Виды IP-адресов (по кол-ву адресатов). Особые IP-адреса. Сервис DHCP

Особые IP-адреса
В TCP/IP существуют ограничения при назначении IP-адресов, а именно номера сетей
и номера узлов не могут состоять из одних двоичных нулей или единиц. Отсюда следует, что максимальное количество узлов, для сетей каждого класса, должно быть уменьшено на 2. Например, в адресах класса С под номер узла отводится 8 бит, которые позволяют задать 256 номеров: от 0 до 255. Однако в действительности максимальное число узлов в сети класса С не может превышать 254, так как адреса 0 и 255 запрещены для адресации сетевых интерфейсов. Из этих же соображений следует, что конечный узел не может иметь адрес типа 98.255.255.255, поскольку номер узла в этом адресе класса А состоит из одних двоичных единиц.

Итак, некоторые IP-адреса интерпретируются особым образом:

• Если IP-адрес состоит только из двоичных нулей, то он называется неопределенным

адресом и обозначает адрес того узла, который сгенерировал этот пакет. Адрес такого

вида в особых случаях помещается в заголовок IP-пакета в поле адреса отправителя.

• Если в поле номера сети стоят только нули, то по умолчанию считается, что узел на-

значения принадлежит той же самой сети, что и узел, который отправил пакет. Такой

адрес также может быть использован только в качестве адреса отправителя.

• Если все двоичные разряды IP-адреса равны 1, то пакет с таким адресом назначения

должен рассылаться всем узлам, находящимся в той же сети, что и источник этого па-

кета. Такой адрес называется ограниченным широковещательным (limited broadcast).

Ограниченность в данном случае означает, что пакет не выйдет за границы данной сети

не при каких условиях.

• Если в поле адреса назначения в разрядах, соответствующих номеру узла, стоят только

единицы, то пакет, имеющий такой адрес, рассылается всем узлам сети, номер которой указан в адресе назначения. Например, пакет с адресом 192.190.21.255 будет направлен всем узлам сети 192.190.21.0. Такой тип адреса называется широковещательным (broadcast).

В протоколе IP нет понятия широковещания в том смысле, в котором оно используется в протоколах канального уровня локальных сетей, когда данные должны быть доставлены абсолютно всем узлам сети. Как ограниченный, так и обычный варианты широковещательной рассылки имеют пределы распространения в составной сети: они ограничены либо сетью, которой принадлежит источник пакета, либо сетью, номер которой указан в адресе назначения. Поэтому деление сети с помощью маршрутизаторов на части локализует широковещательный шторм пределами одной из подсетей просто потому, что нет способа адресовать пакет одновременно всем узлам всех сетей составной сети.

Особый смысл имеет IP-адрес, первый октет которого равен 127. Этот адрес является внутренним адресом стека протоколов компьютера (или маршрутизатора). Он используется для тестирования программ, а также для организации работы клиентской и серверной частей приложения, установленных на одном компьютере. Обе программные части данного приложения спроектированы в расчете на то, что они будут обмениваться сообщениями по сети. Но какой же IP-адрес они должны использовать для этого? Адрес сетевого интерфейса компьютера, на котором они установлены? Но это приводит к избыточным передачам пакетов в сеть. Экономичным решением является применение внутреннего адреса 127.0.0.0.

В IP-сети запрещается присваивать сетевым интерфейсам IP-адреса, начинающиеся со

значения 127. Когда программа посылает данные по IP-адресу 127.х.х.х, то данные не пере

даются в сеть, а возвращаются модулям верхнего уровня того же компьютера как только

что принятые. Маршрут перемещения данных образует «петлю», поэтому этот адрес на-

зывается адресом обратной петли (loopback).

