КОНСПЕКТ_ЛЕКЦИЙ_Сети_и_телекоммуникации (853866), страница 11

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 11)

Некоторые IP-адреса являются выделенными и трактуются по-особому, как показано на рис. 5.2

Рис.5.2 Выделенные IP-адреса

Как показано на рис. 5.2, в выделенных IP-адресах все нули соответствуют либо данному узлу, либо данной IP-сети, а IP-адреса, состоящие из всех единиц, используются при широковещательных передачах. Для ссылок на всю IP-сеть в целом используется IP-адрес с нулевым номером узла. Особый смысл имеет IP-адрес, первый октет которого равен 127. Он используется для тестирования программ и взаимодействия процессов в пределах одной машины. Когда программа посылает данные по IP-адресу 127.0.0.1, то образуется как бы "петля". Данные не передаются по сети, а возвращаются модулям верхнего уровня, как только что принятые. Поэтому в IP-сети запрещается присваивать машинам IP-адреса, начинающиеся со 127.

5.2 Имена сетей и узлов.

Людям удобнее называть машины по именам, а не числами. Например, у машины по имени alpha может быть IP-адрес 223.1.2.1. В маленьких сетях информация о соответствии имен IP-адресам хранится в файлах "hosts" на каждом узле. Конечно, название файла зависит от конкретной реализации.

В больших сетях эта информация хранится на сервере и доступна по сети.

Несколько строк из файла "hosts" могут выглядеть примерно так:

В первом столбце - IP-адрес, во втором - название машины.

В большинстве случаев файлы "hosts" могут быть одинаковы на всех узлах. Заметим, что об узле delta в этом файле есть всего одна запись, хотя на (рис.5.1). он имеет три IP-адреса. Узел delta доступен по любому из этих IP-адресов. Какой из них используется, не имеет значения. Когда узел delta получает IP-пакет и проверяет IP-адрес места назначения, то он опознает любой из трех своих IP-адресов.

IP-сети также могут иметь имена. Например, для трех IP-сетей файл "networks" может выглядеть так:

В первой колонке -, во второй - имя сети.

В данном примере alpha является узлом номер 1 в сети development, beta является узлом номер 2 в сети development и т.д.

Показанный выше файл hosts удовлетворяет потребности пользователей, но для управления сетью internet удобнее иметь названия всех сетевых интерфейсов. Менеджер сети, возможно, заменит строку, относящуюся к delta:

223.1.2.4 devnetrouter delta

223.1.3.1 accnetrouter

223.1.4.1 facnetrouter

Эти три строки файла hosts задают каждому IP-адресу узла delta символьные имена. Фактически, первый IP-адрес имеет два имени: "devnetrouter" и "delta", которые являются синонимами. На практике имя "delta" используется как общеупотребительное имя машины, а остальные три имени - для администрирования сети.

Файлы hosts и networks используются командами администрирования и прикладными программами. Они не нужны собственно для работы сети Internet, но облегчают ее использование.

5.3. Подсети

Как известно, IP-адрес состоит из двух иерархических уровней. Необходимость во введении третьего уровня иерархии — уровня подсетей — была продиктована возникновением дефицита номеров сетей и резким ростом таблиц маршрутизации маршрутизаторов в Internet. После введения уровня подсети номер устройства разделяется на две части — номер подсети и номер устройства в этой подсети (рис.5.3).

Рис.5.3 Формирование трехуровневой иерархии адресов

Увеличение количества уровней снимает проблему роста таблиц маршрутизации благодаря тому, что информация о топологии корпоративных сетей становится ненужной магистральным маршрутизаторам Internet. Маршруты из сети Internet до любой конкретной подсети, расположенной в сети с данным IP-адресом, одинаковы и не зависят от того, в какой подсети расположен получатель. Это стало возможным благодаря тому, что все подсети сети с данным номером используют один и тот же сетевой префикс, хотя их номера (номера подсетей) разные. Маршрутизаторам в частной сети требуется различать отдельные подсети, но для маршрутизаторов Internet все подсети относятся к единственной записи в таблице маршрутизации. Это позволяет администратору частной сети вносить любые изменения в логическую структуру своей сети, не влияя на размер таблиц маршрутизации маршрутизаторов Internet.

Кроме того, легко решается проблема выделения номеров при росте организации. Организация получает номер сети, а затем администратор произвольно присваивает номера подсетей для каждой внутренней сети. Это позволяет организации расширять свою сеть без необходимости получения еще одного сетевого номера.

