Komputery pod31czone do sieci najczeociej nie komunikuj1 sie
bezpoorednio ze sob1










 

 

 

 

1.Zarys tematu.

Komputery podłączone do sieci najczęściej nie
komunikują się bezpośrednio ze sobą. Zwłaszcza w Internecie informacje przepływają
przez wiele urządzeń pośrednich nazywanych węzłami (ang. ęnodeł lub ęhopł ). Połączenia
zachodzą w następujący sposób: nadawca i odbiorca posiadają własne,
niepowtarzalne adresy sieciowe o strukturze hierarchicznej. Na przykład:
195.116.104.13. Ten sposób zapisu ułatwia zapamiętanie adresu, który ma długość
dwóch słów, a więc 32 bitów. Aby
oszczędzić sobie konieczności operowania na bardzo dużych liczbach adres został
podzielony na cztery bajty. Tak więc każda z oddzielonych kropkami pozycji
adresu przyjmuje wartość od 0 do 255.

Nie oznacza to jednak, że w
ten sposób jesteśmy w stanie zaadresować 2 do 32 potęgi komputerów.
Ograniczenia wiążą się ze stosowaniem tzw. podsieci. Z wielu względów wygodnie
jest, aby komputery należące do jednej firmy bądź instytucji posiadały podobne
adresy
jedna część adresu jest czymś w rodzaju numeru kierunkowego. W tym
celu grupuje się pewną liczbę komputerów i rezerwuje dla nich pulę adresów.
Ponieważ liczba adresów w puli musi być potęgą dwójki, dla 150 komputerów
konieczne jest zarezerwowanie 2 do 8 potęgi czyli 256 adresów. Ale szerzej o
tym w dalszej części.

Na podstawie hierarchicznie
zbudowanych adresów specjalny program ( router ) pracujący w węźle sieci
podejmuje decyzję dokąd dalej skierować dane. Pakiet pokonuje w ten sposób do
30 przystanków zanim dotrze do celu.

 

2. Rys
historyczny.

Jak wspomniano wcześniej,
adresy Internetowe są 32 - bitowymi numerami, przeważnie zapisanymi jako 4
oktety ( dziesiętnie ) np. 128.6.4.7. Właściwie
istnieją trzy różne typy adresów. Problem stanowi to aby adres wskazywał
zarówno na sieć jak i na konkretny ęhostł w tej sieci. Podczas projektowania
przeczuwano, iż podłączonych sieci będzie bardzo wiele. Większość z nich będzie
mała, ale prawdopodobnie 24 bity powinny wystarczyć by reprezentować wszystkie
adresy sieci IP. Z kolei obawiano się, że bardzo duże sieci będą same
potrzebować 24 bitów aby reprezentować adresy wszystkich ęhostówł. To
sugerowało użycie adresów 48 bitowych. Ale konstruktorzy zdecydowali się na
rozwiązanie pośrednie. Z założenia większość sieci będzie mała. Ustanowiono
wiec trzy różne ęzakresył adresów. Adresy zaczynające się od liczb 1..126
używają tylko pierwszego oktetu na adres sieciowy. Pozostałe trzy oktety są udostępnione
dla ęhostówł. Na numery ęhostówł pozostają więc 24 bity, czyli są to bardzo
duże i rozległe sieci. Ale ich liczba jest z góry ograniczona przez 126.
ARPANET dla przykładu jest jedną z takich sieci. Adresy te są nazywane adresami
klasy ęAł. Dla średniej wielkości instytucji i organizacji użyteczne sa adresy
klasy ęBł. Adresy klasy ęBł używają dwóch pierwszych oktetów na adres sieciowy.
Sa to adresy zaczynające się od 128.1 do 191.254. ( Unika się adresów
zaczynających się od 0 lub od 255 z powodów opisanych poniżej. Ponadto unikamy
adresów zaczynających się do 127 , gdyż jest on używany przez niektóre systemy ęna
specjalne okazjeł .) Ostatnie dwa oktety są dostępne dla łhostówł pozostawiając
im 16 bitów na konkretny adres. To wystarcza
na 64516 komputerów, co powinno być wystarczające dla
większości organizacji. ( Jest możliwość otrzymania kolejnego adresu klasy ęBł
jeśli dotychczas używanemu skończą się adresy.) W końcu , adresy klasy ęCł
używają trzech oktetów na adres sieciowy w zakresie 192.1.1. do 223.254.254. To wystarcza na tylko na 254
ęhostył w każdej sieci, ale liczba tych sieci może być spora. Adresy powyżej
223 są zarezerwowane na przyszły użytek, jako klasy ęDł i ęEł ( które dotychczas
nie są jeszcze nawet zdefiniowane.).

0 i 255 maja specjalne
znaczenie. 0 jest zarezerwowane dla maszyn, które nie znają swojego adresu . W
ogólności jest możliwe, że konkretna maszyna może nie tylko nie znać swojego
adresu, ale nawet adresu sieci, do której jest podłączona. Dla przykładu,
0.0.0.23 będzie adresem maszyny, która zna swój numer ęhostał, ale nie wie do
jakiej sieci tenże należy.

