Преобразование двоичного и десятичного представлений

Лабораторная работа №2.

Структура IP адреса. Октеты. Маски подсетей.

Цель работы: научиться переводить числа из десятично-точечной нотации в двоичную и обратно, а также преобразовывать маски подсети.

Теоретические сведения:

Для обмена данными в частной TCP/IP-сети или через Интернет, каждый сетевой узел должен обладать уникальным 32-битным IP-адресом. IP-адреса делятся на общие и частные. Первые уникальны в глобальном масштабе и используются для адресации в Интернете. Вторые ограничены диапазонами, которые обычно используются в частной сети, но не видны из Интернета.

Общие IP-адреса

Каждый IP-адрес в Интернете уникален. Для обеспечения такой уникальности адресов сетей в Интернете организация IANA (Internet Assigned Numbers Authority) разделила незанятую часть пространства IP-адресов и делегировала полномочия по их распределению региональным реестрам, среди которых Asia-Pacific Network Information Center (APNIC), American Registry for Internet Numbers (ARIN) и Reseaux IP Europeens (RIPE NCC). Региональные регистраторы выделяют блоки адресов небольшому количеству крупных поставщиков интернет-услуг (ISP), которые затем выдают более мелкие блоки своим клиентам и менее крупным провайдерам. Как правило, интернет-провайдер выдает по одному общему IP-адресу на каждый напрямую подключенный к провайдеру компьютер. Этот IP-адрес может назначаться динамически в момент подключения компьютера к ISP или статически закрепляться за выделенной линией или модемным подключением.

Частные IP-адреса

Часть IP-адресов никогда не используется в Интернете. Они называются частными и используются для организации адресации в сетях, которые ≪не видны≫ в общей сети. Например, пользователю, объединяющему компьютеры в домашнюю TCP/IP-сеть, не надо назначать общие IP-адреса каждому узлу — он использует частные адреса (табл.).

Табл. Диапазоны частных адресов

Методы IР- адресации

IP-адреса могут назначаться вручную, динамически (DHCP-сервером) или автоматически [например, с помощью APIPA (Automatic Private IP Addressing)].

Ручная IР - адресация

Назначение IP-адресов вручную используется нечасто, но иногда без него не обойтись. Например, ручное конфигурирование потребуется в сети, состоящей из нескольких сегментов, при отсутствии DHCP-сервера, или если IP-адрес DHCP-сервера также назначается вручную. Наконец, важным сетевым серверам, например DNS- или WINS-серверу или контроллеру домена, обычно назначают статические IP-адреса. Статические IP- адреса можно выделить по механизму резервирования DHCP-адресов, но большинство администраторов предпочитает не перепоручать это дело DHCP-серверу и назначают их вручную. Во всех остальных случаях ручное конфигурирование рекомендуется, только если невозможно использовать DHCP. Администрирование назначенных вручную IP-адресов отнимает много времени и чревато ошибками, особенно в средних и крупных сетях.

Протокол DHCP

DHCP-сервер автоматически выделяет DHCP-клиентам IP-адреса из заданных администратором диапазонов. DHCP-сервер можно настроить на конфигурирование других параметров TCP/IP, например адресов DNS- и WINS-серверов, основных шлюзов и т. п.

Автоматическое назначение частных IP-адресов

APIPA (Automatic Private IP Addressing) служит для автоматического назначения адресов и применяется в простых односегментных сетях без DHCP-сервера (см. главу 1).

Альтернативная конфигурация

Подобно APIPA, альтернативная конфигурация позволяет назначить IP-адрес компьютерам, которым недоступен DHCP-сервер. Однако в отсутствие такого сервера компьютер с альтернативной конфигурацией не сможет использовать APIPA, даже если этот протокол будет доступен в сети. Эта функция полезна, когда компьютер работает в нескольких сетях, в одной из которых нет DHCP-сервера. Например, портативный компьютер, используемый для работы в офисе и дома. В обеих сетях используется один и тот же адаптер и локальное подключение, настроенное на автоматическое получение IP-адреса. При подключении к корпоративной сети параметры TCP/IP настраиваются DHCP-сервером. Дома DHCP- сервера нет, поэтому используется определенная альтернативная конфигурация:IP-адрес, маска подсети и основной шлюз для домашней сети.

Структура IP-адреса

IP-адреса привычно представляется в форме четырех чисел, разделенных точкой, например 192.168.100.22. Однако это лишь одна из форм IP-адреса, которая называется десятично-точечной нотацией и используется для удобства запоминания адреса. В компьютере применяется двоичная нотация, в которой все числа представлены только цифрами 1 и 0. Это ≪родная≫ форма IP-адреса. Логика IP-адресации становится понятной при рассмотрении двоичной версии IP- адреса. Для конфигурирования, управления и устранения неполадок IP-адресации надо уметь работать с IP-адресами в двоичной форме, а также переводить их из двоичного в десятичное представление и обратно.

Преобразование двоичного и десятичного представлений

В десятично-точечной нотации каждое 32-битное число IP-адреса представляется в виде четырех десятичных групп, значение каждой из которых лежит в диапазоне 0—255, например 192.168.0.225. Эти числа представляют четыре 8-битных значения, составляющих 32-битный адрес. В любой нотации каждая из четырех групп называется октет. Но только двоичная форма позволяет наглядно увидеть значение каждого бита. Например, IP-адрес 192.168.0.225 в двоичной форме выглядит так: 11000000 10101000 00000000 11100001. В IP-адресах октеты и биты считаются слева направо. Первый октет соответствует первому слева, а биты с 1 по 8 соответствуют первым восьми битам, начиная с самого левого. Второй октет— это следующие восемь битов (9—16), затем идет третий октет (биты 17—24), а замыкает последовательность четвертый октет (биты 25—32). В десятично - точечной нотации октеты отделяются точками, а в двоичной — пробелами.

В табл. показаны экспоненциальное и десятичное представление битов в двоичном октете. Обратите внимание: если смотреть слева направо, то первый бит дает значение 128, а каждый последующий бит — половину значения предыдущего. И наоборот, в направлении справа налево, начиная с восьмого бита (значение 1), цена каждого последующего бита в два раза больше, чем предыдущего.

Обратите внимание, что вклад бита в общую сумму ненулевой, только если он содержит 1. Например, если первый бит — 1, ему соответствует десятичное значений 128. Если же его значение — 0, то и десятичное значение равно нулю. Октету со всеми битами; равными 1, соответствует десятичное значение 255. Если все биты содержат 0, десятичное значение октета равно 0.

Поиск по сайту: