Ip адрес в компьютерных сетях Ethernet и Интернет

Правила взаимодействия в сети по протоколам TCP/IP опреде­ляют, что каждый компьютер в сети должен иметь адрес, так называемый IP-адрес. IP-адрес компьютера-отправителя и IP-адрес компьютера-получателя указывается в пакете инфор­мации, который передается по сети. Для поиска сервера в Интернете проще указать его имя, например, microsoft.com, чем IP-адрес. Для совместимости числового IP-адреса и буквенного имени Windows XP и Windows Server 2003 имеют специальную программу (службу) DNS.

Комбинация IP-адреса и номера порта позволяет однозначно иден­тифицировать программу в сети. Такой комбинированный адрес называется сокетом (socket).

IP-адресов составляет 4,2 млрд., все адреса уникальны.

IP-адрес может быть присвоен не только компьютеру, но и другим сетевым устрой­ствам, например, принт-серверу или маршрутизатору. Поэтому все устройства в сети при­нято называть узлами или хостами. Одно и тоже физическое устройство (компьютер или др.) может иметь несколько IP-адресов. Например, если в компьютер установлено не­сколько сетевых адаптеров, то каждый адаптер должен иметь свой уникальный IP-адрес. Такие компьютеры используются для соединения нескольких локальных сетей и называ­ются маршрутизаторами.

В Интернете огромное количество сетей. Маршрутизаторам в Интернете придется хранить адреса всех компьютеров во всех сетях, что делает их работу практически невоз­можной. Для указания местонахождения компьютера в сети, IP-адрес разделили на две части, одна содержит номер сети, другая содержит номер компьютера в этой сети. Анало­гично наш почтовый адрес указывает улицу и дом на ней.

Для удобства, компьютеры с одним номером сети группируются в логические сети IP-сети. Связь между логическими IP-сетями осуществляют маршрутизаторы, отвечающие за передачу данных. А сам процесс передачи данных - маршрутизацией. Процесс целена­правленной доставки данных между IP-сетями, связанный с обеспечением безопасности передаваемых данных, преобразование адресов, фильтрацию и т.п., осуществляют другие специальные устройства – шлюзы.

Подсети и маски подсетей

Введение адреса сети упростило проблемы маршрутизации, но не решило их до конца (например, в больших локальных сетях). Поэтому большую IP-сеть разбивают на несколько подсетей, присвоив каждой из них свой адрес. Подсети - это отдельные, само­стоятельно функционирующие части сети, имеющие свой идентификатор. Для адреса подсети, в IP-адресе, выделяется пространство из адреса узла. Для определения адреса сети и подсети используется маска подсети. Формат записи маски подсети такой же, как и формат IP-адреса, это четыре поля, разделяемых точкой. Значения полей маски задаются следующим образом:

все биты, установленные в 1, соответствуют идентификатору сети;

все биты, установленные в 0, соответствуют идентификатору узла.

Если все биты октета установлены в 1, то это эквивалентно числу 255. Маска рас­сматривается только в паре с IP-адресом. Например, маска подсети 255.255.255.0 и адрес 192.168.100.5 говорят о том, что 192.168.100 - это номер сети, а 5 - номер компьютера в этой сети.

Просматривая адрес IP через маску подсети IP-протокол, определяет адрес сети, ад­рес подсети и номер узла.

Таким образом, в паре с IP-адресом компьютеров обязательно указывается маска подсети.

Статические и динамические IP-адреса

Статический IP-адрес прописывается адми­нистратором сети в настройках протокола TCP/IP на каждом компьютере сети и жестко закрепляется за компьютером. Это позволяет, например, запретить ком­пьютеру выходить в Интернет, или определить, с какого компьютера выходили в Интер­нет и т.п.

Если компьютеру не присвоен статический IP-адрес, то адрес назначается автомати­чески. Такой адрес называется динамическим адресом, т.к. при каждом подключении компьютера к локальной сети адрес может меняться, оставаясь в пределах заданного диапазона. Функция автоматического назначения IP-адреса гарантирует уникальность выдавае­мого IP-адреса. В сетях, управляемых сервером, динамический IP-адрес назначается спе­циальной серверной службой DHCP, входящей в состав Windows Server. В парамет­рах службы DHCP администратором сети прописывается IP-диапазон, адреса из которого, будут выдаваться другим компьютерам сети. Сервер, на котором работает эта служба, на­зывается DHCP-сервер. Компьютер, получающий IP-адрес из сети, называется DHCP-кли­ент.

Маршрутизатор - это специальное устройство или компьютер, предназначенные для передачи ин­формации из одной сети в другую. Функции маршрутизации входят в состав операционных систем. IP-Маршрутизация - процесс выбора последовательно­сти маршрутизаторов, через которые проходит пакет по пути к узлу-назначению. Мар­шрутизатор должен иметь несколько IP-адресов с номерами объединяемых сетей. Для этого он должен быть оснащен несколькими сетевыми адаптерами.

Маршрутизатор является шлюзом для каждой сети, которые он объединяет. Точнее шлюзом для локальной сети является сетевой адаптер, установленный в маршрутизаторе, и подключенный к этой сети. Например, рабочая станция локальной сети хочет подклю­читься к рабочей станции из другой сети. Она отправляет запрос в свою сеть с целью найти нужный IP-адрес. Если адрес не был найден в сети, то запрос отправляется в шлюз этой сети, т.е. на маршрутизатор, который в свою очередь перенаправляет запрос в дру­гую сеть. Если во второй сети компьютер был найден, то они связываются через маршру­тизатор.

Дополнительно шлюзы могут выполнять функции, связанные с обеспечением безо­пасности передаваемых данных, преобразование адресов, фильтрацию и т.п.