Лабораторна роботa на тему: "IP-адресація"
IP-адресація
Зміст
IP-адресація в стеку протоколів TCP/IP
IP-адреса (Internet Protocol адреса) використовується 2-м рівнем стеку (профілю) TCP/IP. Відповідно, мережі з IP-адресацією називаються IP-мережами.
Зокрема, Internet, базуючись на профілі TCP/IP, представляє собою з'єднання маршрутизаторами (роутерами) окремих IP-мереж (які більш точно треба називати IP-підмережами, або первинні мережі, або приватні мережі). IP-мережа повинна мати унікальну IP-адресу, а вузол (хост, робоча станція тощо) в такій мережі повинен мати адресу (номер) в мережі.
Отже, IP-адреса є парою (Адреса_мережі, Адреса_вузла_в_мережі). Ще використовується термінологія для такої пари (Префікс, Суфікс), тобто префікс адреси є адресою мережі, а суфікс, відповідно, адресою вузла в мережі. Також адресація передбачає множину адрес спеціального призначення, інтерпретація котрих має особливості, зокрема, такі адреси "працюють" лише в первинній мережі та за межі її не повинні взагалі "виходити".
З 1969 р. почала використовуватися 32-бітна адреса, яка з початку 1980-х років отримала позначення IPv4 і використовується досі. Коли Internet був у зародковому стані (приблизно до початку 1990-х, до появи Web та браузерів), 32-бітна адреса з більше ніж 4 мільярдами значень здавалася з нескінченим запасом адрес на багато десятиліть. Проте вже буквально через кілька років розвитку WWW та е-пошти, стало зрозуміло, що адрес вистачить до року 2010.
З 2000 р. почався поступовий перехід до 128-бітної адреси, позначення якої IPv6. Планувалося, що 2012 року всі провайдери 1-го рівня повністю перейдуть на IPv6, проте цей процес тривав до 2016 року. Зрештою, планується замінити IPv4 повністю на IPv6 на рівні всіх провайдерів. Поточний залишок IP-адрес v4 (тобто 32-бітні) у світі див. https://ipv4.potaroo.net/.
32-бітна версія IPv4 неминуче потребує заміни на IPv6, але професіоналам в сфері ІТ з нею ще доведеться працювати не один рік. Справа тут в тому, що IPv6 почне використовуватися провайдерами 1-го рівня, потім 2-го і т.д., до тих, що "роздають" Internet в офіси та квартири. А на цьому рівні користувачів заміна на IPv6 програм та маршрутизаторів, розрахованих на IPv4, може рухатися дуже повільно. Тому провайдери "останньої милі" будуть змушені з клієнтами продовжувати працювати на IPv4 ще досить довго. Отже, добре знати IPv4 ще потрібно років з 5!
Адресація IPv4 пройшла 2 фази поділу адресного простору між користувачами:
1) адресація з розподілом на класи мереж, яка виявилася неощадливою при швидкому поширенні Internet;
2) сучасна (поки немає повного переходу на IPv6) безкласова адресація з масками підмереж.
Запис адрес IPv4 в десятковій точковій формі
32-бітне число в оригінальному вигляді важко записувати та запам'ятовувати, хоча програми та обладнання потребують оригінального 32-бітного представлення. Для спрощення та скорочення запису використовується десяткова точкова форма:
1) 32 біти розбивають на 4 октети (байти по 8 біт);
2) кожний октет записують не в бітах, а відповідним 10-м беззнаковим числом в діапазоні значень 0..255;
3) між 10-ми значеннями октетів ставляться точки. Октети із нулів, залишаючи замість них лише точки, пропускати не можна.
Нумерація октетів (і бітів) йде зліва-направо, самим старшим є 1-й октет, потім 2-й і т.д. (тобто як на письмі - самою старшою цифрою є сама ліва).
