Geek училище Обучение на Windows 7 - IP адресиране Основи
В това издание на Geek School ще разгледаме как работи IP адресацията. Ще разгледаме и някои по-сложни теми, като например как вашият компютър определя дали устройството, с което комуникирате, е в същата мрежа като вас. След това ще приключим с кратък преглед на два протокола за разрешаване на имена: LLMNR и DNS.
Не забравяйте да проверите предишните статии в тази серия на Geek School за Windows 7:
- Въвеждане на How-To Geek училище
- Надстройки и миграции
- Конфигуриране на устройства
- Управление на дискове
- Управление на приложения
- Управление на Internet Explorer
Очаквайте останалата част от поредицата цяла седмица.
Основи на IP
Когато изпращате писмо по пощата, трябва да посочите адреса на лицето, което искате да получите. По същия начин, когато един компютър изпраща съобщение до друг компютър, той трябва да посочи адреса, на който трябва да бъде изпратено съобщението. Тези адреси се наричат IP адреси и обикновено изглеждат по следния начин:
192.168.0.1
Тези адреси са адреси на IPv4 (Internet Protocol Version 4) и като повечето от тези дни те са проста абстракция по отношение на това, което всъщност вижда компютърът. IPv4 адресите са 32-битови, което означава, че съдържат комбинация от 32 и нули. Компютърът ще види адреса, посочен по-горе, като:
11000000 10101000 00000000 00000001
Забележка: Всеки десетичен октет има максимална стойност от (2 ^ 8) - 1, която е 255. Това е максималният брой комбинации, които могат да бъдат изразени с 8 бита.
Ако искате да конвертирате IP адрес в неговия двоичен еквивалент, можете да създадете проста таблица, както по-долу. След това вземете един раздел от IP адреса (наричан технически октет), например 192, и преместете от ляво на дясно, за да проверите дали можете да извадите номера в заглавната част на таблицата от десетичното число. Има две правила:
- Ако номерът в заглавната част на таблицата е по-малък или равен на вашия номер, маркирайте колоната с 1. Новият ви номер става число, което сте извадили от заглавната част на колоната. Например, 128 е по-малък от 192, така че отбелязвам колоната 128s с 1. След това оставам с 192 - 128, което е 64.
- Ако номерът е по-голям от номера, който имате, маркирайте го с 0 и продължете напред.
Ето как би изглеждал, използвайки нашия пример на адрес 192.168.0.1
| 128 | 64 | 32 | 16 | 8 | 4 | 2 | 1 |
| 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 |
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 |
В горния пример взех първия си октет от 192 и маркирах колоната 128s с 1. След това бях оставен с 64, което е същото като числото като втората колона, така че го маркирах и с 1. Сега бях оставен с 0, тъй като 64 - 64 = 0. Това означаваше, че останалата част от реда е всички нули.
Във втория ред взех втория октет, 168. 128 е по-малък от 168, така че го маркирах с 1 и остана с 40. 64 тогава беше по-голямо от 40, така че го маркирах с 0. Когато се преместих в третата колона, 32 е по-малка от 40, така че го маркирам с 1 и остава с 8. 16 е по-голяма от 8, така че го маркирам с 0. Когато стигнах до колоната 8s маркирах я с 1, което ме остави с 0, така че останалите колони са маркирани с 0.
Третият октет е 0, и нищо не може да отиде в 0, така че маркираме всички колони с нула.
Последният октет е 1 и нищо не може да влезе в 1, с изключение на 1, така че маркирах всички колони с 0, докато стигнахме до колоната 1s, където я маркирах с 1.
Маски на подмрежата
Забележка: Маската на подмрежата може да стане много сложна, така че за обхвата на тази статия ще обсъждаме само класически маски на подмрежи..
IP адресът се състои от два компонента: мрежов адрес и адрес на хост. Маската на подмрежата е това, което се използва от компютъра ви, за да отдели вашия IP адрес от мрежовия адрес и адреса на хоста. Обикновено маската на подмрежата изглежда така.
255.255.255.0
Което в двоичен вид изглежда така.
11111111.11111111.11111111.00000000
В маска на подмрежата мрежовите битове се обозначават с 1s и хост битите са означени с 0s. Можете да видите от горното двоично представяне, че първите три октета на IP адреса се използват за идентифициране на мрежата, към която принадлежи устройството и последният октет се използва за хост адреса.
Като се има предвид IP адрес и маска на подмрежата, нашите компютри могат да разберат дали устройството е в същата мрежа чрез извършване на побитова операция AND. Например, кажете:
- computerOne иска да изпрати съобщение до computerTwo.
- computerOne има IP адрес 192.168.0.1 с подмрежова маска 255.255.255.0
- computerTwo има IP адрес 192.168.0.2 с подмрежова маска 255.255.255.0
computerOne първо ще изчисли побитовите И на собствената си IP и маска на подмрежата.
Забележка: При използване на побитова операция AND, ако съответните битове са 1, резултатът е 1, в противен случай е 0.
11000000 10101000 00000000 00000001
11111111 11111111 11111111 0000000011000000 10101000 00000000 00000000
След това той ще изчисли побитовите AND за computerTwo.
