Практическая работа "Адресация в IP-сетях: определение класса сети, номера сети и номера узла"
методическая разработка

Практическая работа № 10

Тема: Адресация в IP-сетях: определение класса сети, номера сети и номера узла

Цель работы: приобретение навыков классификации и анализа IP-адресов.

Краткие теоретические сведения

В IP-сетях все сетевые устройства (хосты, серверы, шлюзы, маршрутизаторы и т.д.) получают уникальные IP-адреса.

IP-адрес состоит из 4-х байтов (32 битов). Этот адрес используется на сетевом уровне эталонной модели OSI. В IP-адресе выделяются две части – адрес сети и адрес узла. Деление происходит с помощью маски – 4-x байтного числа, которое поставлено в соответствие IP-адресу. Маcка содержит двоичные «единицы» в тех разрядах IP-адреса, которые определяют адрес сети и двоичные «нули» в тех разрядах IP адреса, которые определяют адрес узла.

Правила об особенностях IP-адресов:

• если IР-адрес состоит только из двоичных нулей, то он обозначает адрес того узла, который сгенерировал этот пакет;
• если в поле номера сети стоят «нули», то по умолчанию считается, что этот узел принадлежит той же самой сети, что и узел, который отправил пакет;
• если все двоичные разряды IP-адреса равны «единицы», то пакет с таким адресом назначения должен рассылаться всем узлам, находящимся в той же сети, что и источник этого пакета. Такая рассылка называется ограниченным широковещательным сообщением (limited broadcast);
• если в поле адреса назначения стоят сплошные «единицы», то пакет, имеющий такой адрес, рассылается всем узлам сети с заданным номером. Такая рассылка называется широковещательным сообщением (broadcast);
• адрес   127.0.0.1   зарезервирован  для  организации  обратной  связи  при  тестировании  работы  программного обеспечения узла без реальной отправки пакета по сети. Этот адрес имеет название loopback.

Адрес получателя должен содержать в себе:

• адрес (номер) подсети;
• адрес (номер) хоста (узла) внутри подсети.

Часто возникает необходимость разделить IP-адрес на эти две части: номер подсети и номер узла. Для разделения IP-адреса используют один из способов:

• использование фиксированной границы – (не нашел применения; весь адрес делится на две части фиксированной длины, в одной из них всегда размещается номер сети, в другой - номер узла);
• использование маски, которая позволяет максимально гибко установить границу между номером сети и номером узла;
• использование классов адресации (самый распространенный, компромисс между первым и вторым способом). Вводится 5 классов: A, B, C, D, E. Классы A, B и C - используют для адресации сетей; D, E - имеют специальное назначение. Для каждого класса определены границы между номером сети и номером узлов,  таблица 1.

Таблица 1 – Диапазон адресов сетей и хостов классов A, B и C:

Чтобы получить из IP-адреса номер сети и номер узла надо разбить адрес на две соответствующие части (см. таблицу 1) и дополнить каждую из них нулями до полных четырёх байт.

Пример: Дан IP-адрес класса В: 129.64.134.5.

Так как IP-адрес для класса В разбивается пополам, то номер сети равен 129.64.0.0; номер узла равен       0.0.134.5.

Адресное пространство IP-протокола делится на три класса – А, В, С.

IP-адреса класса А

Сети класса А имеют 8-битный сетевой префикс «/8».

Структура адреса класса A:

Максимальное число сетей класса А составляет 27 - 2 = 126.

Каждая сеть класса А поддерживает до 224 - 2 = 16 777 214 сетевых устройств.

Адресное пространство, выделенное классу А, занимает 50 % общего адресного пространства сети Интернет. Диапазон сетевых адресов сетей класса А приведён ниже.

IP-адреса класса B

Сети класса B имеют 16-битный сетевой префикс «/16».

Структура адреса класса B:

Максимальное число сетей класса B составляет 214 = 16384.

Каждая сеть класса B поддерживает до 216 - 2 = 65 534 сетевых устройств.

Адресное пространство, выделенное классу B, занимает 25 % общего адресного пространства сети Интернет. Диапазон сетевых адресов сетей класса B приведён ниже.

IP-адреса класса C

Сети класса C имеют 24-битный сетевой префикс «/24».

Структура адреса класса C:

Максимальное число сетей класса C составляет 221  = 2 097 152.

Каждая сеть класса C поддерживает до 28 - 2 = 254 сетевых устройств.

Адресное пространство, выделенное классу C, занимает 12,5 % общего адресного пространства сети Интернет. Диапазон сетевых адресов сетей класса C приведён ниже.

Остальные IP-адреса

Оставшийся резерв IP-адресов отводится следующим классам сетей:

В сетях класса D первые (0..3) биты адреса имеют значение 1110. Адреса этого класса используются для поддержки групповой передачи данных.

В сетях класса E первые (0..4) биты адреса имеют значение 11110. Адреса этого класса зарезервированы для экспериментального использования.

Запись IP-адресов возможна в  2-ой, 16-ой, точечно-десятичной нотациях.

Примеры записи IP-адресов:

121.196.244.198

153.230.218.183

222.101.117.120

Задание

По заданному IP-адресу определить класс сети, номер сети и номер узла. Выполнить запись IP-адреса в 2-ой, 16-ой нотациях.

Результаты оформить в отчете в виде таблицы:

Контрольные вопросы:

1. Какова разрядность IP-адреса?
2. Какова структура IP-адреса?
3. На каком уровне эталонной модели OSI используется IP-адрес?
4. Что означает IP-адрес, состоящий из одних нулей?
5. В сети какого класса самое большое количество хостов?
6. IP-адрес является программным или аппаратным?
7. Как назначается IP-адрес?
8. В каких нотациях может быть представлен IP-адрес?