Наприклад:
32-бітна адреса така (для зручності кольорами розбита на октети): 00011001110010101110011010100110
|
№ бітів адреси |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
21 |
22 |
23 |
24 |
25 |
26 |
27 |
28 |
29 |
30 |
31 |
|
№ октетів (байтів) адреси |
1 |
2 |
3 |
4 |
||||||||||||||||||||||||||||
|
Біти адреси |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
|
10-ві значення октетів |
25 |
202 |
230 |
166 |
||||||||||||||||||||||||||||
Отже, десятковий точковий запис адреси буде такий: 25.202.230.166
Адресація на основі розділення IP-мереж на класи
Ця адресація є застарілою і вже давно не використовується. Про неї просто потрібно мати уявлення.
В адресації з розділенням на класи вся множина адрес розбивається на 5 класів мереж A, B, C, D, E.
Три перших класи A, B та C є основними для присвоєння первинним мережам, класи D, E мають спеціальне призначення. Класи визначають розміри мережі (кількість вузлів).
Клас А
|
A |
№ бітів адреси |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
21 |
22 |
23 |
24 |
25 |
26 |
27 |
28 |
29 |
30 |
31 |
|
№ байтів (октетів) адреси |
1 |
2 |
3 |
4 |
|||||||||||||||||||||||||||||
|
Поля адреси мережі й хоста |
мережа |
хост |
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
Значення певних бітів |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Мереж класу А може бути: 126
Вузлів (хостів) може бути: 16'777'214
Значення 1-го октету: 1..126 (мережі 0 та 127 мають спеціальне призначення)
Зрозуміло, що ефективно оперувати мережею у більше ніж 16 мільйонів адрес важко. У свій час вважалося, що це буде державна мережа з "гігантською" кількістю вузлів. І якби класова система адресація діяла б і зараз, то 126 мереж не вистачило не тільки на великі за населенням країни, а і на малі, в яких легко може бути комп'ютерів (смартфонів, комунікаторів, планшетів) більше за 16 млн. Якщо на країну виділити кілька А-мереж, то можуть залишатися у резерві багато адрес останньої мережі, які передати у використання іншій країні важко реалізуємо (на рівні маршрутизаторів).
Клас B
|
B |
№ бітів адреси |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
21 |
22 |
23 |
24 |
25 |
26 |
27 |
28 |
29 |
30 |
31 |
|
№ байтів (октетів) адреси |
1 |
2 |
3 |
4 |
|||||||||||||||||||||||||||||
|
Поля адреси мережі й хоста |
мережа |
хост |
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
Значення певних бітів |
1 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Мереж класу А може бути: 16384
Вузлів (хостів) може бути: 65534
Значення 1-го октету: 128..191
Клас C
|
C |
№ бітів адреси |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
21 |
22 |
23 |
24 |
25 |
26 |
27 |
28 |
29 |
30 |
31 |
|
№ байтів (октетів) адреси |
1 |
2 |
3 |
4 |
|||||||||||||||||||||||||||||
|
Поля адреси мережі й хоста |
мережа |
хост |
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
Значення певних бітів |
1 |
1 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Мереж класу C може бути: 2'097'151
Вузлів (хостів) може бути: 254
Значення 1-го октету: 192..223
Ці мережі планувались для малих офісів/будинків. Але що таке 2 млн. офісів на весь світ? Для України це вже буде мало.
Клас D
|
D |
№ бітів адреси |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
21 |
22 |
23 |
24 |
25 |
26 |
27 |
28 |
29 |
30 |
31 |
|
№ байтів (октетів) адреси |
1 |
2 |
3 |
4 |
|||||||||||||||||||||||||||||
|
Поля адреси мережі й хоста |
|
адреса групової розсилки |
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
Значення певних бітів |
1 |
1 |
1 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Значення 1-го октету: 224..239
Ці адреси не присвоювалися первинним мережам.
Клас E
|
E |
№ бітів адреси |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
21 |
22 |
23 |
24 |
25 |
26 |
27 |
28 |
29 |
30 |
31 |
|
№ байтів (октетів) адреси |
1 |
2 |
3 |
4 |
|||||||||||||||||||||||||||||
|
Поля адреси мережі й хоста |
|
значення не уточнюється |
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
Значення певних бітів |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Значеннями 1-го октету: 240..255
Це експериментальний клас адрес. Толком невідомо, чи він встиг взагалі якось використовуватися чи ні.