Уже упоминавшиеся групповые адреса, относящиеся к классу D, предназначены для экономичного распространения в Интернете или большой корпоративной сети аудио- или

видеопрограмм, адресованных сразу большой аудитории слушателей или зрителей. Если

групповой адрес помещен в поле адреса назначения IP-пакета, то данный пакет должен

быть доставлен сразу нескольким узлам, которые образуют группу с номером, указанным

в поле адреса. Один и тот же узел может входить в несколько групп. В общем случае члены группы могут распределяться по различным сетям, находящимся друг от друга на произвольно большом расстоянии. Групповой адрес не делится на номера сети и узла и обрабатывается маршрутизатором особым образом. Основное назначение групповых адресов — распространение информации по схеме «один ко многим». От того, найдут групповые адреса широкое применение (сейчас их используют в основном небольшие экспериментальные «островки» в Интернете), зависит, сможет ли Интернет создать серьезную конкуренцию радио и телевидению.

Сервис DHCP предназначен для динамического предоставления IP адресов клиентам. DHCP сервис также сообщает адреса шлюзов, маску подсети, доменное имя сервера DNS и некоторые другие параметры. Кроме того этот сервис может работать под протоколами ARP и BOOTP. Эти протоколы являются более старыми и менее устойчивы. несмотря на это они по прежнему используются некоторыми устройствами. Пожалуй главным отличием DHCP и BOOTP является то, что в BOOTP время аренды адреса по умолчанию равно бесконечности.

15. Маршрутизация пакетов между локальным адресом и «белым» IP с использованием NAT/PAT.

Что такое " внешний (белый) ip адрес "?
Это тот же IP-адрес, у которого уникальность определяется не локально среди нескольких компьютеров (устройств) или, к примеру, группы компьютеров (например все клиенты провайдера), а глобально, во всей сети ИНТЕРНЕТ.

Но есть и еще один способ подключения к интернету. Назову его непрямым способом. Когда компьютер имеет серый IP адрес, но подключается к устройству, которое имеет белый IP адрес и, соответственно, подключено к сети Интернет напрямую.

При таком непрямом подключении, еще говорят, что компьютер находится за NAT (ПК2 на рисунке 2). NAT - это механизм в том самом устройстве к которому подключается компьютер с серым IP адресом. Задача механизма NAT (Network Address Translation) состоит в том чтобы связать серый IP адрес компьютера и белый IP адрес устройства. Главное отличие от прямого подключения в том, что интернет-маршрутизаторы “не видят” серый IP адрес ПК2 (см. рис. 2), а значит компьютер ПК2 не виден из сети Интернет.

Под словами виден - не виден я подразумеваю следующее. Если с компьютера ПК2 выполнить команду ping 82.112.111.35 (IP адрес ПК1 на рис. 2), то мы увидим, что пакеты (информация) доходят до компьютера ПК1. Значит он виден, компьютеру ПК2. Но если с компьютера ПК1 выполнить команду ping 192.168.0.100, то пакеты не дойдут до компьютера ПК2 (помните, что интернет-маршрутизаторы не пересылают информацию по серым IP адресам?), а значит ПК2 не виден для компьютера ПК1.

16. Как работа ет назначение портов (фильтрация портов).

Для каждого пакета, полученного из внешней сети (Интернет), проверяются его атрибуты (протокол, порт службы назначения, IP-адрес назначения) соответствие записи в таблице назначения портов, (Protocol, Listen Port, Listen IP). Если найдена запись, для которой все три атрибута совпадают с атрибутами пакета, производится модификация и отсылка пакета в защищенную ЛВС по адресу, определенному в "Destination IP" ("IP назначения") в табличной записи и на порт, определенный как порт назначения ("Destination port".)

TCP- и UDP-порты. В данной статье приведён список портов TCP и UDP, которые используются в различных программах.

В компьютерных сетях из стека сетевых протоколов транспортного уровня чаще всего используются протоколы TCP и UDP, а также другие протоколы, которые используют идентификацию структуры данных с представлением конечных точек (хостов) в виде числовой последовательности. Такие конечные точки называются портами и идентифицируются согласно номерам портов. Номера портов, используемые для конкретных специфических целей, выделяет и регистрирует IANA (Internet Assigned Numbers Authority).