11000000 10101000 00000000 00000010
11111111 11111111 11111111 0000000011000000 10101000 00000000 00000000
Както виждате, резултатите от битовите операции са едни и същи, така че това означава, че устройствата са в една и съща мрежа.
класове
Както вероятно вече сте се досетили, колкото повече мрежи (1s) имате в подмрежовата маска, толкова по-малко домакин (0s) може да имате. Броят на хостовете и мрежите, които можете да имате, е разделен на 3 класа.
| мрежи | Маска на подмрежата | мрежи | Силите | |
| Клас А | 1-126.0.0.0 | 255.0.0.0 | 126 | 16 777 214 |
| Клас Б | 128-191.0.0.0 | 255.255.0.0 | 16 384 | 65 534 |
| Клас С | 192-223.0.0.0 | 255.255.255.0 | 2 097 152 | 254 |
Запазени обхвати
Ще забележите, че диапазонът 127.x.x.x е пропуснат. Това е така, защото целият диапазон е запазен за нещо, наречено адрес на обратна връзка. Вашият адрес за обратна връзка винаги сочи към вашия персонален компютър.
Диапазонът 169.254.0.x също беше запазен за нещо, наречено APIPA, което ще обсъдим по-късно в поредицата.
Частни IP диапазони
Допреди няколко години всяко устройство в интернет имаше уникален IP адрес. Когато IP адресите започнаха да свършват, беше въведена концепция NAT, която добави още един слой между нашите мрежи и интернет. IANA реши, че ще резервират редица адреси от всеки клас IP адреси:
- 10.0.0.1 - 10.255.255.254 от клас А
- 172.16.0.1 - 172.31.255.254 от клас В
- 192.168.0.1 - 192.168.255.254 от клас С
След това вместо да присвоите на всяко устройство в света IP адрес, вашият ISP ви предоставя устройство, наречено NAT Router, на което е присвоен един IP адрес. След това можете да присвоите IP адресите на устройствата си от най-подходящия частен IP диапазон. След това маршрутизаторът NAT поддържа таблица NAT и препраща връзката ви към интернет.
Забележка: IP адресът на вашия NAT рутер обикновено се задава динамично чрез DHCP, така че обикновено се променя в зависимост от ограниченията, които вашият интернет доставчик е въвел..
Резолюция на името
За нас е по-лесно да запомним четливи човешки имена като FileServer1, отколкото да си припомним IP адрес като 89.53.234.2. В малки мрежи, където не съществуват други решения за разрешаване на имена като DNS, когато се опитате да отворите връзка с FileServer1, компютърът ви може да изпрати съобщение за множествено предаване (което е чудесен начин да се изпрати съобщение до всяко устройство в мрежата) питам кой е FileServer1. Този метод на разделителна способност на име се нарича LLMNR (Link-lock Multicast Name Resolution), и макар че е идеално решение за домашна или малка бизнес мрежа, той не се разпростира добре, първо, защото излъчването на хиляди клиенти ще отнеме твърде дълго и на второ място защото предаванията обикновено не пресичат маршрутизаторите.
DNS (система за име на домейн)
Най-често използваният метод за решаване на проблема с мащабируемостта е да се използва DNS. Системата за имена на домейни е телефонният указател на всяка мрежа. Тя изобразява имената на машините, които могат да се четат от хората, към основните им IP адреси, използвайки гигантска база данни. Когато се опитате да отворите връзка с FileServer1, вашият компютър пита DNS сървъра, който сте посочили, кой е FileServer1. След това DNS сървърът ще отговори с IP адрес, към който вашият компютър може да се свърже. Това е и методът за решаване на име, използван от най-голямата мрежа в света: интернет.
Промяна на настройките на мрежата
Кликнете с десния бутон върху иконата за мрежови настройки и от контекстното меню изберете "Отвори центъра за мрежи и споделяне".
Сега кликнете върху хипервръзката Промяна на настройките на адаптера от лявата страна.
След това кликнете с десния бутон на мишката върху мрежовия адаптер и от контекстното меню изберете Properties.
Сега изберете Internet Protocol Version 4 и след това щракнете върху бутона със свойства.
Тук можете да конфигурирате статичен IP адрес, като изберете бутона за избор „Използване на следния IP адрес“. Въоръжени с информацията по-горе, можете да попълните IP адрес и маска на подмрежата. Шлюзът по подразбиране, за всички намерения и цели, е IP адресът на маршрутизатора.
В долната част на диалоговия прозорец можете да зададете адреса на вашия DNS сървър. У дома вероятно нямате DNS сървър, но вашият рутер често има малък DNS кеш и препраща заявки към вашия ISP. Като алтернатива можете да използвате публичния DNS сървър на Google, 8.8.8.8.
Домашна работа
- За днес няма домашна работа, но това е дълго, така че прочетете отново. Ако все още сте гладни за повече информация, можете да прочетете на темата за разширена мрежа, наречена CIDR (Безкласова междудомейна маршрутизация).
Ако имате някакви въпроси, можете да ме чуете @taybgibb, или просто да оставите коментар.