Як видно, адресація з розбивкою на класи дає можливість оперувати мережами не менше ніж із 254 хостами, і таких мереж, до того ж, трошечки більше 2 млн. Процес розширення Internet почав дуже швидко вичерпувати наявну кількість адрес. Зрозуміло, що краще взагалі відмовитися від розбивки адрес на класи. Фактично про адресацію з класами мереж достатньо знати, що так було спочатку та її ідею.
Адресація на основі масок IP-підмереж (безкласова адресація)
Проблема неощадливості адресації з розділенням на класи криється в розбивці 32 біт адреси на префікс та суфікс по границі октету - вони можуть бути рівними 1, 2 або 3 октетам. Надалі було запропоновано на префікс та суфікс відводити довільну кількість бітів (із суфіксом не менше 2 біт). Щоб знати де в конкретній IP-адресі префікс (адреса мережі), а де суфікс (адреса хоста) до адреси добавили так звану маску підмережі (Subnet Mask), яка:
1) складається теж із 32 біт,
2) на місці префікса (бітів адреси мережі) мають стояти одинички, а на місці суфікса нулі,
3) в запису маска розбивається на октети з десятковим точковим форматом.
Тоді IP-адреса (як мережі, так і конкретного хоста) записується з такими двома варіантами:
1) IP-адреса/Маска_підмережі або
2) IP-адреса/Бітів_у_префіксі .
На значення адреси хоста накладаються додаткові обмеження:
1) всі біти суфікса із одиниць не є конкретною адресою хоста (вузла, станції), а зверненням до всіх в мережі, так звана, широкомовна адреса;
2) всі біти суфікса із нулів стосуються лише тих станцій, які є шлюзами в мережі. Шлюзами є станції, які зв'язані з іншими мережами, тобто через них можливий вихід за межі своєї мережі, а ззовні попасти в дану мережу.
Наприклад, адреса 156.248.27.141/255.255.224.0, або вона ж в такій формі 156.248.27.141/19 :
|
№ бітів адреси |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
21 |
22 |
23 |
24 |
25 |
26 |
27 |
28 |
29 |
30 |
31 |
|
№ байтів (октетів) адреси |
1 |
2 |
3 |
4 |
||||||||||||||||||||||||||||
|
IP-адреса |
156 |
248 |
27 |
141 |
||||||||||||||||||||||||||||
|
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
|
|
Маска підмережі |
префікс адреси |
суфікс адреси |
||||||||||||||||||||||||||||||
|
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
255 |
255 |
224 |
0 |
|||||||||||||||||||||||||||||
|
Адреса мережі |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
156 |
248 |
0 |
0 |
|||||||||||||||||||||||||||||
Отже, про адресу 156.248.27.141/19 ми можемо сказати, що це є адреса хоста в мережі 156.248.0.0/19 .
Діапазон адрес хостів в мережі 156.248.0.0/19 такий: 156.248.0.1-156.248.31.254, широкомовна адреса в цій мережі - 156.248.31.255:
|
№ бітів адреси |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
21 |
22 |
23 |
24 |
25 |
26 |
27 |
28 |
29 |
30 |
31 |
|
№ байтів (октетів) адреси |
1 |
2 |
3 |
4 |
||||||||||||||||||||||||||||
|
Адреса мережі |
156 |
248 |
0 |
0 |
||||||||||||||||||||||||||||
|
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
Маска підмережі |
префікс адреси |
суфікс адреси |
||||||||||||||||||||||||||||||
|
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
255 |
255 |
224 |
0 |
|||||||||||||||||||||||||||||
|
Найменша адреса хоста в мережі |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
|
156 |
248 |
0 |
1 |
|||||||||||||||||||||||||||||
|
Найбільша адреса хоста в мережі |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
|
156 |
248 |
31 |
254 |
|||||||||||||||||||||||||||||
|
Широкомовна адреса в мережі |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
156 |
248 |
31 |
255 |
|||||||||||||||||||||||||||||
Зверніть увагу, що:
1) по адресі 156.248.27.141 без вказання маски підмережі ми нічого (тобто адреса мережі, адреса вузла в ній) сказати не можемо! В залежності від маски це будуть різні мережі та їх хости!
