У каждой машины в сети есть уникальный идентификатор. Подобно тому, как вы отправляете письмо для отправки по почте, компьютеры используют уникальный идентификатор для отправки данных на определенные компьютеры в сети. Сегодня большинство сетей, включая все компьютеры в Интернете, используют протокол TCP/IP в качестве стандарта для связи в сети. В протоколе TCP / IP уникальный идентификатор компьютера называется его IP-адресом.
Существует два стандарта IP-адресов: IP версии 4 (IPv4) и IP версии 6 (IPv6). Все компьютеры с IP-адресами имеют IPv4-адрес, и большинство из них также используют новую систему адресов IPv6. Вот различия между двумя типами адресов:
Как ваш компьютер получает свой IP-адрес? IP-адрес может быть динамическим или статическим. Статический адрес - это постоянно назначенный адрес. Статические IP-адреса, назначаемые интернет-провайдерами, встречаются редко. Вы можете назначать статические IP-адреса устройствам в своей локальной сети, но это может создать сетевые проблемы, если вы используете его без хорошего понимания TCP / IP. Наиболее распространены динамические адреса. Они назначаются протоколом динамической конфигурации хоста (DHCP), службой, работающей в сети. DHCP обычно работает на сетевом оборудовании, таком как маршрутизаторы или выделенные DHCP-серверы.
Динамические IP-адреса выдаются с использованием системы аренды, что означает, что IP-адрес активен только в течение ограниченного времени. Если срок аренды истекает, компьютер автоматически запрашивает новую аренду. Иногда это означает, что компьютер тоже получит новый IP-адрес, особенно если компьютер был отключен от сети в период между арендой. Этот процесс обычно прозрачен для пользователя, если только компьютер не предупреждает о конфликте IP-адресов в сети (два компьютера с одинаковым IP-адресом). Конфликт адресов возникает редко, и современные технологии обычно устраняют проблему автоматически.
Далее давайте более подробно рассмотрим важные части IP-адреса и особые роли определенных адресов.
Схема IP-адреса (IPv4).
Ранее вы читали, что адреса IPv4 представляют собой четыре восьмизначных двоичных числа. Это означает, что каждое число может быть от 00000000 до 11111111 в двоичном формате или от 0 до 255 в десятичном (base-10). Другими словами, от 0.0.0.0 до 255.255.255.255. Однако некоторые числа в этом диапазоне зарезервированы для определенных целей в сетях TCP / IP. Эти резервирования признаются органом по адресации TCP / IP - Internet Assigned Numbers Authority (IANA). Четыре конкретных оговорки включают следующее:
Затем давайте посмотрим, как работают подсети, и выясним, у кого есть эти незарезервированные IP-адреса в Интернете.
Как узнать свой IP-адрес
В Windows найдите «cmd» (без кавычек) с помощью поиска Windows и нажмите Enter. В появившемся всплывающем окне введите «ipconfig» (без кавычек). Для Mac: перейдите в Системные настройки, выберите Сеть, и вы должны увидеть это. Для IP-адресов мобильных телефонов перейдите в «Настройки», затем «Wi-Fi» и выберите сеть, в которой вы находитесь. IP-адрес может быть найден в разделе «Дополнительно» или «(i)» в зависимости от типа вашего телефона.
Если вы подключаете к Интернету только один компьютер, этот компьютер может использовать адрес вашего интернет-провайдера. Однако сегодня многие дома используют маршрутизаторы для совместного использования одного интернет-соединения между несколькими компьютерами.
Если вы используете маршрутизатор для совместного использования интернет-соединения, маршрутизатор получает IP-адрес, выданный непосредственно провайдером. Затем он создает подсеть для всех компьютеров, подключенных к этому маршрутизатору, и управляет ею. Если адрес вашего компьютера попадает в один из зарезервированных диапазонов подсети, перечисленных ранее, вы используете маршрутизатор, а не подключаетесь напрямую к Интернету.
IP-адреса в подсети состоят из двух частей: сети и узла. Сетевая часть идентифицирует саму подсеть. Узел, также называемый хостом, представляет собой отдельную часть компьютерного оборудования, подключенного к сети и требующего уникального адреса. Каждый компьютер знает, как разделить две части IP-адреса с помощью маски подсети. Маска подсети чем-то похожа на IP-адрес, но на самом деле это просто фильтр, используемый для определения того, какая часть IP-адреса обозначает сеть и узел.
Маска подсети состоит из серии из 1 бит, за которой следует серия из 0 бит. Бит 1 указывает на те, которые должны маскировать сетевые биты в IP-адресе, показывая только те, которые идентифицируют уникальный узел в этой сети. В стандарте IPv4 наиболее часто используемые маски подсети имеют полные октеты из единиц и нулей следующим образом:
Еще одна важная особенность IP-адресов в подсети - это то, что первый и последний адреса зарезервированы. Первый адрес определяет саму подсеть, а последний адрес определяет широковещательный адрес для систем в этой подсети.
