Настройка сетей Microsoft дома и в офисе. Учебный курс
Шрифт:
– Поле Datagram Length (длина дейтаграммы) содержит длину IP-пакета в целом. Длина раздела данных пакета вычисляется при помощи вычитания значения, хранящегося в поле IHL, из данного значения.
– Поле Identification (идентификация). Протокол IP часто разбивает сообщение, полученное протоколом высокого уровня, на меньшие по размеру пакеты в зависимости от максимального размера фрейма, поддерживаемого базовой сетевой технологией. После получения пакетов необходимо выполнить их повторную сборку. Компьютер-отправитель помещает в данное поле уникальный номер, соответствующий каждому фрагменту сообщения. В этом случае для каждого пакета в конкретном сообщении в данном 16-битовом поле будет содержаться одно и то же значение.
– Поле Flags (флаги) содержит различные флаговые биты. Нулевой бит резервируется и всегда должен содержать нулевое значение. Первый бит определяет флаг DF (Don't Fragment, He фрагментировать). Второй бит определяет флаг MF (More Fragments, Дополнительные фрагменты).
– Поле Fragment Offset (смещение фрагмента). Если бит MF установлен равным единице, данное поле используется для указания позиции фрагмента в исходном сообщении, благодаря чему обеспечивается успешная повторная сборка пакета.
– Поле TTL (Time to Live, время существования). В этом поле определяется время, в течение которого IP-пакет циркулирует в сети. При каждом прохождении пакета через маршрутизатор значение этого поля уменьшается на единицу.
– Поле Protocol (протокол) содержит числовой код применяемого протокола, присвоенный организацией ICANN.
– Поле Header Checksum (контрольная сумма заголовка) содержит контрольную сумму, вычисляемую по всем полям заголовка IP-пакета. Это значение вычисляется повторно при каждом прохождении IP-пакета через маршрутизатор, поскольку при этом изменяется значение поля TTL.
– Поле Source IP Address (IP-адрес компьютера отправителя). Как и следует из названия, в этом поле находится IP-адрес компьютера, которым был отправлен данный пакет.
– Поле Destination IP Address (IP-адрес компьютера-получателя). Как и следует из названия, в этом поле находится IP-адрес компьютера, которому предназначается данный пакет.
– Поле Options (параметры). В этом поле указываются дополнительные параметры, определяющие различные аспекты дальнейшей обработки пакета данных.
– Поле Padding (дополнение). Назначение этого поля – дополнение заголовка пакета таким образом, чтобы его длина была постоянной и составляла 32 бита.
Теперь следует тщательнее рассмотреть, как в процессе работы формируются и распознаются IP-адреса.
IP-адреса
Интернет представляет собой набор сетей, которые объединены с помощью маршрутизаторов. В результате этого формируется «суперсеть». Образование подобной структуры возможно, поскольку протокол IP обеспечивает правильную адресацию каждой сети, подключенной к Интернету, а также идентификацию узлов, имеющих отношение к конкретной сети. В процессе выполнения маршрутизации пакетов IP-адрес применяется для пересылки данных в требуемую локальную сеть. Как только пакет данных достигает маршрутизатора, находящегося в этой сети, в дело вступает MAC-адрес компьютера-получателя данного пакета. При этом используется узловой раздел IP-адреса, а также сведения из таблицы маршрутизации, в которой указано соответствие между МАС-адресами и узловыми разделами IP-адреса в локальной сети. Если соответствие не найдено, в локальной сети используется протокол ARP в целях определения адресов и добавления их в таблицу маршрутизации.
Классы IP-адресов
Существует пять классов IP-адресов (А, В, С, D и Е). Класс, к которому относится данный IP-адрес, определяется его первыми четырьмя битами (длина IP-адреса составляет 32 бита в версии протокола IPv4). В данном случае эти четыре бита определяют сетевой раздел IP-адреса (адресация сети), в то время как оставшиеся биты образуют узловой раздел IP-адреса (адресация узла в сети).
Для IP-адресов из класса А первый бит равен нулю, остальные же биты могут принимать произвольные значения. Если воспользоваться стандартной точечно-десятичной
Следует отметить, что сетей класса А меньше всего. Это связано с тем, что в адресах из этой категории для идентификации сети используется только первый байт. Оставшиеся байты адреса используются для идентификации узла в сети. Поскольку первый бит адреса всегда равен нулю, для формирования сетевого адреса используются оставшиеся 7 битов. По этой причине в сетях класса А доступно лишь 127 сетевых адресов (двоичное число 01111111 соответствует десятичному числу 127).
Но, как говорится, нет худа без добра. Сети класса А могут содержать наибольшее количество сетевых узлов, поскольку оставшиеся три байта используются для определения узлового раздела IP-адреса. Эти три байта могут определять значение, которое в десятичной записи соответствует числу 16777215 (24 бита, значение каждого из которых равно 1). Учитывая ноль, можно понять, что с помощью трех байтов возможно определение до 16 777216 IP-адресов (224). Поэтому в одной сети класса А возможно одновременно «мирное сосуществование» свыше 16 миллионов сетевых компьютеров.
А вот общее количество сетей класса А существенно меньше – не более 127. Диапазон IP-адресов сетей класса А – от 0.0.0.0 до 127.255.255.255. Если некий адрес попадает в этот диапазон, можно с полной уверенностью утверждать, что он является адресом из сети класса А.
IP-адреса, относящиеся к классу В, характеризуются тем, что значения первых двух битов равны единице и нулю, соответственно. Если использовать точечно-десятичную запись, то адреса этого типа попадают в диапазон значений от 128.0.0.0 до 191.255.255.255. В двоичном формате десятичное число 128 эквивалентно 10000000. Десятичное значение 191 преобразуется в двоичное число 10111111. Оба эти значения на первом месте содержат двоичные числа 10, что служит признаком IP-адреса класса В. Поскольку два первых байта адреса класса В используются для адресации сети, два оставшихся байта применяются для определения адресов узлового компьютера. Простые вычисления позволяют сказать, что в данном классе имеется до 16384 допустимых сетевых адресов. В каждой сети класса В может располагаться не более 65536 (216) отдельных компьютеров.
Характерный признак IP-адресов из класса С заключается в том, что первые три бита равны 1, 1 и 0, соответственно. После преобразования в точечно-десятичный формат получим, что IP-адреса из класса С относятся к диапазону от 192.0.0.0 до 223.255.255.255. В данном случае первые три байта используются для сетевого раздела адреса, а один байт применяется для формирования адреса узла. Общее количество сетей из класса С достигает 2097152. В каждой сети этого класса может находиться до 256 узловых компьютеров. Таким образом, общее количество сетей класса С является наибольшим, а в каждой сети находится минимальное количество компьютеров.
ПРИМЕЧАНИЕ
В настоящее время для вновь создаваемых сетей назначаются IP-адреса, относящиеся к классу С. Это связано с тем, что именно этот класс обладает небольшим избытком IP-адресов, тогда как классы адресов А и В уже давно закрыты.
До сих пор шла речь об IP-адресах, применяемых для адресации в локальных сетях. Следует упомянуть еще два класса адресов, применяемых в служебных целях. Диапазон адресов из класса D зарезервирован для широковещательной рассылки, когда сетевые пакеты отсылаются нескольким сетевым узлам одновременно. Адреса из класса D (в точечно-десятичной нотации) относятся к диапазону от 224.0.0.0 до 239.255.255.255. Причем в данном случае отсутствуют специфические байты, используемые для идентификации сетевого или узлового раздела IP-адреса. Это означает, что потенциально может существовать до 268435456 уникальных IP-адресов из этого класса.