2) потрібно вирізняти адресу мережі (156.248.0.0) і адресу вузла в мережі (156.248.27.141), але це все лише за наяності маски.
3) адреса 156.248.27.141 не має ніякого відношення до мереж класу B, бо це вже безкласова адресація! На запитання про клас мережі потрібно вже не звертати увагу на перший октет, відповідаючи про відсутність прив'язки до класів в адресації з масками підмереж (зараз часто вже говорять мереж замість довшого слова підмереж)
Наприклад, візьмемо ту ж комбінацію 32 бітів адреси, але маску в 26 біт. Тоді адреса повинна виглядати так: 156.248.27.141/255.255.225.192, або 156.248.27.128/26, тому що:
|
№ бітів адреси |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
21 |
22 |
23 |
24 |
25 |
26 |
27 |
28 |
29 |
30 |
31 |
|
№ байтів (октетів) адреси |
1 |
2 |
3 |
4 |
||||||||||||||||||||||||||||
|
IP-адреса |
156 |
248 |
27 |
141 |
||||||||||||||||||||||||||||
|
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
|
|
Маска підмережі |
префікс адреси |
суфікс |
||||||||||||||||||||||||||||||
|
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
255 |
255 |
255 |
192 |
|||||||||||||||||||||||||||||
|
Адреса мережі |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
156 |
248 |
27 |
128 |
|||||||||||||||||||||||||||||
Отже, про адресу 156.248.27.128/255.255.225.192 (вона ж 156.248.27.128/26) тепер потрібно сказати, що це є хост (вузол) в мережі 156.248.27.128/26 .
Діапазон адрес хостів в мережі 156.248.27.128/26 такий: 156.248.27.129-156.248.27.190, широкомовна адреса в цій мережі - 156.248.27.191:
|
№ бітів адреси |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
21 |
22 |
23 |
24 |
25 |
26 |
27 |
28 |
29 |
30 |
31 |
|
№ байтів (октетів) адреси |
1 |
2 |
3 |
4 |
||||||||||||||||||||||||||||
|
Адреса мережі |
156 |
248 |
27 |
128 |
||||||||||||||||||||||||||||
|
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
Маска підмережі |
префікс адреси |
суфікс |
||||||||||||||||||||||||||||||
|
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
255 |
255 |
255 |
192 |
|||||||||||||||||||||||||||||
|
Найменша адреса хоста в мережі |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
|
156 |
248 |
27 |
129 |
|||||||||||||||||||||||||||||
|
Найбільша адреса хоста в мережі |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
|
156 |
248 |
27 |
190 |
|||||||||||||||||||||||||||||
|
Широкомовна адреса в мережі |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
156 |
248 |
27 |
191 |
|||||||||||||||||||||||||||||
Звичайно ж маска вибирається не довільно, - це виконується на рівні Internet комітетом IANA (Адміністрацією адресного простору Internet, яка є підрозділом ICANN) при виділенні адрес провайдерам (ISP). Тут різні маски взяті лише для демонстрації механізму "вилучення" даних із адреси. Маршрутизатори в своїх таблицях інформації про мережі (таблицях маршрутизації) зберігають адреси мереж з іх масками. Тоді IP-пакет, який поступає в маршрутизатор, може бути ідентифікований зі своєю мережею.
Це адреси, які або потребують спеціальної інтерпретації і стосуються групи вузлів, або не повинні попадати в глобальний трафік.
1) 0.0.0.0 - адреса власника пакета.
2) 255.255.255.255 - загальна широкомовна адреса.
3) 127.0.0.0 - 127.255.255.255, або 127.0.0.0/8 - адреси для хоста, вони не покидають навіть вузол і використовуються для відладки/використання мережевих програм навіть без наявності мережі. Зокрема, адреса 127.0.0.1 є адресою localhost, ім'ям комп'ютера, програми якого використовують адреси мережі 127. Ще одне ім'я адреси 127.0.0.1 - loopback адреса (замкнена на себе адреса)
Адреси, які призначені лише для адресації в підмережах (приватних мережах), наприклад, для внутрішньої адресації в локальній, корпоративній мережі, мережі провайдера доступу в Інтернет тощо:
4) 10.0.0.0 - 10.255.255.255, або 10.0.0.0/8
5) 192.168.0.0 - 192.168.255.255, або 192.168.0.0/16
6) 169.254.0.0 - 169.254.255.255, або 169.254.0.0/16
7) 172.16.0.0 - 172.31.255.255, або 172.16.0.0/16 - 172.31.0.0/16
Самі вживані перші дві спецадреси.
