Laboratorium SK

1

Protokół IP oraz Protokoły

routingu

Laboratorium SK

2

Adresowanie IPv4

Laboratorium SK

3

1. Adres IP to unikatowa liczba logiczna,

przypisana pojedynczemu urządzeniu
sieciowemu lub interfejsowi.

2. Liczba ta ma długość 32 bitów.

3. Aby łatwiej ją było czytać, stosuje się

format kropkowo-dziesiętny. Bity
podzielone są na cztery 8-bitowe grupy,
które można przekształcać w wartości
dziesiętne.

4. Przestrzeń adresowa IP została początkowo

podzielona na pięć klas, rozróżnianych
przez pierwsze bity adresu. Adresy klas A,
B i C są unicastowymi adresami IP. Adres
klasy D to adres multicastowy, zaś klasa E
obejmuje adresy zarezerwowane.

Adresowanie IPv4

Laboratorium SK

4

Przestrzeń adresowa IP została początkowo

podzielona na pięć klas rozróżnianych
przez pierwsze bity adresu.

1. Adresy klas A, B i C są unicastowymi

adresami IP

2. Adres klasy D to adres multicastowy,

3. zaś klasa E obejmuje adresy

zarezerwowane. Adresy prywatne są
zarezerwowane do wykorzystywania przez
firmy oraz sieci prywatne. Adresy te nie są
trasowane w Internecie Translacji
pomiędzy adresami prywatnymi i
publicznymi dokonuje NAT.

Adresowanie IPv4

Laboratorium SK

5

Adresowanie IPv4

Adresy IPv4 dzielimy na pięć klas - A, B, C, D i E.
Klasę adresu IP określają najbardziej znaczące bity
pierwszego bajtu

Laboratorium SK

6

Adresy klasy A zawarte są pomiędzy wartościami od
O (00000000) do 127 (l 1111111) w pierwszym
bajcie. Adresy dostępne do przypisania organizacjom
zawarte są w przedziale od 1.0.0.0 do 126.0.0.0.
Wartości O i 127 są zarezerwowane.

Na przykład 127.0.0.1 to lokalny adres hosta. Pakiet
wysyłany pod ten adres kierowany jest do maszyny
lokalnej. Ponadto adres sieci 10.0.0.0 zarezerwowano
dla adresów prywatnych.

Adresowanie IPv4 – adresy klasy A

Laboratorium SK

7

1. Pierwszy bajt adresu klasy A jest domyślnie

numerem sieci, zaś trzy pozostałe bajty
stanowią numer hosta.

2. Format adresu ma więc postać S.H.H.H, gdzie

S to część sieciowa, a H to części hosta.

3. Dzięki dostępnym 24 bitom w sieci klasy A

można zaadresować 2

24

- 2 = 16777214

hostów.

4. Dwa adresy, które odjęto, to numer sieci

(same zera) oraz adres broadcastowy
(same jedynki).

5. Sieć o tak dużej liczbie hostów z pewnością

nie działałaby, gdyby wszystkie próbowały
dokonywać rozgłaszania.

Adresowanie IPv4 – adresy klasy A

Laboratorium SK

8

Adresowanie IPv4 – adresy klasy B

1. Klasa B obejmuje adresy o wartościach pierwszego

bajtu z zakresu od 128 (10000000) do 191
(10111111).

2. Firmom i innym organizacjom przydziela się adresy

od 128.0.0.0 do 191.255.0.0.

1. Pierwsze dwa bajty adresu klasy B są domyślnie

adresem sieci, zaś pozostałe dwa adresem hosta.

2. Adres taki ma więc format S.S.H.H, Ponieważ część

hosta zawiera 16 bitów, więc toteż zdefiniować
można 2

16

- 2 = 65534 adresów IP hostów.

Laboratorium SK

9

Adresowanie IPv4 – adresy klasy C

1. Wartości pierwszego bajtu adresów klasy C

zawierają się w granicach od 224
(11100000) do 223 (11011111).

