Дәріс 5 Желілік адресация
Бұл дәріс желілік адресацияның маңызды аспектілеріне, атап айтқанда IP хаттамасы мен оның жіктелуіне арналған. Біз IP мекенжайларының қалай жұмыс істейтінін, олардың әртүрлі кластарын және Интернеттегі деректер байланысын қамтамасыз етудегі рөлін қарастырамыз.
TCP/IP: Желіаралық байланыстың негізі
Гетерогенді ортадағы үйлесімділік
TCP/IP хаттамалар тобы әртүрлі типтегі компьютерлер арасындағы байланысты қамтамасыз етеді, бұл оны Желіаралық Желі (ЖЕЖ) үшін стандартты хаттама етеді. Оның үйлесімділігі мен бағыттауды қолдауы оны желіаралық хаттама ретінде таптырмас етеді.
Ашық жүйе және OSI үлгісі
TCP/IP ашық жүйеге негізделген және OSI моделінің жүйелік архитектурасына сәйкес келеді. Бұл оның әмбебаптығын және әртүрлі желілік орталарда интеграциялану қабілетін көрсетеді. Microsoft корпорациясының TCP/IP-де іс жүзінде төрт деңгейлі моделі бар.
Деңгейлік құрылым
TCP/IP стегі Windows сокеттары, NetBIOS сияқты қолданбалы интерфейстерден бастап, NDIS, Ethernet, FDDI сияқты физикалық деңгейге дейін әртүрлі деңгейлерді қамтиды. Бұл күрделі құрылым деректердің тиімді және сенімді жеткізілуін қамтамасыз етеді.
IP хаттамасы: Деректерді бағыттау негіздері
IP хаттамасы желілік деңгейде орналасқан және жіберуші мен қабылдаушы арасында "дейтаграмма" деп аталатын деректер блоктарын жіберуді қамтамасыз етеді. Бұл - қосылыссыз хаттама, яғни IP деректердің жеткізілгенін растамайды, алынған деректердің тұтастығын бақыламайды және қызметтік ақпаратпен қамтылмаған.
IP хаттамасы әрбір дейтаграмманы жеке және тәуелсіз бірлік ретінде өңдейді. Оның негізгі мақсаты – дейтаграммаларды бағыттау, яғни дейтаграммалардың түйіннен түйінге өтетін жолдарын анықтау.
Анықтамалар:
IP хаттамасының сенімсіздігіне қарамастан, ол деректерді жылдам және икемді жеткізуді қамтамасыз етеді, бұл Интернеттің негізгі тірегі болып табылады.
IP адрестің форматы және бірегейлігі
IP адрестің екілік және ондық форматы
IP адрес 32 биттен тұрады, оны екілік немесе ондық форматта көрсетуге болады. Мысалы:
Нүктелермен бөлінген ондық сандар түсінуге және қолдануға оңайырақ, бірақ түпкілігінде олар екілік кодты білдіреді.
Бірегейлік және InterNIC рөлі
Интернеттегі немесе интражелідегі әрбір IP адрес қайталанбайтын, бірегей болуы тиіс. Егер желі Интернетке қосылмаған болса, адрестерді тағайындауда проблема туындамайды. Алайда, егер ұйымның желісі Интернетке қосылуы қажет болса, InterNIC (Internet Information Centre) адрестерді тарату мен тағайындауға жауап береді.
InterNIC Интернеттегі әрбір адресті жеке қадағаламайды, оның орнына ұйымдарға бағыныңқы желілерге қажетті түйіндерді құруға мүмкіндік беретін желілік идентификаторларды бөледі. Ұйым өзінің бағыныңқы желісіне ыңғайлы желілік идентификаторды орната алады.
IP адрестердің жіктелуі: A, B, C кластары
A класы
Бірінші октет желі идентификаторы үшін қолданылады, ал қалған үш октет түйін идентификаторы үшін қолданылады. Бірінші октеттің бірінші биті әрдайым 0-ге тең. Желілік бөлік өлшемі: 8 бит. Мүмкін желілер саны: 126. Әр желідегі түйіндер саны: 16,777,214.
Бұл класс өте үлкен желілерге арналған, көбінесе әскери немесе университет ұйымдарына бөлінеді.
B класы
Алғашқы екі октет желі идентификаторы үшін, қалған екі октет түйін идентификаторы үшін қолданылады. Бірінші октеттің алғашқы екі биті әрдайым 10-ға тең. Желілік бөлік өлшемі: 14 бит. Мүмкін желілер саны: 16,384. Әр желідегі түйіндер саны: 65,534.
Бұл класс орта және үлкен желілерге арналған, бірақ адрестерді алу қиынға соғады.
C класы
Алғашқы үш октет желі идентификаторы үшін, қалған бір октет түйін идентификаторы үшін қолданылады. Бірінші октеттің алғашқы үш биті әрдайым 110-ға тең. Желілік бөлік өлшемі: 21 бит. Мүмкін желілер саны: 2,097,152. Әр желідегі түйіндер саны: 254.
Бұл класс түйіндер саны аз кішігірім желілерге арналған.
IP адрестердің жіктелуі: D және E кластары
D класы
D класы кең таралатын хабарламаларға (multicast) қолданылады. Бұл кластың адресінің бірінші октетінің үлкен биттері әрдайым 1110-ға тең. Бұл оның D класына жататындығын анықтауға мүмкіндік береді.