В глобальну мережу пакети з такими адресами не повинні попадати. При виході за межі первинних мереж адреси в пакетах мають підмінятися на реальні IP-адреси через протокол NAT (протокол трансляції мережевих адрес). Якщо "випадково" пакети із внутрішніми адресами все ж попадуть за межі первинної мережі, то вони мають ігноруватися роутерами. І це означатиме неправильну настройку шлюзів приватної мережі, зокрема, що не включена NAT.
Можна адреси, маска в яких проходить по границі октету, записувати у вигляді net.host, наприклад, 10.h.h.h, 192.168.h.h тощо, вказуючи явно лише октети префіксу.
Якраз в приватних мережах з префіксами адрес 10, 192.168 тощо можна розбивати їх масками на сегменти адрес довільним чином (тобто без дозволу IANA). Наприклад, в LAN створюємо сегмент 10.40.h.h для одного підрозділу, 10.63.17.h для іншого підрозділу, 192.168.h.h для всіх інших користувачів (як правило, з динамічним присвоюванням адреси). На рівні корпоративної (приватної, первинної) мережі є достатній запас адрес для самостійного використання.
Дивіться про IPv4 у Wikipedia.
128-бітна адресація IPv6, маючи, як зараз здається, необмежений ресурс адрес, все значно спрощує. Бо основна проблема IPv4 крилася в економії адрес, а тепер і в їх повному вичерпанні. (Правда, у 1980-х роках IPv4 теж вважався з невичерпною кількістю адрес :-))
Зокрема, запас адрес дозволить в разі невдалого поточного принципу їх використання легко перейти на інший.
В IPv6 немає необхідності в NAT.
16 октетів адреси IPv6 для десяткової точкової форми мали б незручний громіздкий вигляд і він не використовується. В IPv6 використовується більш лаконічний запис, наприклад, ось типова адреса:
2001 : 05e3 : b11f : 00ca : d6b8 : ca9a : 7cc2 : 5d5a
Отже значення розбиваються символами : на 8 груп по 2 октети, октети записуються цифрами 16-ї системи числення (символи : записані через пропуски лише для зручності).
Особливості запису:
|
1 |
Ведучі нулі у групі можуть пропускатися. Так наведена вище адреса може бути скорочена: |
|
2 |
Якщо група складається із нулів, -вона може бути пропущена, і на її місці має бути :: . Також всі підряд нульові групи заміщаються одним скороченням :: і таке :: може бути лише одне на всю групу. Наприклад, 2001:: -всі групи після першої із нулів, або ::5d39 -всі групи, крім останньої, із нулів |
|
3 |
Розмір у бітах префікса адреси, як і в IPv4, записується після адреси через слеш: 2001:05e3:b11f:00ca:d6b8:ca9a:7cc2:5d5a/64 |
|
4 |
В URL-адресах значення IP-адреси IPv6 береться в []: http://[2001::5d5a] |
|
5 |
Аналог адреси 0.0.0.0 в IPv4 може бути в IPv6 записана так: :: |
|
6 |
loopback адреса (аналог 127.0.0.1) позначається так: ::1 |
|
7 |
Прямий аналог адреси IPv4 хх.хх.хх.хх в десятковій точковій формі записується так: ::хх.хх.хх.хх |
128 біт розбиті на такі поля:
|
ПРЕФІКС (номер мережі) |
ІНТЕРФЕЙСИ |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
gggg |
: |
pppp |
: |
pppp |
: |
pppp |
: |
aaaa |
: |
aaaa |
: |
aaaa |
: |
aaaa |
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Тип адреси |
Дані провайдера |
Ідентифікатор інтерфейсу |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Тут для зручності 8 груп адреси представлені як gggg : pppp : pppp : pppp : aaaa : aaaa : aaaa : aaaa , де на місці g, p та a може бути будь-яка 16-ва цифра.
