SIECI KOMPUTEROWE Adresowanie TCP/IP Doc. Dr in\. JarosÅ‚aw SzymaÅ„da Politechnika WrocÅ‚awska WydziaÅ‚ Elektryczny Doc. Dr in\. J.SzymaÅ„da Adresowanie TCP/IP TCP/IP jest zbiorem protokołów komunikacyjnych, które dla ró\nych wÄ™złów sieciowych definiujÄ…: " sposób adresowania IPv4 - przestrzeÅ„ adresowa opisywana jest za pomocÄ… 32 bitów, pozwalajÄ…c zaadresować 232 H" 4,3×109 wÄ™złów, co odpowiada liczbie 8,42 adresów/km² pow. Ziemi IPv6 - przestrzeÅ„ adresowa opisywana jest za pomocÄ… 128 bitów, pozwalajÄ…c zaadresować 2128 H" 3,4×1038 wÄ™złów, co odpowiada liczbie 6,7 x1017 adresów/km² pow. Ziemi " metodÄ™ przekazywania danych (poÅ‚Ä…czeniowe np: TCP , bezpoÅ‚Ä…czeniowe np: UDP , IP) " funkcje usÅ‚ugowe (Telnet, Ftp, Http, SMTP, Pop3, SMTP, itp.) Politechnika WrocÅ‚awska WydziaÅ‚ Elektryczny Doc. Dr in\. J.SzymaÅ„da Adresowanie TCP/IP Klasy adresów IPv4 " Koniunkcja (iloczyn logiczny; operator AND) p 0 1 0 1 q 0 0 1 1 p AND q 0 0 0 1 Politechnika WrocÅ‚awska WydziaÅ‚ Elektryczny Doc. Dr in\. J.SzymaÅ„da Adresowanie TCP/IP Klasy adresów IPv4 " Alternatywa (suma logiczna; operator OR) p 0 1 0 1 q 0 0 1 1 p OR q 0 1 1 1 Politechnika WrocÅ‚awska WydziaÅ‚ Elektryczny Doc. Dr in\. J.SzymaÅ„da Adresowanie TCP/IP Klasy adresów IPv4 " Alternatywa wykluczajÄ…ca (operator XOR) p 0 1 0 1 q 0 0 1 1 p XOR q 0 1 1 0 Politechnika WrocÅ‚awska WydziaÅ‚ Elektryczny Doc. Dr in\. J.SzymaÅ„da Adresowanie TCP/IP Klasy adresów IPv4 " Negacja (operator NOT) p 0 1 NOT p 1 0 Politechnika WrocÅ‚awska WydziaÅ‚ Elektryczny Doc. Dr in\. J.SzymaÅ„da Adresowanie TCP/IP Klasy adresów IPv4 " Adres IP w wersji 4 ma zawsze staÅ‚Ä… dÅ‚ugość 32 bitów i podzielony jest na cztery 8-bitowe bloki zwane oktetami " 32 bitowa liczba mo\e przyjmować wartoÅ›ci staÅ‚o pozycyjne (caÅ‚kowite) w zakresie od 0 do 4,294,967,295; czyli okoÅ‚o czterech miliardów trzysta milionów " Maksymalna wielkość liczby w ka\dym oktecie nie mo\e przekroczyć wartoÅ›ci 11111111 (255) " Dopuszczona jest mo\liwość przedstawiania oktetów w postaci 4 liczb dziesiÄ™tnych oddzielonych kropkami. Politechnika WrocÅ‚awska WydziaÅ‚ Elektryczny Doc. Dr in\. J.SzymaÅ„da Adresowanie TCP/IP Klasy adresów IPv4 Formaty IP: " caÅ‚kowitym: 3232236082 " binarnym: 11000000101010000000001000110010 " binarnym z podziaÅ‚em na oktety z kropkÄ… 11000000.10101000.00000010.00110010 " dziesiÄ™tnym z podziaÅ‚em na oktety z kropkÄ… 192.168.2.50 Politechnika WrocÅ‚awska WydziaÅ‚ Elektryczny Doc. Dr in\. J.SzymaÅ„da Adresowanie TCP/IP Klasy adresów IPv4 Wagi dziesiÄ™tne dla bitów w ka\dym oktecie: 255 = 128 + 32+ 16 + 8 + 4 + 2 + 1 128 64 32 16 8 4 2 1 27 26 25 24 23 22 21 20 8 7 6 5 4 3 2 1 bit bit najstarszy najmÅ‚odszy 00000000 = 0 00000111 = 7 11100000 = 224 11110000 = 240 11111110 = 254 11111111 = 255 Politechnika WrocÅ‚awska WydziaÅ‚ Elektryczny Doc. Dr in\. J.SzymaÅ„da Adresowanie TCP/IP Klasy adresów IPv4 " W adresach IP wprowadzono pojÄ™cie adresów sieci (n),podsieci (s) oraz wÄ™złów sieciowych (h) (hostów). " Adresy IP zostaÅ‚y podzielone na 5 klas A, B, C, D i E Politechnika WrocÅ‚awska WydziaÅ‚ Elektryczny Doc. Dr in\. J.SzymaÅ„da Adresowanie TCP/IP Klasy adresów IPv4 klasa 1 oktet 2 oktet 3 oktet 4 oktet sss 0nnnnnnn hhhhhhhh hhhhhhhh hhhhhhh A 1-127 maska 11111111 000000000 000000000 000000000 /8 maska 255 0 0 0 10nnnnnn nnnnnnnn hhhhhhhh hhhhhhhh B 128-191 maska 11111111 11111111 000000000 000000000 /16 maska 255 255 0 0 110nnnnn nnnnnnnn nnnnnnnn hhhhhhhh C 192-223 maska 11111111 11111111 11111111 0000000000 /24 maska 255 255 255 0 1110nnnn nnnnnnnn nnnnnnn nnnnhhhh D 224-239 maska 11110000 000000000 000000000 000000000 /4 maska 240 0 0 0 1111nnnn wyÅ‚Ä…czone z u\ytkowania E 240-255 Politechnika WrocÅ‚awska WydziaÅ‚ Elektryczny Doc. Dr in\. J.SzymaÅ„da Adresowanie TCP/IP Klasy adresów IPv4 " Klasa A zaczyna siÄ™ od 0 do 127 (najstarszy bit ma wartość 0). Dla tej klasy adres sieci jest zdefiniowany przez 8 najstarszych bitów (126 sieci), natomiast pozostaÅ‚e 24 bity sÅ‚u\Ä… do zaadresowania urzÄ…dzeÅ„ w tej\e sieci. W ka\dej sieci klasy A jest dostÄ™pnych 224 =16,777,216 (zatem przeszÅ‚o szesnaÅ›cie milionów siedemset siedemdziesiÄ…t siedem tysiÄ™cy) adresów hostów. PrzykÅ‚ad takiego adresu to: 80.17.255.14 " W przypadku klasy B, która zawiera siÄ™ w przedziale od 128 do 191, dwa najstarsze bity bÄ™dÄ… miaÅ‚y odpowiednio wartość 10. Część identyfikujÄ…ca sieci to dwa pierwsze oktety. Liczba dostÄ™pnych sieci w klasie B to 16,384, a ilość adresów hostów w ka\dej z nich przekracza sześćdziesiÄ…t pięć tysiÄ™cy (65,536). PrzykÅ‚ad takiego adresu to: 130.125.44.56 Politechnika WrocÅ‚awska WydziaÅ‚ Elektryczny Doc. Dr in\. J.SzymaÅ„da Adresowanie TCP/IP Klasy adresów IPv4 " W przypadku adresu klasy C, której adresy zawierajÄ… siÄ™ w przedziale od 192 do 223 trzy najstarsze bity ustawione sÄ… odpowiednio na 110. Liczba dostÄ™pnych sieci to 2,097,152, a ka\da z nich to obszar 256 adresów hostów. PrzykÅ‚ad takiego adresu to: 195.17.14.33 Adresy klas A-C sÄ… u\ywane do transmisji: " unicastowej (one-to-one communication), czyli pomiÄ™dzy wyÅ‚Ä…cznie dwoma hostami (wÄ™zÅ‚ami) w sieci " broadcastowej (one-to-everyone communication) czyli komunikacji rozgÅ‚oszeniowej Politechnika WrocÅ‚awska WydziaÅ‚ Elektryczny Doc. Dr in\. J.SzymaÅ„da Adresowanie TCP/IP Klasy adresów IPv4 " W przypadku adresu klasy D, o przedziale adresowym od 224 do 239, najstarsze bity majÄ… wartoÅ›ci 1110. Adresy klasy D u\ywane sÄ… do transmisji grupowej (multicast-one-to-many communication), czyli