IP-адреса

Хосты в Internet идентифицируются числовыми адресами. Вернувшись к аналогии с почтой, можно заметить, что IP-пакет схож с отправленным письмом. Письмо помещается в конверт, на котором надписан адрес получателя. Почтовая система пересылает письмо, используя информацию об адресате; содержимое письма не влияет на процесс доставки. Два человека могут обмениваться письмами, общаясь по переписке. Письма могут отправляться через достаточно большие промежутки времени. Почте совершенно нет дела до взаимосвязей между этими письмами. Каждое письмо направляется независимо. Отправитель и получатель ответственны за определение порядка следования писем, относящихся к одной теме, а также за принятие решения, следует ли отправлять ответ, и когда это сделать. Заголовок IP-na- кета содержит всю информацию, необходимую маршрутизатору для того, чтобы доставить содержимое в соответствующее место назначения.

Адрес места назначения представляет собой число длиной 32 бита, который относится к конкретному компьютеру1, например, Web-cepвepy. В IP-заголовке адрес места назначения представляется 32-битным двоичным числом. Двоичное представление легко интерпретируется маршрутизаторами. 32-битный адрес соответствует 232 местам назначения. Адреса в Internet имеют иерархическую структуру. Снова обратимся к аналогии с обычной почтой. У жителей одного райопа имеется общий почтовый индекс. Письмо может быть направлено в почтовое отделение, соответствующее данному индексу. Затем это почтовое отделение может использовать оставшуюся часть адреса для пересылки письма в получателю. Аналогично, IP-адрес делится на сетевую часть и часть, соответствующую хосту. Прокладка маршрута в Internet основывается на сетевой части адреса. Большинству маршрутизаторов в Internet не нужно знать о том, как достичь определенных хостов. После того как пакет достигает назначенной сети, для передачи иакета соответствующему Компьютеру-иолучателю используется часть адреса, определяющая хост.

выделяются организациям в виде смежных блоков различной длины. Изначально относились к трем классам в зависимости от числа 8-битных октетов, выделенных для адреса сети и адреса хоста; два других класса адресов резервировались для трафика груннового вещания и будущего использования. На рис. 5.3 показано деление 32-битного на адрес сетевую’часть и адрес хоста:

•          Класс А. Адреса класса А начинаются с 0 в первом бите и используют первый октет для адреса сети, оставляя три октета (24 бита) для адреса хоста. Следовательно, первый октет адресов класса А имеет зпачеиие в диапазоне от 0 до 127 (что соответствует двоичным числам 00000000 и 01111111, соответственно). Сеть класса А включает в себя 16 777 216 (224) IР-адресов.

•          Класс В. Организациям, которым не требуется такое большое число хостов, может быть выделена сеть класса В. Адрес класса В начинается с 10 в первых двух битах и использует первые два октета для сетевого адреса, а последние два октета — для адреса хоста. Сеть класса В включает 65 536 (216) адресов.

•          Класс С. Адреса класса С могут быть выделены небольшим организациям. Адрес начинается с 110 в первых трех битах и использует первые три октета для адреса сети и только последний октет для адреса хоста. В Internet имеется большое число сетей класса С, каждая из которых имеет по 256 адресов.

•          Класс D. , относящиеся к классу D (начинаются с 1110), используются для трафика груннового вещания, направляемого множеству Компьютеров.

•          Класс E. Адреса класса E (начинаются с 11110) зарезервированы для будущего использования.

Рис. 5.3. Пять классов IР-адресов

Деление на октеты обусловливает представление IP-адресов в точечной нотации, при которой каждый октет записывается в виде десятичиого числа в диапазоне от 0 до 255 (28 – 1) и отделяется от других точкой. Например, запись 122.5.208.78 будет корректна для , а запись 373.57.7.300 — некорректна. Сеть класса А 12.0.0.0 состоит из IP-адресов в диапазоне от 12.0.0.0 до 12.255.255.255.

Ограничение размера IР-адреса 32 битами накладывает серьезное ограничение на количество хостов в Internet. Быстрое увеличение числа Компьютеров в Internet в 90-е годы прошлого века привело к истощению доступного адресного пространства. Все больше и больше таких устройств, как телефоны, торговые автоматы и тостеры, получают собственные . Однако первоначально сеть ARPANET была разработана для поддержки относительно небольшого числа хостов. Тогда не предполагалось, что Internet станет общедоступной, всеобъемлющей, глобальной инфраструктурой, поэтому выделение адресов длиной 32-бита и трех классов сетей казалось вполне разумным. Версия IP-протокола с 32-битным адресным пространством получила название версии 4 (IPv4) протоколч IP. Проект стандарта RFC 2460 [DH98J для версии 6 протокола Internet Protocol (IPv6) ориентирован на 128-битное адресное пространство [Hui98]. Однако IPv6 требует значительных изменений в инфраструктуре Internet. Во время подготовки этой книги к публикации широкого распространения IPv6 не наблюдалось. Вместо этого используются альтернативные возможности решения проблемы истощения адресного пространства IPv4.

