Elektronika - baza wiedzy

Podział na klasy adresów IP


Każdy adres IP jest 32-bitową liczbą, składającą się z czterech oktetów (liczb ośmiobitowych). Adresowanie TCP/IP jest łatwiej zrozumieć przyjmując koncepcję, że każdy sposób adresowania jest ściśle związany z funkcją i zadaniami danego komputera. Każdy komputer (a dokładniej węzeł) w sieci TCP/IP ma niepowtarzalny, 32-bitowy adres IP identyfikujący nie tylko komputer, lecz również sieć do której należy. Na adres IP składają się trzy podstawowe elementy:

bity określające klasę adresu,
część identyfikująca sieć lokalną (LAN),
część identyfikującą konkretny komputer w sieci.

W istniejącej klasyfikacji wyróżnia się pięć klas adresów:

Klasa A,
Klasa B,
Klasa C,
Klasa D,
Klasa E.
Adresy klasy A odnoszą się najczęściej do dużych sieci zawierających wiele komputerów, adresy klasy B odpowiadają sieciom średniej wielkości, zaś adresy klasy C małym sieciom. Adresy klasy D to tzw. adresy grupowe, wykorzystywane przy przesyłaniu wiadomości do grupy komputerów w Internecie. Tego typu system umożliwia znaczne zmniejszenie ruchu w sieci w stosunku do systemu nawiązywania oddzielnych połączeń z każdym z użytkowników. Obecnie istnieją jednak lepsze techniki rozgłaszania wiadomości grupowych w sieci. Klasa E jest eksperymentalna i zarezerwowana dla IETF. Jeśli sieć jest przyłączona do Internetu, to adres sieci oraz adresy komputerów są przydzielane przez organizację zarządzająca Internetem. Jeśli natomiast jest to lokalna sieć firmowa, to odpowiednie adresy przydziela administrator. Wybierając odpowiednią klasę adresów można przyporządkować danej sieci: więcej adresów podsieci, a mniej komputerów (adresy klasy C); równą liczbę adresów podsieci i komputerów (klasa B) lub mniej adresów podsieci, a więcej komputerów (klasa A). W sieciach lokalnych wykorzystuje się adresy klasy A, B lub C. Adres IP zapisuje się dziesiętnie w czterech blokach trzycyfrowych rozdzielonych kropkami (każdy blok trzycyfrowy odpowiada 8 bitom, więc może być to liczba do 0 do 255).

klasaliczba bitów adresujących siećliczba bitów adresujących hostzakres adresówrodzaj sieciliczba sieciliczba hostów w obrębie sieciidentyfikacja
A8241.0.0.0 - 126.0.0.0bardzo duże12716.777.214pierwszy bit = 0
B1616128.1.0.0 - 191.254.0.0średniej wielkości16.38265.534pierwsze dwa bity = 10
C248192.0.1.0 - 223.255.254.0małe2.097.150254pierwsze trzy bity = 110
D--224.0.0.0 - 239.255.255.254do transmisji grupowejbrak podziałubrak podziałupierwsze cztery bity = 1110
E--240.0.0.0 - 255.255.255.255zarezerwowane dla IETF--pierwsze cztery bity = 1111


Szczególnym przypadkiem jest adres 127.0.0.1, który jest adresem zarezerwowanym do testowania pętli zwrotnej danego hosta.




Braki podziału na klasy adresów
Duże różnice między klasami od lat marnowały dużą potencjalną liczbę adresów IP. Przykładem może być sieć lokalna dla firmy posiadającej 300 komputerów, które należy przyłączyć do Internetu. Pojedyncza grupa adresów klasy C daje 254 adresy co jest liczbą niewystarczającą. Dwie grupy dają zbyt wiele adresów i wymagają obsługi dwóch sieci. Wybranie adresów klasy B daje odpowiednią liczbę adresów w jednej sieci, ale odznacza się dużym marnotrawstwem (65 234) adresów. W początkowej fazie rozwoju Internetu zbyt często przydzielano bezpodstawnie adresy klasy B co zpowodowało, że przestwrzeń adresowa tej klasy wyczerpała się szybciej od innych, równocześnie przyczyniając się do obecnych braków wolnych adresów dla nowo przyłączanych komputerów. W celu ulepszenia wykorzystania 32-bitowej przestrzeni adresowej zaprojektowano wiele specjalnych rozszerzeń protokołu IP. Do jaważniejszeych należą:

maski podsieci o stałej długości,
maski podsieci o zmiennej długości (VLSM),
bezklasowy wybór marszruty między domenami (CIDR),
Mechanizmy te nie wykluczają się nawzajem - należy korzystać z nich łącznie.






