IP (Интернет протокол) версии 4 для CCNA R&S

IP (Интернет протокол) версии 4 для CCNA R&S

Internet Protokol (IP) или интернет протокол использует пакеты, называемые IP-пакетами для передачи информации. Каждый IP-пакет представляет собой единый блок информации, и помимо данных он передает информацию о том, куда отправить пакет. IP определяет, куда отправлять пакеты, просматривая IP-адрес получателя.

Давайте рассмотрим некоторые из характеристик IP:

  • Работает на сетевом уровне модели OSI.
  • Протокол без установки соединения: сам IP не устанавливает соединение, для транспортировки данных вам нужен «транспортный» уровень, используйте TCP или UDP.
  • Каждый пакет обрабатывается независимо; нет порядка, в котором пакеты поступают в пункт назначения.
  • Иерархический: IP-адреса имеют иерархию; мы обсудим это немного подробнее, когда будем говорить о подсетях и масках подсети.

Нам нужен IP-адрес, чтобы однозначно идентифицировать каждое сетевое устройство в сети. IP-адрес можно представить, как телефонный номер (мы говорим об обычных телефонных номерах, без сотовых телефонов). У каждого в городе, у которого есть телефон дома, есть уникальный номер телефона, по которому вы можете с ним связаться.

 

IP-адрес 32-разрядный (32 бита) и состоит из двух частей: сетевой части (network) и узловой  части (host):

IP (Интернет протокол) версии 4 для CCNA R&S

 

IP-адрес 32-битный, но мы записываем его в 4 блока по 8 бит. 8 бит — это то, что мы называем байтом. Таким образом, IP-адрес будет выглядеть так:

IP-Network-Host-8-bits

 

Сетевая часть сообщит нам, к какой «сети» относится IP-адрес, вы можете сравнить это с городским или региональным кодом номера телефона. Часть «узел (хост)» уникально идентифицирует сетевое устройство; они похожи на последние цифры вашего номера телефона.

Вероятно, вы уже видели IP-адрес 192.168.1.1 это широко используемый IP-адрес в локальных сетях. Для этого IP-адреса первые 3 байта являются «сетевым» адресом, а последний 1 байт является адресом «узла»:

IP-192.168.1.1-network-host

 

Хорошо, но почему первые 3 байта являются частью сети и почему последний 1 байт является частью «узла»? Хороший вопрос! Мы дали вам только IP-адрес, но вы могли бы заметить, что если вы настроите IP-адрес, вам также нужно указать маску подсети. Наш IP-адрес 192.168.1.1 будет поставляться вместе с маской подсети 255.255.255.0. IP-адрес всегда должен быть с маской подсети.

Маска подсети сообщает компьютеру, какая часть является «сетевой» частью, а какая часть является «узловой». Несмотря на название, она не «скрывает» или «маскирует» что-либо. В дальнейшем мы поговорим о маске подсети подробнее, а пока давайте просто будем думать, что ваша маска подсети сообщает нам, какая часть IP-адреса является «сетевой» частью, а какая часть «узловая».

Давайте посмотрим, как фактически выглядит IP-пакет:

IP (Интернет протокол) версии 4 для CCNA R&S

 

Да тут много полей! Перестаньте смотреть на них в недоумении, скоро вы познакомитесь с каждым из них. А пока что нам интересно только несколько полей. Поля, которые нам не нужны, серые, я хочу сосредоточиться на красных и синем полях.

  • Интернет протокол: Здесь вы найдете, какой протокол мы используем поверх IP, так мы указываем, какой протокол транспортного уровня мы используем в сегменте (TCP, UDP).
  • Адрес источника: здесь вы найдете IP-адрес устройства, создавшего этот IP-пакет.
  • Адрес назначения: это IP-адрес устройства, которое должно получать этот IP-пакет.
  • Данные: это фактические данные, которые мы пытаемся отправить на другую сторону.

Не сложно, не так ли? Не нужно беспокоиться о других разделах CCNA. Если вы когда-либо пользовались Wireshark, вы уже видели эти поля. Вот скриншот IP-пакета в Wireshark:

Wireshark-IP-Version-4-Fields

 

Давайте еще раз взглянем на IP-адрес:

192.168.1.1

 

Что мы знаем об этом IP-адресе? Прежде всего, мы знаем, что это 32-битное значение, поэтому в двоичном виде это будет выглядеть так:

IPv4-address-binary

 

Теперь это значение, которое не очень привычно для восприятия человеком, поэтому, чтобы облегчить нам жизнь, мы можем по крайней мере поместить это число в «блоки» из 8 бит. 8 бит также называют байтом или октетом:

IP (Интернет протокол) версии 4 для CCNA R&S

 

Теперь мы можем преобразовать каждый байт в десятичный формат, возьмем первый блок и преобразуем его из двоичного в десятичный, используя следующую таблицу:

Биты 128 64 32 16 8 4 2 1
0 0 0 0 0 0 0 0

 

Первый байт:

11000000-binary-number

 

Bits 128 64 32 16 8 4 2 1
1 1 0 0 0 0 0 0

128 + 64 = 192

 

Второй байт:

10101000-binary-number

 

Биты 128 64 32 16 8 4 2 1
1 0 1 0 1 0 0 0

128 + 32 + 8 = 168

 

Третий байт:

IP (Интернет протокол) версии 4 для CCNA R&S

 

Биты 128 64 32 16 8 4 2 1
0 0 0 0 0 0 0 1

У нас возведён в первую степень только последний (младший) бит, так что это и значит “1”.