На боковой панели вы узнаете, как вся эта информация объединяется для формирования вашего IP-адреса.
Как DHCP назначает адреса
Когда вы добавляете компьютер в сеть, этот компьютер использует четырехэтапный процесс для получения IP-адреса от DHCP:
Существует два стандарта IP-адресов: IP версии 4 (IPv4) и IP версии 6 (IPv6). Все компьютеры с IP-адресами имеют IPv4-адрес, и большинство из них также используют новую систему адресов IPv6. Вот различия между двумя типами адресов:
- IPv4 использует 32 двоичных разряда для создания единственного уникального адреса в сети. Адрес IPv4 выражается четырьмя числами, разделенными точками. Каждое число является десятичным (с основанием 10) представлением восьмизначного двоичного числа (с основанием 2), также называемого октетом. Например: 216.27.61.137
- IPv6 использует 128 двоичных разрядов для создания единственного уникального адреса в сети. Адрес IPv6 выражается восемью группами шестнадцатеричных (base-16) чисел, разделенных двоеточиями, как в 2001: cdba: 0000: 0000: 0000: 0000: 3257: 9652. Группы чисел, содержащие все нули, часто опускаются для экономии места, оставляя разделитель двоеточий для обозначения пробела (как в 2001: cdba :: 3257: 9652).
Как ваш компьютер получает свой IP-адрес? IP-адрес может быть динамическим или статическим. Статический адрес - это постоянно назначенный адрес. Статические IP-адреса, назначаемые интернет-провайдерами, встречаются редко. Вы можете назначать статические IP-адреса устройствам в своей локальной сети, но это может создать сетевые проблемы, если вы используете его без хорошего понимания TCP / IP. Наиболее распространены динамические адреса. Они назначаются протоколом динамической конфигурации хоста (DHCP), службой, работающей в сети. DHCP обычно работает на сетевом оборудовании, таком как маршрутизаторы или выделенные DHCP-серверы.
Динамические IP-адреса выдаются с использованием системы аренды, что означает, что IP-адрес активен только в течение ограниченного времени. Если срок аренды истекает, компьютер автоматически запрашивает новую аренду. Иногда это означает, что компьютер тоже получит новый IP-адрес, особенно если компьютер был отключен от сети в период между арендой. Этот процесс обычно прозрачен для пользователя, если только компьютер не предупреждает о конфликте IP-адресов в сети (два компьютера с одинаковым IP-адресом). Конфликт адресов возникает редко, и современные технологии обычно устраняют проблему автоматически.
Далее давайте более подробно рассмотрим важные части IP-адреса и особые роли определенных адресов.
Классы IP
Схема IP-адреса (IPv4).
Ранее вы читали, что адреса IPv4 представляют собой четыре восьмизначных двоичных числа. Это означает, что каждое число может быть от 00000000 до 11111111 в двоичном формате или от 0 до 255 в десятичном (base-10). Другими словами, от 0.0.0.0 до 255.255.255.255. Однако некоторые числа в этом диапазоне зарезервированы для определенных целей в сетях TCP / IP. Эти резервирования признаются органом по адресации TCP / IP - Internet Assigned Numbers Authority (IANA). Четыре конкретных оговорки включают следующее:
- 0.0.0.0 : представляет сеть по умолчанию, которая является абстрактной концепцией простого подключения к сети TCP / IP.
- 255.255.255.255: этот адрес зарезервирован для сетевых широковещательных рассылок или сообщений, которые должны идти на все компьютеры в сети.
- 127.0.0.1 : это называется адресом обратной связи, что означает способ идентификации вашего компьютера, независимо от того, имеет ли он назначенный IP-адрес или нет.
- От 169.254.0.1 до 169.254.255.254 : это диапазон адресов автоматической частной IP-адресации (APIPA), назначаемый автоматически, когда компьютер не может получить адрес от DHCP-сервера.
- От 10.0.0.0 до 10.255.255.255: это относится к диапазону адресов класса A от 1.0.0.0 до 127.0.0.0, в котором первый бит равен 0.
- От 172.16.0.0 до 172.31.255.255: это попадает в диапазон адресов класса B от 128.0.0.0 до 191.255.0.0, в котором первые два бита равны 10.
- От 192.168.0.0 до 192.168.255.255: это относится к диапазону класса C от 192.0.0.0 до 223.255.255.0, в котором первые три бита равны 110.
