1 0 0 1 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0

DR INŻ. ROBERT WÓJCIK
DR INŻ. JERZY DOMŻAŁ
ADRESACJA W
SIECIACH IP
WSTĘP DO SIECI INTERNET
Kraków, dn. 24 października 2016r.
PLAN
▸Reprezentacja liczb w systemach cyfrowych
▸Protokół IPv4
▸Adresacja w sieciach IP:
▹Adres IP
▹Ma s ka pods ieci
▹Bra m a dom yśln a
▸Przykład komunikacji w sieciach IP
▸Protokół IPv6
ŚWIAT BINARNY
▸Świat cyfrowy działa w oparciu o binarną
reprezentację sygnałów
• 21 = 2
• 29 = 512
• 22 = 4
• 210 = 1024
• 23 = 8
• 211 = 2048
• 24 = 16
• 212 = 4096
• 25 = 32
• 26 = 64
• 27 = 128
• 28 = 256
• 216 = 65536
REPREZENTACJA LICZB
▸Zapis dwójkowy (binarny, bin) = {0,1}
▸Zapis dziesiętny = {0,1,…,9}
▸Zapis szesnastkowy (hex) = {0,1,…,9,a,b,c,d,e,f}
▸Przykłady:
Dzisiętne
Binarne
Szesnastkowe
2
10
2
8
1000
8
15
1111
f
16
10000
10
255
11111111
ff
Proszę nabyć wprawy w konwersji liczb pomiędzy różnymi
zapisami!
4
PROTOKÓŁ IP
▸podstawowy protokół sieciowy w modelu TCP/IP
▸wszystkie dane z protokołów TCP, UDP, ICMP i IGRP są
przenoszone przez pakiety (datagramy) IP
▸cechy usługi dostarczania pakietów:
▹zawodna – brak gwarancji dostarczenia danych do odbiorcy.
Niezawodność zapewniają protokoły wyższej warstwy (np.
TCP)
▹bezpołączeniowa – protokół nie zachowuje informacji o
wysłanych pakietach. Informacje mogą docierać różnymi
drogami, w różnej kolejności, mogą zaginąć lub zostać
powielone
5
EWOLUCJA PROTOKOŁU IP
▸IPv1, IPv2, IPv3 – istniały, już nieużywane
▸IPv4 – obecnie najczęściej wykorzystywany
▸IPv6 – zaczyna być używany coraz częściej
Dlaczego pojawiła się wersja IPv6?
Pomimo stosowania mechanizmów takich jak VLSM,
NAT, adresów IPv4 zaczęło brakować!
6
NAGŁÓWEK PROTOKOŁU IPV4
dane
nagłówek
15 16
0
0110 1010
01110000
1111001000110010
10110101
31
1011010011000010
100
01010110
1001011001010
1010101011110010
10101010111010101010111100111000
10101011100000110011000111100011
10000111010101000000111000000000
dane
7
NAGŁÓWEK PROTOKOŁU IPV4
dane
nagłówek
15 16
0
Wersja
IHL
Typ usługi
Identyfikacja
Czas życia
31
Całkowita długość
Flagi
Protokół
Przesunięcie
Suma kontrolna
Adres źródła
Adres przeznaczenia
Opcje
dane
8
ADRESY IP (ANG. IP ADDRESS)
▸adresy są 32-bitowe
Przykład: 11011010 01101011 10010111 01001011
▸reprezentacja, tzw. kropkowo – dziesiętna:
11011010 01101011 10010111 01001011
jest zapisywane jako 218.107.151.75
9
KLASY ADRESÓW
▸pula adresów podzielona została na klasy, by można było tworzyć
podsieci
Klasa A
Klasa B
sieć
0
10
8
16
sieć
host
24
host
Klasa C
110
sieć
Klasa D
1110
niezdefiniowane
Klasa E
1111
niezdefiniowane
(multicast)
(zarezerwowane)
32
host
KLASY ADRESÓW
▸Klasa A - zakres adresów 1.0.0.0 do 126.255.255.255, 126 sieci,
ponad 16 milionów hostów w sieci
▸Klasa B – zakres adresów 128.0.0.0 do 191.255.255.255, 16384
sieci, ponad 65 tysięcy hostów w sieci
▸Klasa C – zakres adresów 192.0.0.0 do 223.255.255.255, 2097152
sieci, 254 hosty w sieci
▸Klasa D – zakres adresów 224.0.0.0 do 239.255.255.255,
zarezerwowana dla adresów grupowych (multicast)
▸Klasa E – zarezerwowana do innych celów
11
PRZYCZYNY WYKORZYSTANIA
PODSIECI
▸Przyczyny powstania podsieci:
▹kurcząca sie pula adresów IP
▹nieefektywny mechanizm klas - nie ma firm, które
wykorzystałyby w pełni adresy klasy A;
▹większość sieci ma nie więcej nic kilkadziesiąt
hostów
▸Podsieci tworzy sie „pożyczając” bity z części hosta dla
części sieci
12
MASKA PODSIECI (ANG. SUBNET MASK)
▸Maska podsieci to liczba służąca do wyodrębnienia w adresie IP
części sieciowej od części hosta.