255 jest używany jako ębroadcastł.
ęBroadcastł to wiadomość, która ma
zostać odebrana przez każdego użytkownika danej sieci. ęBroadcastł może być
użyty, np. kiedy nie wiemy z kim rozmawiać. Dla przykładu: przypuśćmy że
potrzebujemy nazwę ęhostał i jego adres internetowy. Czasami nie znamy nawet
adresu najbliższego ęname serwerał. W tej sytuacji mamy możliwość wysłania
informacji jako ębroadcastł. Zdarzają się też przypadki, kiedy wiele systemów
zainteresowanych jest otrzymaniem danej informacji. Jest wtedy łatwiejsze i
tańsze wysłać informację jako ębroadcastł niż do każdego systemu osobno.
Konkretna implementacja tego rozwiązania zależy od dostępnych środków. Nie jest
to możliwe na ARPANET-cie, ani w połączeniach bezpośrednich. Jest to jednak
zaimplementowane w sieci Ethernet.

Ponieważ 0 i 255 są używane dla adresów nieznanych i
ębroadcastł, normalny ęhostł nigdy nie powinien mieć adresu zawierającego 0 lub
255. Adresy nie powinny też zaczynać się od 0, 127, ani żadnego numeru powyżej
223. Adresy naruszające te zasady nazywane są czasami ęMarsjanamił .

 

3. Tworzenie
podsieci.

Przypuśćmy, że jakaś
organizacja ma przydzielony adres internetowy, i z kolei zamierza utworzyć zbiór podsieci dla wygody nie tylko
pracowników, ale i użytkowników. Jak powinna ona to uczynić? Zaproponowano
kilka rozwiązań, z których na uwagę zasługują dwa:

a) ęself-encoding fixed - width
fieldł ,

b) ęaddress maskł .

Pierwszy z nich to sposób na
utworzenie zróżnicowanych pod względem wielkości podsieci. W tym przypadku
pewna ilość bitów określa numer podsieci. Liczba ta jest stała dla tejże organizacji,
ale może się różnić w zależności od preferencji. Interesującym przykładem jest
sieć podzielona w ten sposób, że jedna z podsieci rezerwuje dla siebie połowę
dostępnych ęhostówł, i towarzyszy jej grupa mniejszych. Np.w sieci klasy ęCł
jeden bit określa, czy podsieć jest duża,
czy jedną z małych: jeżeli pierwszy bit jest równy zero to mamy do
czynienia z dużą podsiecią, w przeciwnym przypadku trzy kolejne bity
identyfikują o którą z małych podsieci nam chodzi. Daje to strukturę, w której
jedna podsieć posiada 128 adresów ęhostówł,
a pozostałe 8 po 16 adresów każda. Alternatywnym rozwiązaniem jest idea
ęmaskił. W strukturze tej adres internetowy interpretowany jest jako:

 

<network-number><subnet-number><host-number>

 

Zaletami
tego rozwiązania są jego prostota ( jeżeli szerokość pola <
subnet-number> wynosi zero ta sieć nie jest podzielona, a w przypadku
podziału żadne dodatkowe narzedzia nie są potrzebne do wyszukania odpowiedniej
maszyny ) i większa efektywność wykorzystania małej ilości dostępnych adresów.
Z tego też powodu to drugie rozwiązanie jest częsciej wykorzystywane. Np. sieć
klasy ęBł podzielona na części może używać 6 bitów na maskę- struktura jej
adresu będzie wyglądała nastepująco:

 

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1

|-|-|-|-|-|-|-|-|-|-|-|-|-|-|-|-|-|-|-|-|-|-|-|-|-|-|-|-|-|-|-|

|1 0| network
| subnet |
host number |

|-|-|-|-|-|-|-|-|-|-|-|-|-|-|-|-|-|-|-|-|-|-|-|-|-|-|-|-|-|-|-|

 

Ponieważ bity, które identyfikują podsieć są
wyspecyfikowane przez maskę (ang. Bitmask), nie muszą one ze sobą sąsiadować,
jednakże jest zalecane aby były koło siebie i ulokowane jako najbardziej
znaczące bity na początku adresu lokalnego. W tym przypadku także jest
użyteczne pozostawienie specjalnego znaczenia samym zerom lub samym jedynkowym
i nie przydzielanie fizycznych podsieci pod te adresy (w przytoczonym
przykładzie maska obejmująca 6 bitów powinna zawierac wartości z wyłączeniem 0
i 63 ).

 

4.Routing.

 

network 1 network 2 network3

=============================== =========== ====================

| | | | | | |

| | | | | | |

------------------- ------------ ----------------------- ----------------------- ------------


128.6.4.2 128.6.4.3
128.6.4.1 128.6.21.1 128.121.50.2

128.6.21.2 128.121.50.1


komputer A
komputer B gateway R gateway S komputer C

 

Diagram ten pokazuje trzy
systemy komputerowe A B C , dwa gatewayłe R i S i trzy różne sieci. Połaczenie między komputerami A i B jest
bezpośrednie. Jednakże połaczenia takie nie może być pomiędzy A i C, ponieważ
nie należą one tej samej sieci. Aby takie połączenie zostało zrealizowane muszą
zostać wykorzystane gatewayłe R i S oraz sieć network 2. Gatewayłe, by móc
realizować swoje zadanie muszą być podłaczone do co najmniej dwóch różnych
sieci
w każdej z nich posiadają własny unikatowy adres internetowy. Np. adres
gatewayła R w sieci network 1 to 128.6.4.1 i ten adres odpowiada za komunikację
urządzenia z siecią network 1, a adres 128.6.21.2 za komunikację z siecią
network 2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Temat: Adresy internetowe

Autor: Tomasz Karwicki

e-mail:
[e-mail]