- Многоадресная передача (ранее называвшаяся классом D): первые четыре бита в адресе - 1110 с адресами в диапазоне от 224.0.0.0 до 239.255.255.255.
- Зарезервировано для будущего / экспериментального использования (ранее называлось Class E): адреса от 240.0.0.0 до 254.255.255.254.
Затем давайте посмотрим, как работают подсети, и выясним, у кого есть эти незарезервированные IP-адреса в Интернете.
Как узнать свой IP-адрес
В Windows найдите «cmd» (без кавычек) с помощью поиска Windows и нажмите Enter. В появившемся всплывающем окне введите «ipconfig» (без кавычек). Для Mac: перейдите в Системные настройки, выберите Сеть, и вы должны увидеть это. Для IP-адресов мобильных телефонов перейдите в «Настройки», затем «Wi-Fi» и выберите сеть, в которой вы находитесь. IP-адрес может быть найден в разделе «Дополнительно» или «(i)» в зависимости от типа вашего телефона.
Интернет-адреса и подсети
Ниже приведен пример IP-адреса подсети, который может быть у вас дома на вашем компьютере, если вы используете маршрутизатор (беспроводной или проводной) между вашим интернет-провайдером и вашим компьютером:- IP-адрес: 192.168.1.102
- Маска подсети: 255.255.255.0
- Двадцать четыре бита (три октета) зарезервированы для идентификации сети
- Восемь бит (один октет) зарезервированы для узлов
- Идентификатор подсети на основе маски подсети (первый адрес): 192.168.1.0
- Зарезервированный широковещательный адрес для подсети (последний адрес): 192.168.1.255
- Примеры адресов в той же сети: 192.168.1.1, 192.168.1.103
- Примеры адресов не в одной сети: 192.168.2.1, 192.168.2.103
Если вы подключаете к Интернету только один компьютер, этот компьютер может использовать адрес вашего интернет-провайдера. Однако сегодня многие дома используют маршрутизаторы для совместного использования одного интернет-соединения между несколькими компьютерами.
Если вы используете маршрутизатор для совместного использования интернет-соединения, маршрутизатор получает IP-адрес, выданный непосредственно провайдером. Затем он создает подсеть для всех компьютеров, подключенных к этому маршрутизатору, и управляет ею. Если адрес вашего компьютера попадает в один из зарезервированных диапазонов подсети, перечисленных ранее, вы используете маршрутизатор, а не подключаетесь напрямую к Интернету.
IP-адреса в подсети состоят из двух частей: сети и узла. Сетевая часть идентифицирует саму подсеть. Узел, также называемый хостом, представляет собой отдельную часть компьютерного оборудования, подключенного к сети и требующего уникального адреса. Каждый компьютер знает, как разделить две части IP-адреса с помощью маски подсети. Маска подсети чем-то похожа на IP-адрес, но на самом деле это просто фильтр, используемый для определения того, какая часть IP-адреса обозначает сеть и узел.
Маска подсети состоит из серии из 1 бит, за которой следует серия из 0 бит. Бит 1 указывает на те, которые должны маскировать сетевые биты в IP-адресе, показывая только те, которые идентифицируют уникальный узел в этой сети. В стандарте IPv4 наиболее часто используемые маски подсети имеют полные октеты из единиц и нулей следующим образом:
- 255.0.0.0.0 = 11111111.00000000.00000000.00000000 = восемь бит для сетей, 24 бита для узлов
- 255.255.0.0 = 11111111.11111111.00000000.00000000 = 16 бит для сетей, 16 бит для узлов
- 255.255.255.0 = 11111111. 11111111.11111111.00000000 = 24 бита для сетей, восемь бит для узлов
Еще одна важная особенность IP-адресов в подсети - это то, что первый и последний адреса зарезервированы. Первый адрес определяет саму подсеть, а последний адрес определяет широковещательный адрес для систем в этой подсети.
На боковой панели вы узнаете, как вся эта информация объединяется для формирования вашего IP-адреса.
Как DHCP назначает адреса
Когда вы добавляете компьютер в сеть, этот компьютер использует четырехэтапный процесс для получения IP-адреса от DHCP:
- Обнаружение: компьютер рассылает широковещательное сообщение по сети, надеясь обнаружить поставщика услуг DHCP.
- Предложение: каждый поставщик DHCP слышит сообщение, распознает уникальный аппаратный адрес компьютера и отправляет сообщение, предлагающее свои услуги этому компьютеру.
- Запрос: компьютер выбирает поставщика DHCP из своих предложений, а затем отправляет запрос этому поставщику с просьбой назначить IP-адрес.
- Подтверждение: целевой поставщик DHCP подтверждает запрос и выдает компьютеру IP-адрес, который не соответствует никаким другим IP-адресам, активным в настоящее время в сети.