На рис.5.4 показана корпоративная сеть (класса В), состоящая из нескольких логических подсетей. Граничный маршрутизатор получает весь трафик из сети Internet, адресованный к сети 130.5.0.0 и передает его внутренним подсетям, основываясь на информации, содержащейся в третьем октете.

Рис. 5.4 Подсети

Перечислим некоторые преимущества, которые обеспечивает формирование подсетей внутри частной сети:

Размер глобальных таблиц маршрутизации в сети Internet не растет;

Администратор может по своему усмотрению создавать новые подсети без необходимости получения новых номеров сетей;

Изменение топологии частной сети не влияет на таблицы маршрутизации в сети Internet, поскольку маршрутизаторы в Internet не имеют маршрутов в индивидуальные подсети организации — они хранят только маршрут с общим номером сети.

Адресное пространство сети Internet может быть разделено на непересекающиеся подпространства - "подсети", с каждой из которых можно работать как с обычной сетью TCP/IP. Таким образом, единая IP-сеть организации может строиться как объединение подсетей. Как правило, подсеть соответствует одной физической сети, например, одной сети Ethernet.

Конечно, использование подсетей необязательно. Можно просто назначить для каждой физической сети свой сетевой номер, например, номер класса C.

Однако такое решение имеет два недостатока. Первый, и менее существенный, заключается в пустой трате сетевых номеров. Более серьезный недостаток состоит в том, что если ваша организация имеет несколько сетевых номеров, то машины вне ее должны поддерживать записи о маршрутах доступа к каждой из этих IP-сетей. Таким образом, структура IP-сети организации становится видимой для всего мира. При каких-либо изменениях в IP-сети информация о них должна быть учтена в каждой из машин, поддерживающих маршруты доступа к данной IP-сети.

Подсети позволяют избежать этих недостатков. Большая организация (например, провайдер) может получить один сетевой номер, например, номер класса B. Стандарты TCP/IP определяют структуру IP-адресов. Для IP-адресов класса B первые два октета являются номером сети. Оставшаяся часть IP-адреса может использоваться как угодно.

Администратор сети может решить, что третий октет будет определять номер подсети, а четвертый октет - номер узла в ней. Администратор сети должны описать конфигурацию подсетей в файлах, определяющих маршрутизацию IP-пакетов. Это описание является локальным для вашей организации и не видно вне ее. Все машины вне рассматриваемой организации видят одну большую IP-сеть. Следовательно, они должны поддерживать только маршруты доступа к шлюзам, соединяющим рассматриваемую IP-сеть с остальным миром. Изменения, происходящие в IP-сети организации, не видны вне ее. Администратор сети легко можете добавить новую подсеть, новый шлюз и т.п.

После того, как решено использовать подсети или множество IP-сетей, администратор сети должен решить, как назначать им номера. Обычно это довольно просто.

Каждой физической сети, например, Ethernet или Token Ring, назначается отдельный номер подсети или номер сети. В некоторых случаях имеет смысл назначать одной физической сети несколько подсетевых номеров.

Например, предположим, что имеется сеть Ethernet, охватывающая три здания. Ясно, что при увеличении числа машин, подключенных к этой сети, придется ее разделить на несколько отдельных сетей Ethernet. Для того, чтобы избежать необходимости менять IP-адреса, когда это произойдет, можно заранее выделить для этой сети три подсетевых номера - по одному на здание. (Это полезно и в том случае, когда не планируется физическое деление сети.

Просто такая адресация позволяет сразу определить, где находится та или иная машина.) Однако прежде, чем выделять три различных подсетевых номера одной физической сети, тщательно проверьте, что все ваши программы способны работать в такой среде.

5.4 Маска подсети

Если маршрутизаторы в сети Internet используют только сетевой префикс адреса получателя для передачи трафика в организацию, то маршрутизаторы внутри частной сети организации используют расширенный сетевой префикс для передачи трафика индивидуальным подсетям. Расширенным сетевым префиксом называют префикс сети и номер подсети. Так что схему на рис.5.3 можно представить также следующим образом (рис. 5.5):

Рис. 5.5 Расширенный сетевой префикс

Понятие расширенного сетевого префикса, по сути, эквивалентно понятию маска подсети (subnet mask). Маска подсети — это двоичное число, содержащее единицы в тех разрядах, которые относятся к расширенному сетевому префиксу. Маска подсети позволяет разделить IP-адрес на две части: номер подсети и номер устройства в этой подсети.

Характеристики

Список файлов лекций