Для ограничения взрывного увеличения требуемого количества IР-адресов были разработаны различные способы. Например, некоторые организации присваивают компьютерам динамически, чтобы избежать выделения машине, которая в данный момент не взаимодействует с Internet. Предположим, что у провайдера Internet имеется 500 модемов и 20000 клиентов. В любой заданный момент времени к сети подключено максимум 2,5% клиентов. Провайдер может оперировать гораздо меньшим пулом IP-адресов, присваивая IP-адрес пользователю, когда устанавливается модемное соединение. Точно так же, компании могут иметь большое число Компьютеров, которые взаимодействуют внутри корпоративной сети, и иметь один компьютер (межсетевой экран или прокси-сервер), который координирует взаимодействие с Internet. Компьютеры внутри корпоративной сети невидимы для осталыюй части Internet; тем самым им не нужно иметь уиикальные . Благодаря этому большое число организаций может присваивать своим комиыотерам из одного и того же блока IР-адресов.

Однако подобные механизмы окончательно не решают проблему истощения пространства IP-адресов. Чтобы замедлить этот процесс, инфраструктура Internet была видоизмепепа с целью обеспечения большей гибкости при выделении блоков IP-адресов. Ограничение на фиксированные размеры блока адресов было снято с появлением бесклассовой междоменной маршрутизации (CIDR — Classless InterDomain Routing) в начале 90-х годов [RL93, FLYV93, FRB93J. Технология CIDR позволила задавать разделение между сетевой частью и частью хоста в любой точке 32-разрядного двоичного числа. Таким образом, размер блока IP-адресов может быть любой стеиепыо 2. Сеть CIDR идентифицируется по сетевому адресу и маске, в которой указывается, сколько битов выделяется под сетевую часть адреса. Например, рассмотрим сеть 204.70.2.0/23. Адрес сети длиной 23-бита оставляет 9 из 32 битов для представления 512 (29) хостов в этой сети. Последние 9 битов могут варьироваться от 000000000 до 111111111. Младший бит третьего октета может иметь Значения 0 или 1, что соответствует диапазону чисел or 00000010 до 00000011. Следовательно, в этом блоке находятся в диапазоне от 204.70.2.0 до 204.70.3.255.

Переход к CIDR дает два важных преимущества. Во-первых, распределение блоков IP-адресов стало более гибким, что позволило эффективнее использовать 32-битпое адресное пространство. Например, нужные организации 512 адресов могут быть назначены с помощью блока, имеющего 23-битиую маску (что позволяет получить 29 = 512 адресов), вместо того, чтобы выделять целую сеть класса В (с 216 = 65536 адресами). Во-вторых, CIDR дал возможность провайдерам объединить их сети в большие блоки, удобпые для маршрутизации. Предположим, провайдеру была выделена сеть 12.0.0.0/8. Эгот большой блок адресов может быть поделен на меньшие блоки, предоставляемые клиентам данного провайдера. Например, один клиент может иметь сеть 12.45.0.0/16, а другой — сеть 12.194.34.0/23. Выделение адресных блоков может зависеть от «размеров» клиента. Большой адресный блок, например, 12.45.0.0/16, может быть выделеп крупному клиенту, в то время как меньший блок, такой как 12.194.34.0/23, может вполие устроить мелкого клиента.

Провайдеру необходимо знагь, как осуществить доступ к каждой из этих отдельных сетей. Остальной же части Internet пужпо лишь знать, как обратиться к сети провайдера, ответственного за эти адресные блоки. Вместо того чтобы хранить отдельную информацию о маршрутах для блоков 12.45.0.0/16 и 12.194.34.0/23, маршрутизаторы остальной части Internet могут хранить один маршруг для всего блока 12.0.0.0/8. При получении пакета, назначением которого является адрес в этом большом блоке, маршрутизатор должен переслать пакет провайдеру, ответственному за блок 12.0.0.0/8. Маршрутизатору не нужно ничего знать о каждом клиенте, который является конечным получателем пакета. Вернемся к аналогии с обычной почтой, в которой почтовый индекс используется для пересылки письма в пужпое почтовое отделение. Далее название улицы, номер дома и квартиры используются для доставки письма получателю. В сетях провайдеров пакеты пересылаются по аналогичному принципу. Главным отличием сетей CIDR является то, что число уровней иерархии и число битов, используемое на каждом уровне, может достаточно гибко мепяться. Подробпее об IP-маршрутизации вы можете узпать в других кпигах [Hui00, HM00, Ste99].

Источник: Web-протоколы. Теория и практика. — M.: ЗАО «Издательство БИНОМ», 2002 г. – 592 c.: ил.

Вы можете следить за любыми ответами на эту запись через RSS 2.0 ленту. Вы можете оставить ответ, или trackback с вашего собственного сайта.

Оставьте отзыв

XHTML: Вы можете использовать следующие теги: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>

 
Rambler's Top100