skiero- wanej do wiÄ™kszej iloÅ›ci hostów (np. wideo- konferencja). " Dla adresów klasy E najstarsze bity pierwszego oktetu przyjmujÄ… wartość binarnÄ… 1111. Adresy te sÄ… zarezerwowane do celów testowych i nie wolno ich u\ywać do adresowania hostów. Politechnika WrocÅ‚awska WydziaÅ‚ Elektryczny Doc. Dr in\. J.SzymaÅ„da Adresowanie TCP/IP Klasy adresów IPv4 " Nie wszystkie adresy IP mogÄ… być u\ywane w Internecie. " IANA (Internet Assigned Numbers Authority www.iana.org) jest odpowiedzialna za przydziaÅ‚ adresów IP dla potrzeb komercyjnych i doÅ›wiadczalnych. " Dla Europy adresy IP sÄ… przydzielane przez organizacjÄ™ Resaux IP Europeens - http://www.db.ripe.net/whois Na stronach tej organizacji znajdujÄ… siÄ™ wyszukiwarki whois, które umo\liwiajÄ… zdobycie informacji o wÅ‚aÅ›cicielu adresu IP. " Adresy mo\na podzielić na ogólne (publiczne) i do zastosowaÅ„ specjalnych, w tym prywatne. Adresy ogólne sÄ… stosowane do adresowania hostów w Internecie. Politechnika WrocÅ‚awska WydziaÅ‚ Elektryczny Doc. Dr in\. J.SzymaÅ„da Adresowanie TCP/IP Klasy adresów IPv4 " Adresy prywatne, nieroutowalne w sieci internetowej, sÄ… u\ywane tylko w ramach sieci lokalnej. Administrator sieci lokalnej mo\e u\ywać tych adresów bez koniecznoÅ›ci ich uzyskania od w/w organizacji. Na ten cel zostaÅ‚y zarezerwowane nastÄ™pujÄ…ce adresy . Politechnika WrocÅ‚awska WydziaÅ‚ Elektryczny Doc. Dr in\. J.SzymaÅ„da Adresowanie TCP/IP Adresy prywatne Klasa Zakres adresów Maska domyÅ›lna A 10.0.0.0 - 10.255.255.255 255.0.0.0 (/8) B 172.16.0.0 - 172.31.255.255 255.240.0.0 (/12) C 192.168.0.0 - 192.168.255.255 255.255.255.0 (/16) Adresy te majÄ… głównie zastosowanie do adresowania hostów w intranecie. Sieć intranetowa u\ywa m.in. operacji NAT (Network Address Translation, RFC 1631) do komunikacji z Internetem (mapowanie adresów prywatnych na adresy publiczne). Zastosowanie tej techniki pozwala zaoszczÄ™dzić adresy publiczne i dodatkowo wpÅ‚ywa na bezpieczeÅ„stwo sieci intranetowych. Politechnika WrocÅ‚awska WydziaÅ‚ Elektryczny Doc. Dr in\. J.SzymaÅ„da Adresowanie TCP/IP Adresy specjalne Zastosowanie Funkcja Adres U\ycie w tablicach routingu Adres domyÅ›lnej trasy 0.0.0.0 Komunikacja sieciowa hosta ze Adres pierwszej pÄ™tli zwrotnej 127.0.0.1 sobÄ… samym Komunikacja hosta ze wszystki- Adres rozgÅ‚oszeni owy w 255.255.255.255 mi hostami (one-to-everyone lokalnej sieci transmission) w ramach jednej fizycznej sieci. Ten adres nie mo\e być trasowany Adresów prywatnych i specjalnych nie wolno u\ywać w ruchu zewnÄ™trznym, poza sieciÄ… lokalnÄ… (intranetem). Politechnika WrocÅ‚awska WydziaÅ‚ Elektryczny Doc. Dr in\. J.SzymaÅ„da Adresowanie TCP/IP trasowanie Dwie domeny broadcastowe rozdzielone routerem. Ka\da domena wykorzystuje caÅ‚Ä… klasÄ™ adresów IP. Politechnika WrocÅ‚awska WydziaÅ‚ Elektryczny Doc. Dr in\. J.SzymaÅ„da Adresowanie TCP/IP trasowanie Adres sieci u\ywany w tablicach routingu jest niezbÄ™dny do wyznaczania tras pakietów pomiÄ™dzy sieciami. PrzykÅ‚adowa tablica routingu routera CISCO obsÅ‚ugujÄ…cego zÅ‚o\onÄ… sieć R4# ip route " Gateway of last resort is not set " [1] R 199.119.99.0/24 [120/3] via 199.119.99.1, 00:00:12, SerialO " [2] R 200.1.100.0/24 [120/3] via 199.119.99.1, 00:00:12, SerialO " [3] C 192.168.8.0/24 is directly connected, EthernetO " [4] R 192.168.4.0/24 [120/4] via 192.168.6.1, 00:00:13, SerialO " [5] C 192.168.6.0/24 is directly connected, SerialO " [6] R 192.168.7.0/24 [120/1] via 192.168.6.1, 00:00:13, SerialO " [7] R 192.168.1.0/24 [120/1] via 192.168.6.1, 00:00:13, SerialO " [8] R 192.168.2.0/24 [120/3] via 192.168.6.1, 00:00:13, SerialO Politechnika WrocÅ‚awska WydziaÅ‚ Elektryczny Doc. Dr in\. J.SzymaÅ„da Adresowanie TCP/IP trasowanie " OkazaÅ‚o siÄ™, \e podziaÅ‚ adresów na klasy spowodowaÅ‚ bardzo szybkie wyczerpanie ze wzglÄ™du na ich nieefektywne wykorzystanie. Kiedy przedsiÄ™biorstwo potrzebuje 257 adresów IP, jedna peÅ‚na klasa C nie wystarcza, trzeba u\yć obszaru adresów dwóch klas C lub jednego obszaru klasy B (strata ponad 65 tysiÄ™cy adresów IP). RozwiÄ…zaniem problemu okazaÅ‚o siÄ™ wprowadzenie nowego systemu adresowania, w którym caÅ‚Ä… pulÄ™ adresów danej klasy dzieli siÄ™ na podsieci. W systemie klasowym Politechnika WrocÅ‚awska WydziaÅ‚ Elektryczny Doc. Dr in\. J.SzymaÅ„da Adresowanie TCP/IP podsieci " Mo\na sobie wyobrazić sytuacjÄ™, kiedy istnieje konieczność podziaÅ‚u sieci na segmenty (np. podzielenie sieci na segment administracyjny i studencki). Co zrobić, kiedy dostaje siÄ™ pulÄ™ adresów klasy C, a trzeba rozdzielić sieć na kilka obszarów? TakÄ… pulÄ™ trzeba podzielić na podsieci. Dokonuje siÄ™ tej operacji, wykorzystujÄ…c tÄ™ część adresu, dla której domyÅ›lna maska sieci ma wartość 0 (obszar adresu hosta). Z adresów hostów po\ycza" siÄ™ wymaganÄ… ilość bitów (tzw. bitów podsieci -S), która okreÅ›li ilość utworzonych podsieci. Po\yczanie" polega na ustawieniu wartoÅ›ci 1 w masce sieci wyÅ‚Ä…cznie w obszarze adresu hosta, wtedy: Adres IP = ADRES_SIECI ADRES_PODSIECI ADRES_HOSTA Politechnika WrocÅ‚awska WydziaÅ‚ Elektryczny Doc. Dr in\. J.SzymaÅ„da Adresowanie TCP/IP podsieci ZwiÄ™kszenie efektywnoÅ›ci infrastruktury teleinformatycznej poprzez segmentacjÄ™ sieci klasy nadrzÄ™dnej na podsieci w celu ograniczenia komunikatów rozgÅ‚oszeniowych (broadcast) Politechnika WrocÅ‚awska WydziaÅ‚ Elektryczny Doc. Dr in\. J.SzymaÅ„da Adresowanie TCP/IP podsieci Politechnika WrocÅ‚awska WydziaÅ‚ Elektryczny Doc. Dr in\. J.SzymaÅ„da Adresowanie TCP/IP podsieci