2. Firmom przydzielane są adresy od 192.0.0.0

do 223.255.255.0.

3. Adresy te mają format S.S.S.H.

4. Osiem bitów pozwala zaadresować 2

8

- 2 =

254 hostów, H=0 to numer sieci, a
H=255 to adres rozgłoszeniowy

Laboratorium SK

10

Adresowanie IPv4 – adresy klasy D

1. Klasa D obejmuje adresy o wartościach

pierwszego bajtu z zakresu od 224 (l
1100000) do 239 (11101111).

2. Numery

sieci

przypisywane

grupom

multicastowym zawierają się w przedziale
od 224.0.0.1 do 239.255.255.255,

3. Adresy te nie są podzielone się na części

sieci i hosta.

4. Niektóre

adresy

multicastowe

są

przypisane na stałe, na przykład adres
224.0.0.10 jest używany przez routery
EIGRP.

Laboratorium SK

11

1. Wartości pierwszego bajtu adresów klasy E

zawierają się w przedziale od 240
(11110000) do 254 (11111110).

2. Adresy z tej puli zarezerwowane są dla

sieci ekspey-mentalnych.

3. Numer sieci 255 został zarezerwowany

dla adresów rozgłoszeniowych, na
przykład 255.255.255.255.

Adresowanie IPv4 – adresy klasy E

Laboratorium SK

12

Adresowanie IPv4 – podsumowanie

Laboratorium SK

13

Niektóre numery w obrębie przestrzeni adresowej
IPv4 zostały zarezerwowane do użytku prywatnego i
nie są trasowane w Internecie.

Wiele organizacji wykorzystuje adresy prywatne we
własnych sieciach wewnętrznych, przy czym dostęp
do Internetu zapewnia im NAT.

Wyodrębnienie grupy adresów prywatnych było
pierwszym krokiem zmierzającym ku globalnemu
zapobieżeniu wyczerpania przestrzeni adresowej
IPv4.

Dostępność adresów prywatnych w połączeniu z
NAT

zredukowała

konieczność

żmudnego

definiowania podsieci przez organizacje i pozwala
zminimalizować

marnotrawstwo

globalnych,

publicznych adresów IP.

Adresowanie IPv4 – adresy prywatne

Laboratorium SK

14

Adresowanie IPv4 – adresy prywatne

Prywatna przestrzeń adresowa obejmuje segmenty
10/8, 172.16/12 i 192.168/16 i pozwala zdefiniować
jedną sieć klasy A, 16 sieci klasy B i 256 klasy C.

Laboratorium SK

15

Budowa Podsieci IP

Tworzenie podsieci to bardzo ważny element
adresowania IP. Maska podsieci ułatwia
wyróżnienie części adresu IP - sieci, podsieci i
hosta. Architekt sieci, wykorzystując techniki
manipulowania maskami domyślnymi, tworzy
podsieci jako segmenty LAN i WAN

Podsieci te zapewniają liczbę adresów
wystarczającą do zaadresowania urządzeń w
sieciach LAN różnych wielkości. Łącza punkt-
punkt

w

sieciach

WAN

zazwyczaj

wykorzystują maski tylko dla dwóch hostów,
ponieważ występują w nich tylko dwa routery

Laboratorium SK

16

Podsieci IP

1. Maski podsieci stosuje się tylko w przypadku

adresów
klas A, B i C.

2. Adresy multicastowe nie wykorzystują masek

podsieci.

3. Maska podsieci to liczba 32-bitowa, w której bity o

wartości l wyznaczają sieciową część adresu, zaś
bity o wartości O definiują część hosta.

Laboratorium SK

17

Podsieci IP- Zapisywanie masek

Maski podsieci IP można zapisywać w różny

sposób. Maska może być zapisana w
postaci:

1. binarnej,

2. szesnastkowej,

3. kropkowo-dziesiętnej

4. lub jako prefiks „maski bitowej".

