IP-адресація мереж
Розглянемо IP-адресацію протоколу IPv4. IP-адреса може бути записана у двох форматах – двійковому (binary) та десятковому з точковими розділювачами (dotted decimal notation). Остання форма використовується як зручніша для сприйняття в порівнянні з бінарною формою (рис. 6.5.1). Кожна IP-адреса має довжину 32 біти і для зручності її поділяють на чотири октети, що відділяються один від одного крапками. Кожен октет представляє десяткове число в діапазоні від 0 до 255. Ці 32 розряди IP-адреси містять ідентифікатор мережі (network ID) та ідентифікатор хоста (host ID).
Ідентифікатор мережі визначає фізичну мережу, він є однаковим для усіх вузлів в одній мережі і унікальний для кожної з мереж, включених в об'єднану мережу.
130.107.2.23 десяткова форма
10000010 01101011 00000010 00010111 двійкова форма
ідентифікатор ідентифікатор
мережі вузла
Рис. 6.5.1. Представлення IP-адреси 130.107.2.23 в десятковій та двійковій формах.
Ідентифікатор вузла являє собою адресу конкретного вузла в цій мережі.
Кожен хост повинен отримати унікальну адресу в глобальній комп’ютерній мережі Internet у вигляді IP-адреси. Для кінцевого користувача чи організації IP-адресу чи відповідно діапазон IP-адрес може надавати регіональний Internet сервіс-провайдер (ISP) (фірма, що надає послуги Internet і є точкою входу в Internet (POP)), причому організації виділяється блок IP-адрес, що відповідає розміру її мережі. Слід зазначити, що хоча й уся інформація, отримана з Internet, є безплатна, проте послуги за користування Internet є платні. Причиною цього може служити хоча би той факт, що ISP є суб’єктом підприємницької діяльності. Тому природно, що за кожну зареєстровану IP-адресу слід платити і ця оплата буде прямо пропорційна до кількості зареєстрованих IP-адрес.
ISP у свою чергу повинен отримати діапазон адрес для надання їх клієнтам в організації RIPE_NCC (Регіональний інтернет реєстр, що забезпечує видачу IP-адрес для Європи), який координує розподіл IP-адрес в мережі Internet, або ж в Мережевого інформаційного центру INTERNET (InterNIC).
В протоколі IPv4 існує п'ять класів IP-адрес у відповідності з різними розмірами комп'ютерних мереж. Клас адреси визначає, які біти відносяться до ідентифікатора мережі, а які - до ідентифікатора вузла. Також клас визначає максимально можливу кількість вузлів у мережі.
Класи IP-адрес ідентифікують по значенню першого октету адреси наступним чином (див. рис.6.5.2).
Адреси класу А назначаються хостам дуже великих мереж. Старший біт у цих адресах завжди рівний нулю. Перший октет присвоюється організацією InterNIC і модифікації не підлягає. Решта три октети містять ідентифікатор вузла.
Адреси класу В назначаються хостам великих та середніх по розміру мереж. Два старші біти в цих адресах завжди рівні двійковому значенню 10. Два перші октети присвоюються організацією InterNIC і модифікації не підлягають. Решта два октети містять ідентифікатор вузла.
Адреси класу С застосовуються в невеликих мережах. Три старші біти в цих адресах завжди рівні двійковому значенню 110. Три перші октети присвоюються організацією InterNIC і модифікації не підлягають. А останній четвертий октет є ідентифікатором вузла.
Кількість мереж, кількість хостів у цих мережах та діапазон значень ідентифікаторів мереж для класів А, В та С наведені в таблиці 6.5.1.
Класи D та E мають специфічне призначення. Адреси класу D призначені для групових повідомлень. Чотири старші біти в цих адресах завжди рівні двійковому значенню 1110. Решта біт означають конкретну групу одержувачів і не діляться на частини. Пакети з такими адресами розсилаються вибраній групі хостів у мережі.
Клас E – є експериментальний і зарезервований для майбутнього використання, наразі не використовується. Чотири старші біти в цих адресах завжди рівні двійковому значенню 1111.
0xxxxxxx
******** $$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$ Клас A: 1 - 126
InterNIC адміністратор мережі
10xxxxxx
******** ******** $$$$$$$$ $$$$$$$$ Клас B: 128 - 191
InterNIC адміністратор
мережі
110xxxxx
******** ******** ******** $$$$$$$$ Клас C: 192 - 223
InterNIC адміністра-
тор мережі
1110xxxxx Клас D: 224 - 239
1111xxxxx Клас E: 240 - 247
| Умовні позначення: * - цей біт присвоюється організацією RIPE_NCC чи InterNIC і зміні не підлягає $ - цей біт присвоюється системним адмі- ністратором x – будь-яке значення біту |
Класи мереж Internet.
Рис.6.5.2. Класи мереж INTERNET.
Таблиця 6.5.1.
Показники мереж класів А, В та С
| Клас | Кількість мереж | Кількість хостів в мережі | Діапазон значень ідентифікаторів мережі |
| Клас А | 1 – 126 | ||
| Клас В | 128 – 191 | ||
| Клас С | 192 - 223 |
Слід зазначити, що існує цілий ряд адрес, які трактуються особливим чином, ніколи не присвоюються хостам і вважаються виділеними адресами. Ними є:
- 0.0.0.0 даний вузол
- номер мережі | усі нулі дана IP-мережа
- усі нулі | номер хоста хост в даній (локальній) IP-мережі
- 255.255.255.255 всі хости в даній (локальній) IP-мережі
- номер мережі | всі одиниці всі хости у вказаній IP-мережі
- 127.x.y.z шлейфова адреса (напр., 127.0.0.1)
Наприклад,
194.100.2.5 – це адреса хоста в мережі класу С
194.100.2.0 – це адреса самої мережі класу С
0.0.0.5 – це адреса хоста в даній (194.100.2.0) IP-мережі
194.100.2.255 –це адреса всіх хостів у вказаній (194.100.2.0) IP-мережі (широкомовна (broadcast) адреса).
При визначенні максимальної кількості хостів m у мережі використовується наступна формула
, (6.5.1)
де n – кількість бінарних розрядів, відведених під ідентифікатор хоста, а віднімання числа 2 від загальної кількості пояснюється наявністю в кожній мережі адреси самої мережі та адреси усіх хостів у цій мережі (див. таблицю 6.5.1).