▸Możliwe zapisy maski podsieci:
▹11111111 11111111 11111111 00000000
▹255.255.255.0
▹24
▸Przykład:
▹adres IP: 192.168.1.0
sieć
host
▹maska: 24
co oznacza, że:
▹adres IP: 11000000 10101000 00000001 00000000
▹maska: 11111111 11111111 11111111 00000000
CZĘŚĆ SIECI I CZĘŚĆ HOSTA
▸Maska podsieci oddziela nam adres sieci od adresu hosta w
danej podsieci
▸Przykład:
▹adres IP:
▹maska:
11000000 10101000 00000001 00000000
11111111 11111111 11111111 00000000
▸Znaczenie bitów w części hosta:
▹same zera – adres sieci
▹same jedynki – adres rozgłoszeniowy danej sieci
▹pozostałe kombinacje – adres konkretnego urządzenia
14
ADRESACJA IP
▸dostępna liczba hostów w podsieci: 2n-2, gdzie n to liczba bitów
w części hosta
▸2 adresy są niedostępne:
▹cześć hosta złożona z samych zer, to adres podsieci
▹cześć hosta złożona z samych jedynek to adres
rozgłoszeniowy w podsieci
▸Nie zawsze da sie optymalnie zaadresować podsieć
▹np. dla 20 hostów trzeba wziąć 5 bitów, czyli podsieć, w której
może być max. 30 komputerów
15
PRZYKŁADY ADRESÓW IP
▸Na co wskazują poniższe adresy:
▹192.168.1.0/24
▹192.168.1.128/24
▹192.168.1.255/24
▹192.168.1.128/25
▸Czy taka komenda zadziała?
(router-config)# ip route 192.168.1.128
255.255.255.0 FastEthernet0/1
16
ADRESY SPECJALNE
▸0.0.0.0 – nasza sieć
▸127.a.b.c – adres naszego komputera (loopback)
▸255.255.255.255 – adres rozgłoszeniowy lokalny
(broadcast) – nie jest przekazywany przez routery
17
ADRESY PRYWATNE
▸Adresy z poniższej puli służą do adresacji prywatnej:
▹10.0.0.0 – 10.255.255.255 (10.0.0.0/8)
▹1 klasa A
▹172.16.0.0 – 172.31.255.255 (172.16.0.0/12)
▹16 klas B
▹192.168.0.0 – 192.168.255.255 (192.168.0.0/16)
▹256 klas C
▸Adresy z puli prywatnej nie są przydzielane przez centralne
agencje. Można je stosować dowolnie w prywatnych sieciach,
jednak nie są one przesyłane do publicznej sieci.
18
KONFIGURACJA URZĄDZENIA
▸Konfiguracja sieci w urządzeniu to ustawienie 3 wartości:
▹adresu IP urządzenia (ang. IP address)
▹maski podsieci (ang. subnet mask)
▹adresu bramy domyślnej (ang. default gateway)
▸Do czego potrzebne są te 3 wartości?
▹adres IP identyfikuje urządzenie
▹maska podsieci służy do określenia, czy dane urządzenie znajduje
się w naszej podsieci
▹do bramy domyślnej przesyłamy wszystkie pakiety do urządzeń,
które znajdują się poza naszą podsiecią
19
PRZYKŁAD KOMUNIKACJI W SIECI IP
Ruter
IP: 192.168.1.1
Wysyłamy pakiet na adres:
192.168.1.20
1.Sprawdzamy, czy adres
jest w naszej podsieci
2.Używamy ARP do
znalezienia adresu MAC
odbiorcy
3.Tworzymy pakiet, a
następnie ramkę
Przełącznik
konfiguracja:
• IP: 192.168.1.10
• maska: 24
• DG: 192.168.1.1
Internet
20
PRZYKŁAD KOMUNIKACJI W SIECI IP
Ruter
IP: 192.168.1.1
Wysyłamy pakiet na adres:
192.168.2.20
1.Sprawdzamy, czy adres
jest w naszej podsieci
2.Używamy ARP do
znalezienia adresu MAC
bramy dom.
3.Tworzymy pakiet, a
następnie ramkę
Przełącznik
konfiguracja:
• IP: 192.168.1.10
• maska: 24
• DG: 192.168.1.1
Internet
21
PROTOKÓŁ IPV6
▸protokół który ma zastąpić poprzednika: IPv4
▸został zdefiniowany w 1995 roku
▸daje możliwość adresowania bardzo dużej liczby urządzeń
▸wielkość nagłówka to 40 bajtów (IPv4 - 20 bajtów)
▸mimo większego nagłówka, ma on mniej pól
22
NAGŁÓWEK PROTOKOŁU IPV6
dane
0
nagłówek
15 16
Wersja
31
Typ ruchu
Etykieta przepływu
Wielkość danych
Następny nagł.
Limit skoków
Adres źródła (128 bitów)
Adres przeznaczenia (128 bitów)
dane
23
ADRESACJA W IPV6
▸adres źródłowy i przeznaczenia — najważniejsza różnica
pomiędzy IPv4 a IPv6
▸przykład notacji adresu IPv6:
▹2001:0db8:0000:0000:0000:0000:1428:57ab
▹2001:0db8:0000:0000:0000::1428:57ab
▹2001:0db8:0:0:0:0:1428:57ab
▹2001:0db8:0:0::1428:57ab
▹2001:0db8::1428:57ab
▹2001:db8::1428:57ab
▸zera można zagregować przy pomocy zapisu ::
▸zera w danej czwórce pominąć
24
Dziękuję za uwagę
Kontakt: [email protected]