Laboratorium SK

18

Podsieci IP- Zapisywanie masek

Laboratorium SK

19

Podsieci IP- Zapisywanie masek - przykład

Przypuśćmy, że musimy skonfigurować firmową sieć
klasy C

195.10.1.0/24

, obejmująca 200 hostów.

Hosty tworzą sześć różnych sieci LAN.

Podsieci można utworzyć przy użyciu maski

255.255.255.224

.

Jeśli przyjrzymy się masce w formacie binarnym

(

11111111 11111111 11111111 11100000),

zauważymy, że pierwsze trzy bajty tworzą sieciową
część adresu, pierwsze trzy bity czwartego bajta
określają podsieć, zaś pięć ostatnich bitów (o
wartościach 0) służą do adresowania hostów.

Laboratorium SK

20

Podsieci IP- Zapisywanie masek - przykład

1. Gdy korzystamy z maski, liczba tworzonych

podsieci wynosi 2", gdzie n jest liczbą bitów
„zabranych" z części sieciowej adresu.

2. W tym przykładzie są to trzy bity, a zatem

liczba utworzonych podsieci to 2

3

= 8.

Routery Cisco pozwalają tworzyć podsieci
ze wszystkimi bitami ustawionymi na l (LAN
7).

3. Choć domyślnie nie można tworzyć podsieci

z tymi bitami ustawionymi na O, to jednak
routery Cisco to umożliwiają ich
skonfigurowanie przy użyciu polecenia

ip

subnet-zero

.

Laboratorium SK

21

Podsieci IP- Zapisywanie masek - przykład

Laboratorium SK

22

Liczbę hostów w podsieci można obliczyć ze wzoru
2"-2, gdzie n to liczba bitów w części hosta.

W naszym przykładzie na adresy hostów
zarezerwowanych jest pięć bitów czwartego bajta.

Przy n=5 można więc zaadresować 2

5

-2=30

hostów.

Zakres adresów dla sieci LAN l zaczyna się od
195.10.1.33, a kończy na 195.10.1.62 (30
adresów).

Podsieci IP- Zapisywanie masek - przykład

Laboratorium SK

23

Podsieci IP- Określanie sieciowej części adresu

Znając adres i maskę, możemy określić klasę sieci,
numer podsieci oraz adres broadcastowy.

Dokonujemy tego przy użyciu logicznej operacji AND
między adresem IP i maską podsieci.

Adres broadcastowy odczytujemy na podstawie
numeru podsieci, zamieniając wszystkie bity części
hosta na jedynki.

Laboratorium SK

24

Podsieci IP- Określanie sieciowej części adresu

Laboratorium SK

25

Podsieci IP- Maski podsieci o zmiennej długości

Maski podsieci o zmiennej długości (ang. Yariable
Length Subnet Mask - VLSM) po zwalają dzielić sieć
na podsieci o różnej wielkości, a tym samym
zapobiegać marnotrawieniu adresów IP.

Jeżeli w sieci klasy C zastosuje się maskę
255.255.255.240, wówczas możliwe będzie
zdefiniowanie 16 podsieci, po 14 adresów IP w
każdej z nich.

Jeśli w danej podsieci istnieje tylko jedno łącze
punkt-punkt, wymagające przypisania jedynie dwóch
adresów IP, wówczas pozostałe 14 adresów będzie
niewykorzystanych

Problem ten ma jeszcze większą wagę w sieciach
klas B i A. Po zastosowaniu VLSM, w małych sieciach
LAN można utworzyć mniejsze podsieci /28,
gromadzące po 14 hostów, a w większych, /23 i /22,
po 510 i 1022 hosty. Sieci punkt-punkt wykorzystują
maski /30, pozwalające zaadresować dwa hosty

Laboratorium SK

26

Podsieci IP- Maski podsieci o zmiennej długości

Jako przykład weźmy sieć klasy B 110.20.0.0/16. Użycie
maski /20 pozwala utworzyć 16 podsieci. W przypadku
maski /20 są one definiowane przez pierwsze cztery
bity trzeciego bajtu.