Перша група (на схемі gggg) задає тип адреси. Значення, які достатньо пам'ятати:
|
Значення gggg |
Яка це адреса |
|
2001 |
реальна (глобальна) адреса, має оброблятися всіма маршрутизаторами |
|
2002 |
реальна (глобальна) адреса, яка отримана з адреси IPv4, і призначена для проходження (тунелювання) через підмережі (провайдерів), що не підтримують IPv6. Формат таких адрес (специфікація 6to4): |
|
fe80 - febf |
адреса первинної мережі (типово fe80), пакети з такою 1-ю групою не повинні попадати в глобальний трафік. |
|
ffxx |
широкомовна адреса (хх - будь-які цифри) |
Дивіться про IPv6 у Wikipedia.
Тест роботи і швидкосі з'єднання з використанням IPv6
Утиліти ОС, пов'язані з IP-адресацією
Як мінімум, потрібно вміти користуватися утилітами (командами) ipconfig, ping та tracert (в MS Windows, або аналогічними для Unix/Linux).
Утиліта командного процесора ipconfig відображає конфігурацію IP-адресації хоста.
Ось скорочений лістінг запуску утиліти:
|
d:\>ipconfig |
Утиліта дає інформацію по всім підключенням, зокрема, щодо провідного підключення Ethernet маємо:
IPv4 адреса: 192.168.0.100
маска підмережі: 255.255.255.0
шлюз за умовчанням: 192.168.0.11
IPv6 адреса: fe80::ddfb:f58d:3468:5be3
Потрібно пам'ятати, що комп'ютер може мати скільки завгодно IP-адрес (по кожному підключенню (безпровідне, кабельне, мобільне тощо) буде своя адреса, яку присвоїть відповідний провайдер). Так шлюз в мережі повинен мати по адресі в кожній мережі, з якою він зв'язаний (це вже буде мінімум 2 адреси - у "своїй" мережі і в яку має вихід).
Утиліта має багато опцій, з якими потрібно самостійно познайомитися через підказку:
ipconfig /?
Аналогом ipconfig в Linux є команда ip.
Утиліта дозволяє встановити існування певної IP-адреси, відсилкою до неї певної кількості луна-пакетів (Echo-Request). Вузол-адресат має дати відповідь на кожний отриманий луна-пакет. Відсутність відповіді означає або відсутність адреси, або неможливість дати відповідь (перевантаженість, відключенням луна-пакетів на сервері тощо).
Додатково по IP-адресі можна встановити доменне ім'я (hostname), якщо таке є у адреси. Рівно і як по доменному імені його IP-адресу.
Командний рядок утиліти ping (можна отримати по ping /?):
|
Usage: ping [-t] [-a] [-n count] [-l size] [-f] [-i TTL] [-v TOS] |
Адреса вузла може бути задана як числова так і доменна.
Утиліта виставляє тайм-аут на відповідь "пінгуємої" адреси. Якщо цього значення за умовчанням виявиться мало, то опцією -w можна задати новий тайм-аут (як у прикладі 30 секунд):
ping -w 30000 univ.kiev.ua
Ось результат пінгування адреси univ.kiev.ua:
|
d:\>ping univ.kiev.ua |
Опція -t встановлює режим постійного пінгування, опція -l задає розмір пінг-пакета (повинен бути меншим за 1500 байт). За допомогою таких опцій команда ping часто використовується для кібератак. Наприклад:
ping -t -l 1400 адреса_вузла
запущена з декількох тисяч вузлів (наприклад, бот-мережі = ботнет, навіть без відома власників комп'ютерів) здатна "покласти" будь-який мережевий ресурс. Це одна із самих простих в реалізації DDoS/DoS-атак. Є поширеною практикою не відповідати на пінги (як захисний механізм, але адреса приймати їх буде все одно!), тому відсутність позитивного пінгування ще не означає відсутність реального ресурсу. Так у браузері адреса буде відкриватися, а для пінгів - нібито як відсутня.