Кең таралатын хабарламалар деректерді бір мезгілде көптеген қабылдаушыларға жіберуді қажет ететін қолданбалар үшін өте маңызды, мысалы, бейне конференциялар немесе онлайн ойындар.
E класы
Е класы болашақ қолданушылар үшін сақталған адрестердің эксперименталды класы. Бұл кластың адрестеріндегі үлкен биттер 1111-ге тең. Бұл адрестерді қазіргі уақытта қоғамдық Интернетте пайдалануға болмайды.
Бұл класс болашақ технологиялық қажеттіліктер мен желілік архитектураларға арналған резервтік кеңістік ретінде қызмет етеді. Ол болашақтағы IP адрестеудің дамуына икемділік береді.
IP адрестерді таңдау ережелері
Болашаққа жоспарлаңыз
Өз желіңізді болашақта оңай ұлғайтуға болатындай мүмкіндік беретін класты таңдаңыз. Алдын ала жоспарлау желінің масштабын және оның өсу қажеттіліктерін ескеруді талап етеді.
Бірегейлікке көз жеткізіңіз
Сіздің желіңіздің бағыттауышқа қосылған әрбір сегментінің жеке желілік идентификаторы болуы керек. Бұл деректердің дұрыс бағытталуын қамтамасыз етеді және желілік қақтығыстарды болдырмайды.
Сақталған адрестерді қолданбаңыз
Кейбір адрестер диагностикалық мақсаттарға немесе басқа арнайы функцияларға сақталған. Оларды қолдану желілік мәселелерге әкелуі мүмкін. Сақталған адрестер тізімін InterNIC веб-сайтынан табуға болады.
0 және 255 сандарын пайдаланбаңыз
IP адрес ретінде 0-дерден (0.0.0.0) тұратын октеттерді немесе 255-терден (255.255.255.255) тұратын октеттерді пайдалануға болмайды, себебі олардың арнайы мағынасы бар (мысалы, желі адресі немесе хабар тарату адресі).
Классыз домен аралық бағыттау (CIDR)
Қолдануға болатын адрестік кеңістіктің тиімділігін арттыру қажеттілігі IP адрестеудің жаңа классыз домен аралық бағыттау үрдісін (Classless Inter-Domain Routing - CIDR) құруға жағдай жасады.
Дәстүрлі IP кластарын қолданудағы шектеулер желілік ресурстарды тиімсіз пайдалануға әкелді. Мысалы, 2000 компьютері бар желіге C класының 8 адресі немесе бір B класы қажет болады. B класы 65534 түйінді қамти алады, бұл қажеттіліктен әлдеқайда көп.
CIDR 32 биттік IP адресті 21 және 11 биттік екі бөлікке бөлу арқылы бұл мәселені шешеді, бұл бір желіге 2046 адресті береді және бағыттауыш кестесіне бір ғана жазба түседі. Бұл адрестік кеңістікті тиімдірек пайдалануға мүмкіндік береді.
Бағыныңқы желілер және желілік маска
Бағыныңқы желінің анықтамасы
Бағыныңқы желі – IP адрестің түйін идентификаторын сақтайтын бөлігінен желі идентификаторын сақтайтын бөлігіне бірнеше биттің көшірілуі арқылы құрылған желі немесе желі идентификаторы. Бұл желілерді кішігірім, басқарылатын сегменттерге бөлуге мүмкіндік береді.
Бағыныңқы желі маскасы
Бағыныңқы желінің маскасы — адрестердегі қанша биттің желі идентификаторы үшін пайдаланылатынын көрсететін 32-биттік адрес. Ол келесі қағидаға сай құрылады:
CIDR үлгісінде IP адресті a.b.c.d./n түрінде көрсетеді, мұндағы a.b.c.d – IP адрес, n – желілік бөліктегі биттер саны.
Мысал: Бағыныңқы желідегі түйін нөмірін табу
Мысалы, 205.37.193.134/26 IP адресі берілсін. Мұнда /26 26 биттің желі идентификаторы үшін қолданылатынын білдіреді. Бағыныңқы желі маскасы 255.255.255.192 болады.
IP адрес
205.37.193.134
Маска (екілік)
11111111.11111111.11111111.11000000
Логикалық «ЖӘНЕ»
205.37.193.128
Нәтижесінде, бағыныңқы желінің IP адресі 205.37.193.128 болады, ал бұл бағыныңқы желідегі түйін нөмірі 6-ға тең.
Бағыныңқы желілерге бөлудің мақсаттары мен кезеңдері
Бағыныңқы желілерге бөлу қажеттілігі
Бағыныңқы желілерге бөлу кезеңдері
01
Желі идентификаторларының санын анықтау
Жалпы қажетті желі идентификаторларының санын анықтаңыз, желіні болашақта ұзарту мүмкіндігін де ескеріңіз.
02
Түйін идентификаторларының санын анықтау
Әрбір бағыныңқы желі қолдауға тиіс түйіндер идентификаторларының жалпы санын анықтаңыз, болашақта жаңа түйіндердің қосылуын ескеріңіз.
03
Бағыныңқы желі маскасын анықтау
Желі және түйін идентификаторларының қажетті санын қолдауға мүмкіндік беретін бағыныңқы желінің маскасын анықтаңыз.
04
Қолданылатын идентификаторларды анықтау
Желінің қай идентификаторларының қолданылатынын нақтылаңыз.
05
Түйіндерге идентификаторларды тағайындау
Бағыныңқы желілердегі түйіндерге сәйкес идентификаторларды тағайындаңыз.