Источник: Todd Lammle. Cisco Certified Network Associate, Study Guide. Second Edition. Издательство "ЛОРИ", 2002 - с.93-94.
Одной из наиболее важных тем при обсуждении стека TCP/IP является IP-адресация. IP-адрес представляет собой числовой идентификатор, при- сваиваемый каждому компьютеру сети IP. Он отражает расположение устройства в сети. Как говорилось ранее, IP-адрес является програм- мным, а не аппаратным адресом — последний "зашит" в компьютере или плате сетевого интерфейса. IP-адреса позволяют хостам одной сети взаи- модействовать с хостами другой сети вне зависимости от типов этих ло- кальных сетей.
Перед подробным изучением IP-адресации нужно усвоить несколько базовых понятий и терминов.
Термины IP-адресации.
В этой главе мы будем постоянно пользоваться несколькими терминами, которые очень важны для понимания протокола Интернета (IP). Начнем с наиболее распространенных терминов:
Bit (бит) Один разряд, значение 1 или 0.
Byte (байт) 7 или 8 бит, в зависимости от использованной схемы провер- ки четности. В этой главе мы будем считать, что один байт всегда равен 8 бит.
Octet (октет) Всегда равен 8 бит (разрядам). Схема адресации Base-8.
Network address (сетевой адрес) Точка назначения, используемая в мар- шрутизации пакетов к удаленной сети, например сетевые адреса 10.0.0.0, 172.16.0.0 и 192.168.10.0.
Broadcast address (адрес широковещательной рассылки) Используется приложениями и хостами для пересылки информации всем узлам сети. Примеры адресов широковещательной рассылки: 255.255.255.255 (всем узлам всех сетей), 172.16.255.255 (всем подсетям и хостам сети 17.16.0.0), 10.255.255.255 (широковещательная рассылка всем подсетям и хостам .сети 10.0.0.0).
Иерархическая схема IP-адресации.
IP-адрес содержит 32 бита информации, которые разделяются на четыре однобайтовые (восьмибитовые) секции, иначе называемые октетами. Су- ществуют три способа представления IP-адресов:
Представление десятичными числами, разделенными точками, на- пример 172.16.30.56.
Двоичное представление, например 10101100.00010000.00011110.00111000.
Шестнадцатеричное представление, например АС 10 IE 38.
Здесь показаны три формы представления одного и того же IP-адреса. Шестнадцатеричное представление используется реже, чем двоичное или десятичное, но все же применяется в некоторых программах, напри- мер, в реестре Windows IP-адреса компьютеров хранятся в шестнадцате- ричном виде.
32-разрядный IP-адрес имеет иерархическую, а не плоскую (неиерар- хическую) структуру. Можно пользоваться любой схемой адресации, но иерархическая — более привлекательна. Достоинством плоской схемы является большое число возможных адресов, например, пространство 32-разрядных адресов, в каждой позиции которых может быть 0 или 1, содержит 232 или 4.2 миллиарда адресов. Неудобство такой схемы состо- ит в невозможности осуществления маршрутизации, именно по этой причине плоская схема не используется для IP-адресации. Если все адре- са различны, маршрутизаторам Интернета придется запоминать адреса всех машин, подключенных к Интернету, что не позволит добиться эф- фективной маршрутизации, даже при использовании лишь части адрес- ного пространства.
Поэтому для адресации выбрана иерархическая схема с тремя уровня- ми иерархии: сеть, подсеть и хост.
Для примера рассмотрим структуру телефонного номера. Первая его часть (код региона) описывает обширную географическую область. Вто- рая часть (префикс) сужает эту область до зоны действия локальной те- лефонной станции. Последний сегмент (собственно номер телефона) определяет конкретное соединение. При IP-адресации также использует- ся схема с тремя уровнями. Вместо того чтобы рассматривать 32-разряд- ную комбинацию как единый идентификатор, в адресе выделяются час- ти для адреса сети и для адреса узла.