 

Четвертый байт:

0000001-binary-number

 

Bits 128 64 32 16 8 4 2 1
0 0 0 0 0 0 0 1

То же, что и в предыдущем случае.

Это дает нам IP-адрес:

192.168.1.1

 

Отлично, теперь вы знаете, почему IP-адреса выглядят так и почему мы записываем их так, мы даже сделали некоторые базовые двоичные вычисления в десятичных числах.

Последнее, что нужно рассмотреть, это классы, которые мы используем для сетей. Возможно, вы уже слышали о классах A, B или C. Наш IP-адрес, который мы только что использовали (192.168.1.1), является примером сети класса C.

У нас есть 3 разных класса для работы с сетью:

  • Класс А
  • Класс B
  • Класс C

Так в чем разница между ними? Разница между ними заключается в том, сколько узлов вы можете поместить в каждую сеть, позвольте мне показать вам пример:

IP (Интернет протокол) версии 4 для CCNA R&S

 

Первые 3 октета, синего цвета, являются «сетевой» частью этого IP-адреса. Красная часть предназначена для «узлов». Таким образом, мы можем использовать последний октет (октет или байт — одно и то же), чтобы наши узлы получили уникальный IP-адрес.

Следующие компьютеры будут в одной сети:

  • 192.168.1.1
  • 192.168.1.2
  • 192.168.1.3

Как видите, их «сетевая» часть одинаковая.

Компьютер с 192.168.2.1 не находится в одной сети, так как его «сетевая» часть отличается от 192.168.2.X по сравнению с 192.168.1.X.

Как вы думаете, что ваш компьютер будет делать, когда он захочет отправить IP-пакет в другую сеть? Вы можете найти ответ на своем компьютере:

Если вы используете Windows, просто нажмите кнопку «Пуск», введите CMD и нажмите «Ввод». Используйте команду ipconfig для поиска информации IP:

 

Компьютер из примера выше находится в сети 192.168.1.X. Когда он хочет отправить что-то в другую сеть, он будет использовать свой шлюз по умолчанию. Это будет ваш маршрутизатор; в приведенном выше примере маршрутизатор имеет IP-адрес 192.168.1.254.

Вернёмся к нашим классам; позвольте мне начать, показав вам разницу между классами:

class-A

 

Если вы используете сеть класса A, вы можете иметь множество хостов в каждой создаваемой сети.

 

IP (Интернет протокол) версии 4 для CCNA R&S

 

Если вы используете класс B, вы можете создавать больше сетей, но меньше хостов для каждой сети.

 

class-C

 

А с классом C вы можете создать много сетей, но только с несколькими узлами в каждой сети.

Я только что объяснил вам, что 192.168.1.1 — это IP-адрес класса C. Откуда я знаю это? Это потому, что первые биты «фиксированы» для разных классов, позвольте мне показать вам следующее:

Class-A-B-C-Fixed-Bits

 

  • Класс A: первый бит всегда должен быть 0.
  • Класс B: Первые 2 бита всегда должны быть 10.
  • Класс C: Первые 3 бита всегда должны быть 110.

 

Поэтому, если вы рассчитаете это значение из двоичного кода в десятичный, вы получите следующие диапазоны:

  • Класс A начинается с 0.0.0.0
  • Класс B начинается с 128.0.0.0
  • Класс C начинается с 192.0.0.0

 

Итак, каковы точные диапазоны, которые у нас есть?

  • Класс A: 0.0.0.0126.255.255.255
  • Класс B: 128.0.0.0191.255.255.255
  • Класс C: 192.0.0.0223.255.255.255

 

Хм, теперь возникает 2 вопроса:

  • Если вы посмотрите внимательно, вы увидите подсеть 127.0.0.0? Она не в диапазоне класса А, что же это такое?
  • Почему класс C заканчивается на 223.255.255.255?

 

Чтобы ответить на первый вопрос: перейдите в командную строку вашего компьютера и введите «ping 127.0.0.1», и вы получите ответ. Этот сетевой диапазон используется как «loopback». Ваш loopback-интерфейс — это команда (ping 127.0.0.1) используется, чтобы проверить правильно ли работает ваш IP-стек.

Чтобы ответить на второй вопрос, я должен сказать вам, что на самом деле существует диапазон класса D, мы не используем эти IP-адреса для назначения компьютерам, но он используется для «многоадресной рассылки». Он начинается с диапазона 224.0.0.0.

Последнее, что мне нужно рассказать о классах, — это различие между «частными» и «публичными» IP-адресами.

