP. Он определяет, как данные физически передаются по сети. Он определяет, как происходит передача данных между двумя сетевыми устройствами. Этот уровень зависит от используемого оборудования.

Здесь вы найдете кабели передачи данных, такие как кабели Ethernet/витая пара и оптоволокно.

2. Интернет-уровень

Второй уровень — Интернет-уровень. Он отвечает за логическую передачу пакетов данных по сети. Кроме того, он определяет, как данные отправляются и принимаются через Интернет. На интернет-уровне вы найдете 3 основных протокола:

• IP. Как вы могли догадаться, это означает Интернет-протокол. Он доставляет пакеты данных от источника к хосту назначения, используя IP-адреса. Как мы обсуждали ранее, IP имеет две версии — IPv4 и Ipv6.
• ICMP – это аббревиатура от протокола управляющих сообщений Интернета. Он используется для проверки и диагностики сетевых проблем. Хорошим примером является проверка связи с удаленным хостом, чтобы проверить, доступен ли он. Когда вы запускаете команду ping, вы отправляете хосту эхо-запрос ICMP, чтобы проверить, работает ли он.
• ARP – сокращение от протокола разрешения адресов. Он проверяет аппаратный адрес хоста с заданного IP-адреса.

3. Транспортный уровень

Этот уровень отвечает за сквозную связь и доставку безошибочных пакетов данных от одного хоста к другому. Транспортный уровень включает два ключевых протокола.

• TCP – сокращение от протокола управления передачей. TCP обеспечивает надежную и бесперебойную связь между хостами. Он сегментирует и выполняет упорядочивание пакетов данных. Он также выполняет обнаружение ошибок и впоследствии повторно преобразует поврежденные кадры.
• UDP – это протокол пользовательских дейтаграмм. Это протокол без установления соединения, и он не обеспечивает такой надежности и безупречного соединения, как протокол TCP. В основном он используется приложениями, которым не нужна надежная передача.

4. Прикладной уровень

Наконец, у нас есть прикладной уровень. Это самый верхний уровень, который предоставляет протоколы, с которыми программные приложения используют для взаимодействия. На этом уровне существует множество протоколов, однако мы перечислили наиболее часто используемые протоколы и соответствующие номера портов.

Модель TCP/IP в основном используется для устранения неполадок в сети, и ее иногда сравнивают с моделью OSI, которая представляет собой семиуровневую модель и которую мы рассмотрим в разделе устранения неполадок.

На этом завершается серия статей по основам работы в сети. Мы надеемся, что вы получили базовое понимание.