В експерименті з пінгуванням для досягнення відчутного навантаження на мережеве з'єднання певного хоста потрібно запустити на атакуючому вузлі значну кількість утиліт ping. Це зручно зробити у вікні командного рядка введенням такого рядка:
for /L %j in (1,1,50) do start ping -t -l 30000 адреса_вузла
В наведеному прикладі на паралельне виконання запускається 50 команд ping -t -l 30000 адреса_вузла. Кожна така команда буде запускатися в окремому екземплярі командного рядка і, маючи параметр -t, працюватиме постійно. (Якщо наведений вище цикл запускати в окремому командному файлі (з розширенням .bat чи .cmd), то змінну циклу %j потрібно задавати з двома знаками %: %%j.) Щоб не закривати вручну всі такі вікна, можливо, є сенс запускати утиліту не з параметром -t, а з -n (тобто виконати задану кількість пінгів, після цього завершиться утиліта із автоматичним закриттям вікна екземпляру командного рядка):
ping -n 500 -l 60000 адреса_вузла
Аналогом ping в Linux є така ж команда ping (до речі, з Unix вона і пішла світом).
Про ping у Wikipedia
Утиліта дозволяє побачити маршрут проходження пакету до заданого адресою (IP чи доменна) вузла. Враховуючи, що профіль TCP/IP використовується в дейтаграмних пакетних мережах, що означає індивідуальну маршрутизацію кожного пакета (дейтаграми). Тому два запуски підряд tracert можуть відрізнятися маршрутами! Утиліта використовує хоп-метрику мережі, в якій проходження вузла (тут буде маршрутизатора) = 1 хопу. Отже результатом буде відстань в хопах до вказаної адреси та адреса кожного хопа (стрибка) і час очікування хопа.
Командний рядок утиліти tracert:
|
Usage: tracert [-d] [-h maximum_hops] [-j host-list] [-w timeout] |
Опція -h може задавати максимальну кількість хопів, які буде чекати утиліта. Річ у тому, що дейтаграма може "заблудитися" (попасти в цикл із декількох роутерів), і очікування завершення встановлення маршруту до цільової адреси може бути непредсказуємим. Зазвичай, хопів буває менше ніж 30 за умовчанням.
Опція -w регулює час очікування кожного хопу.
Ось трасування адреси google.com.ua:
|
d:\trace google.com.ua |
А ось та ж доменна адреса google.com.ua через деякий час:
|
d:\trace google.com.ua |
Як бачимо, навіть IP-адреса змінилася, відповідно і маршрут (проте маршрут може змінюватися і без зміни IPадреси!). Це пов'язано з тим, що великі портали виконують балансування навантаження, перенаправляючи запити на різні сервери, але для користувачів це все google.com.ua .
Аналогом tracert в Linux є команда traceroute.
- Яка локальна IP-адреса комп’ютера?
- Яка глобальна IP-адреса комп’ютера?
- Яка поточна швидкість з хостом в Сінгапурі?
- Виписати всі IPv4 адреси мережі 184.4.96.90/255.255.255.240 .
- Скоротити IPv6 адресу 2002:0003:b100:000a:06b8:c00a:0002:5000 .
- Записати IPv6 адресу 2002:0003::5000 в URL-посиланні.
- Записати IPv4 адресу 10.0.253.11 у форматі IPv6.
- Записати IPv4 адресу 105.0.253.11 у форматі IPv6.
- Що можна сказати про адресу IPv4 10.40.253.211 ?
- Що можна сказати про адресу IPv6 fe80:0003::5000 ?
- Для первинної мережі потрібний пул не більше ніж 64 адрес в мережі 10.h.h.h . Запропонуйте варіант такої мережі (тобто адреса/маска).
- Знайти IP-адресу ресурсу tv.net.ua .
- Пропінгувати сусідній комп’ютер з 5% його завантаження; визначити параметри атаки (розмір пакета, кількість атакуючих вузлів).
- Як на протязі 5-10 запусків tracert змінювався маршрут до tv.net.ua ?
про публікацію авторської розробки
Додати розробку