  • Публичные IP-адреса используются в Интернете.
  • Частные IP-адреса используются в вашей локальной сети и не должны использоваться в Интернете.

 

Это диапазоны частных IP-адресов:

  • Класс A: 10.0.0.010.255.255.255
  • Класс B: 172.16.0.0172.31.255.255
  • Класс C: 192.168.0.0192.168.255.255

 

Вы видите, что наш пример (192.168.1.1IP-адреса попадает в класс C и является частным IP-адресом? Мне нравится использовать этот IP-адрес, поскольку он наиболее распространен среди обычных людей, он часто используется в домашних сетях и маршрутизаторах SOHO.

Есть ли что-то еще, что нам нужно знать о IP-адресах? Ну да, последнее! Существует 2 IP-адреса, которые мы не можем использовать в нашей сети.

  1. Сетевой адрес.
  2. Широковещательный адрес.

Сетевой адрес не может использоваться на компьютере в качестве IP-адреса, поскольку он используется для «определения» сети.

Широковещательный адрес не может использоваться на компьютере в качестве IP-адреса, поскольку он используется широковещательными приложениями. Широковещательная передача — это IP-пакет, который будет приниматься всеми устройствами в вашей сети.

Итак, как мы узнаем эти два IP-адреса, которые мы не можем использовать? Позвольте мне привести вам пример:

IP (Интернет протокол) версии 4 для CCNA R&S

 

Давайте используем диапазон класса C и наш IP-адрес 192.168.1.1.

192.168.1.1-network-address

 

Нам нужно посмотреть на последний октет, который используется для узлов. Если мы установим все биты в 0 в нашей части «узла», мы получим такой сетевой адрес:

IP (Интернет протокол) версии 4 для CCNA R&S

 

Таким образом, 192.168.1.0 является сетевым адресом в этом случае, и мы не можем использовать этот IP-адрес для компьютеров. Если мы установим все биты в 1, у нас будет широковещательный IP-адрес, и мы также не сможем использовать его для компьютеров:

192.168.1.1-broadcast-address-in-binary

 

Итак, подведём небольшие итоги:

  • Устанавливая все биты узла в 0, вы указываете сетевой адрес.
  • Устанавливая все биты узла в 1, вы получите широковещательный адрес.
  • Это и есть 2 IP-адреса, которые мы не можем использовать для компьютеров.

 

Теперь вы знаете, как реализован этот Интернет протокол.

Спасибо за уделенное время на прочтение статьи!

Если возникли вопросы, задавайте их в комментариях.

Подписывайтесь на обновления нашего блога и оставайтесь в курсе новостей мира инфокоммуникаций!

Чтобы знать больше и выделяться знаниями среди толпы IT-шников, записывайтесь на курсы Cisco от Академии Ciscoкурсы Linux от Linux Professional Institute на платформе SEDICOMM University.

Курсы Cisco, Linux, кибербезопасность, DevOps / DevNet, Python с трудоустройством!

Спешите подать заявку! Группы стартуют 25 января, 26 февраля, 22 марта, 26 апреля, 24 мая, 21 июня, 26 июля, 23 августа, 20 сентября, 25 октября, 22 ноября, 20 декабря.
Что Вы получите?
  • Поможем стать экспертом по сетевой инженерии, кибербезопасности, программируемым сетям и системам и получить международные сертификаты Cisco, Linux LPI, Python Institute.
  • Предлагаем проверенную программу с лучшими учебниками от экспертов из Cisco Networking Academy, Linux Professional Institute и Python Institute, помощь сертифицированных инструкторов и личного куратора.
  • Поможем с трудоустройством и стартом карьеры в сфере IT — 100% наших выпускников трудоустраиваются.
Как проходит обучение?
  • Проведем вечерние онлайн-лекции на нашей платформе.
  • Согласуем с вами удобное время для практик.
  • Если хотите индивидуальный график — обсудим и реализуем.
  • Личный куратор будет на связи, чтобы ответить на вопросы, проконсультировать и мотивировать придерживаться сроков сдачи экзаменов.
  • Всем, кто боится потерять мотивацию и не закончить обучение, предложим общение с профессиональным коучем.
А еще поможем Вам:
  • отредактировать или создать с нуля резюме;
  • подготовиться к техническим интервью;
  • подготовиться к конкурсу на понравившуюся вакансию;
  • устроиться на работу в Cisco по специальной программе. Наши студенты, которые уже работают там: жмите на #НашиВCisco Вконтакте, #НашиВCisco Facebook.
Чтобы учиться на курсах Cisco, Linux LPI, кибербезопасность, DevOps / DevNet, Python, подайте заявку или получите бесплатную консультацию.

Больше похожих постов

1 комментарий. Оставить новый

  • Спасибо большое за статью. Урок вбивается в мозг на 100%. Не плохо было бы добавить пример перевода с двоичной системы в десятичную.

    Ответить

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Заполните поле
Заполните поле
Пожалуйста, введите корректный адрес email.
Вы должны согласиться с условиями для продолжения

Поиск по сайту
Лучшее
Популярное
Рубрики
Меню