TCP/IP Архитектура, протоколы, реализация (включая IP версии 6 и IP Security)

Когда разрабатывалась адресация для IP, никто не предполагал, что миллионам компьютеров по всему миру потребуются IP-адреса. В то время разработчики исходили только из требований сообщества университетов, исследовательских центров, военных и правительственных организаций.

Был выбран резонный для того времени метод. В соответствии с 32-разрядным регистром компьютера IP-адрес имеет длину в 32 бита (4 октета): результирующее адресное пространство (address space) — множество всех возможных адресов — составляет 2³², т.е. 4 294 967 269 номеров.

Нотация с символом точки упрощает чтение и запись IP-адресов. Каждый октет (8 бит) адреса преобразуется в десятичное число и точкой отделяется от других. Например, адрес для blitz.med.yale.edu имеет в двоичной записи и нотации с точками следующие значения:

10000010 10000100 00010011 00011111

130 . 132 . 19 . 31

Отметим, что наибольшим числом в записи с точками может быть 255, что соответствует 11111111.

5.9 Форматы адресов

Как показано на рис. 5.4, IP-адрес состоит из двух частей: адреса сети (network address) и локального адреса (local address). Адрес сети идентифицирует сеть, к которой подключен узел, а локальный адрес определяет отдельный узел внутри сети организации.

Рис. 5.4. Формат IP-адреса

Каждый компьютер должен иметь IP-адрес, уникальный среди всех систем, с которыми он будет взаимодействовать.

5.10 Классы адресов

Организация, планирующая подключение к Интернету, должна получить для себя блок уникальных IP-адресов. Этот блок выделяется соответствующей регистрационной службой.

По соглашению, регистрационная служба делегирует выделение больших блоков пространства IP-адресов своим провайдерам, что позволяет организациям получать адреса непосредственно у провайдеров, а не в самой службе.

Многие годы существовало только три размера блоков адресов — большой, средний и малый. Соответственно, было три различных формата сетевого адреса:

■ Класса А для очень больших сетей

■ Класса В для средних сетей

■ Класса С для небольших сетей

Форматы для классов А, В и С показаны на рис. 5.5. Характеристики для адресов каждого класса представлены в таблице 5.1.

Рис. 5.5. Традиционные классы адресов

В первые дни существования Интернета все адреса класса А получили организации с очень большими сетями, например Военно-морской флот США или корпорация DEC. Сетевая часть таких адресов имеет длину в 1 октет, а оставшиеся 3 октета могут использоваться как локальная часть адреса и присваиваться как номера для узлов сетей.

Существует очень мало адресов класса А, и даже большим организациям часто вполне достаточно адресов класса B. Сетевая часть адреса класса В имеет длину в 2 октета, а 2 оставшихся октета служат для нумерации узлов.

Небольшим организациям присваиваются один или несколько адресов класса С. Сетевая часть в таком адресе имеет длину в 3 октета, а оставшийся октет используется как локальная часть и служит для нумерации узлов.

Это простейший способ распределения IP-адресов. Нужно просто проанализировать первое число в нотации с точками. Диапазоны чисел для каждого класса показаны в таблице 5.1 и на рис. 5.5.

Таблица 5.1 Характеристики классов адресов

Класс	Длина сетевого адреса (в октетах)	Первое число	Количество локальных адресов
A	1	0-127	16777216
В	2	128-191	65536
С	3	192-223	256

Кроме классов А, В и С, существуют специальные адресные форматы: классы E и D. Адреса класса D применяются для многоадресных рассылок в IP, когда одно сообщение распространяется среди группы разбросанных по сети компьютеров. Многоадресная рассылка необходима для приложений проведения конференций, которые мы рассмотрим ниже.

Адреса класса E используются в экспериментальных целях.

■ Адреса класса D начинаются с номеров между 224 и 239.

■ Адреса класса E начинаются с номеров между 240 и 255.

5.11 Адреса не подключенных к Интернету систем

Несколько блоков адресов зарезервировано для сетей, которые не подключены к Интернету и их системам не требуются соединения с другими организациями. К этим адресам относятся:

10.0.0.0–10.255.255.255

172.16.0.0–172.31.255.255

192.168.0.0–192.168.255.255

Многие организации используют эти адреса. Но если такая компания впоследствии сольется с другой компанией или решит организовать соединения со своими клиентами или поставщиками через TCP/IP, произойдет конфликт адресов. Однако можно зарегистрировать адреса класса С и использовать их для внешних коммуникаций. Можно купить программное обеспечение агентов-прокси (proxy) для преобразования информации между внутренними адресами компьютеров и внешним миром через зарегистрированные адреса класса С. (Локальные сети, которые никогда не предполагается соединять с Интернетом, могут иметь произвольные IP-адреса. — Прим. пер.)

Все "за" и "против" использования зарезервированных адресов можно узнать из RFC 1918 Address Allocation for Private Internet (Присваивание адресов в частных сетях Интернета),

5.12 Примеры адресации

В этом разделе мы познакомимся с несколькими примерами глобально уникальных адресов классов А, В и С. Позднее мы рассмотрим новый бесклассовый (classless) метод присваивания сетевых адресов.

5.12.1 Присваивание сети адресов класса A

Некоторые очень большие организации имеют адреса класса А. В этом случае при регистрации присваивается фиксированное значение первого октета адреса, а три оставшихся октета администрируются внутри самой организации. Например, следующие адреса и имена хостов предназначены для компании Hewlett-Packard, которая имеет адрес класса А со значением 15.

15.255.152.2 relay.hp.com

15.254.48.2 hpfcla.fc.hp.com