Адресация в компьютерной сети

Всего теоретически IPv4-адресов может быть:

2³² = 2¹⁰*2¹⁰*2¹⁰*2²

 = 1024*1024*1024*4

 ≈ 1000*1000*1000*4 = 4 млрд.

довольно много из них «съедается» под различные нужды.

Четыре октета (байта) в десятичном представлении без начальных нулей, разделенные точками: 192.168.11.10

В заголовке IP-пакета есть поля:  

source IP - адреса источника (кто посылает) 

destination IP: назначения (кому). 

Как на почтовом конверте. 

Внутри пакетов у IP-адресов нет никаких масок. Разделителей между октетами тоже нет. Просто 32-бита на адрес назначения и еще 32 на адрес источника.

Когда IP-адрес присваивается интерфейсу компьютера или маршрутизатора, то кроме самого адреса данного устройства ему назначают еще и маску подсети.

Компьютерам маска подсети нужна для определения границ подсети.

Чтоб каждый мог определить, кто находится с ним в одной подсети, а кто — за ее пределами. Внутри одной сети компьютеры обмениваются пакетами «напрямую», а когда нужно послать пакет в другую сеть — шлют их шлюзу по умолчанию

Маска подсети — это тоже 32-бита. Но в отличии от IP-адреса, нули и единицы в ней не могут чередоваться. Всегда сначала идет сколько-то единиц, потом сколько-то нулей. Например:

255.255.248.0

=11111111.11111111.11111000.00000000

В данном примере длина маски 21 

(21 единица).

В маске сначала записывается N единиц, потом 32-N нулей. Несложно догадаться, что такая форма записи является избыточной. Вполне достаточно числа N, называемого длиной маски. Так и делают: пишут 192.168.11.10/21

вместо

192.168.11.10 255.255.248.0.

IP адрес: 192.168.11.10 

Маска: 255.255.248.0 

Чтобы определить границы подсети, компьютер делает побитовое умножение (логическое И) между IP-адресом и маской, получая на выходе адрес с обнуленными битами в позициях нулей маски. Рассмотрим пример 192.168.11.10/21:

11000000.10101000.00001011.00001010 – адрес компьютера;

11111111.11111111.11111000.00000000 – маска подсети.
---------------------------------------------- - поразрядная конъюнкция.
11000000.10101000.00001000.00000000 = 192.168.8.0  - это и есть адрес сети (подсети)

Адрес 192.168.8.0, со всеми обнуленными битами на позициях, соответствующих нулям в маске, называется адресом подсети.

Его нельзя использовать в качестве адреса для интерфейса того или иного хоста. Если же эти биты (соответствующие 0 в маске) наоборот, установить в единицы, то получится адрес:

11000000.10101000.00001111.11111111, или

192.168.15.255.

Этот адрес называется широковещательным адресом (бродкастом) для данной сети.

Рассмотрим пример 192.168.11.10/21:
Адрес компьютера:
11000000.10101000.00001011.00001010

Маска:
11111111.11111111.11111000.00000000
Адрес сети:

11000000.10101000.00001000.00000000

Широковещательный адрес

11000000.10101000.00001111.11111111=

192.168.15.255

Этот адрес также нельзя использовать в качестве адреса хоста.

Количество хостов в подсети определяется как 2^32-N-2, где N — длина маски. Чем длиннее маска, тем меньше в ней хостов.

Маска:
11111111.11111111.11111000.00000000

Длина маски 21.

Компьютеров в подсети 2^32-21-2=2046
(не учитываем адрес сети и широковещательный адрес)

Рассмотрим пример 192.168.11.10/21:
Адрес компьютера:
11000000.10101000.00001011.00001010

Маска:
11111111.11111111.11111000.00000000
Порядковый номер компьютера в подсети:

011.00001010₂=776

Задача.

Маска подсети 255.255.255.224 и IP-адрес компьютера в сети 162.198.0.157.

Определить:

1. Адрес подсети;
2. Широковещательный адрес;
3. Количество компьютеров в сети;
4. Порядковый номер компьютера в сети.

Маска:

11111111.11111111.11111111.11100000

Адрес компьютера:

10100010.11000110.00000000.10011101

Адрес подсети (побитовая конъюнкция)

10100010.11000110.00000000.10000000

162.198.0.128

Маска:

11111111.11111111.11111111.11100000

Адрес подсети :

10100010.11000110.00000000.10000000

Бродкаст:

10100010.11000110.00000000.10011111

162.198.0.159

Маска:

11111111.11111111.11111111.11100000

Длина маски: 27

Количество адресов: 2^32-27-2=30

Маска:

11111111.11111111.11111111.11100000

Адрес компьютера:

10100010.11000110.00000000.10011101

Номер компьютера в сети

11101₂=29