Podział przestrzeni adresowej na podsieci.
Podział na podsieci umożliwia podział sieci IP dowolnej klasy (A,B lub C) na mniejsze sieci. Adres IP w podsieci składa się z czterech części:

bitów określających klasę adresu,
adresu sieci,
adresu podsieci,
adresu hosta,
Możliwość podziału na podsieci zależy od typu wykorzystywanego adresu IP. Im więcej bitów hosta w pierwotnym adresie IP, tym więcej można utworzyć podsieci. Podsieci zmniejszają jednak liczbę możliwych do zaadresowania hostów , gdyż bity z adresu hosta pobierane są do identyfikacji podsieci. Podsieci identyfikuje się za pomocą pseudo-adresu IP, zwanego maską podsieci. Maska podsieci jest, podobnie jak sam adres IP, liczbą 32-bitową. Budowa maski podsieci wygląda w ten sposób że pierwsze n-bitów jest jedynkami pozostałe natomiast są zerami. Stąd też dość łatwo można zidentyfikować czy maska podsieci została podana poprawnie. Bity maski identyfikujące część sieciową zawierają jedynki, natomiast bity identyfikujące hosta zawierają zera. Przykładowo, maska 11111111.11111111.11111111.11000000 (inaczej 255.255.255.192) daje 64 teoretycznie możliwe adresy hostów. Praktycznie jednak dwa z nich (000000 i 111111) są zarezerwowane do identyfikacji samej podsieci i do rozgłaszania w niej.


Podział przestrzeni adresowej klasy B na podsieci.
Liczba bitów przedrostka sieciMaska podsieciLiczba nadających się do użytku adresów podsieciLiczba nadających się do użytku adresów hostów na podsieć
2255.255.192.0216.382
3255.255.224.068.190
4255.255.240.0144.094
5255.255.248.0302.046
6255.255.252.0621.022
7255.255.254.0126510
8255.255.255.0254254
9255.255.255.128510126
10255.255.255.1921.02262
11255.255.255.2242.04630
12255.255.255.2404.09414
13255.255.255.2488.1906
14255.255.255.25516.3822


Podział przestrzeni adresowej klasy C na podsieci.
Liczba bitów przedrostka sieciMaska podsieciLiczba nadających się do użytku adresów podsieciLiczba nadających się do użytku adresów hostów na podsieć
2255.255.255.192262
3255.255.255.224630
4255.255.255.2401414
5255.255.255.248306
6255.255.255.255622


Przykład podziału na podsieci

Przypuśćmy, że trzeba podzielić na 6 podsieci sieć 192.168.125.0 (Klasy C).

Numer sieciadres dwójkowyadres dziesiętny
Podstawowy11000001.10101000.01111101.0000000192.168.125.0
Podsieć 011000001.10101000.01111101.000-0000192.168.125.0
Podsieć 111000001.10101000.01111101.001-0000192.168.125.32
Podsieć 211000001.10101000.01111101.010-0000192.168.125.64
Podsieć 311000001.10101000.01111101.011-0000192.168.125.96
Podsieć 411000001.10101000.01111101.100-0000192.168.125.128
Podsieć 511000001.10101000.01111101.101-0000192.168.125.160
Podsieć 611000001.10101000.01111101.110-0000192.168.125.192
Podsieć 711000001.10101000.01111101.111-0000192.168.125.224


W praktyce podsieci 0 i 7 nie będą wykorzystywane.
Ich adresy - 000 i 111 - powinno się traktować jako zarezerwowane (nie adresujące podsieci).
Same zera identyfikują podsieć, a same jedynki służą do rozgłaszania w niej.





Maski podsieci o zmiennej długości



Maski VLSM pozwalają na lepsze wykorzystanie przestrzeni adresów IP w organizacji, umożliwiając administratorom dostosowanie maski do określonych wymagań każdej podsieci. Istnieje możliwość podzielenia sieci fizycznej na podsieci logiczne o różnych wielkościach. Rozmiar rozszerzonego przedrostka sieci można określać za pomocą kreski ułamkowej (/), po której następuje liczba bitów stosowanych do adresowania sieci i podsieci.
Przykładowo: 193.156.230.0/27