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 Maska podsieci Brama domyślna Przykład komunikacji w sieciach IP Protokół IPv6
ŚWIAT BINARNY Świat cyfrowy działa w oparciu o binarną reprezentację sygnałów 2 1 = 2 2 2 = 4 2 3 = 8 2 4 = 16 2 5 = 32 2 6 = 64 2 7 = 128 2 8 = 256 2 9 = 512 2 10 = 1024 2 11 = 2048 2 12 = 4096 2 16 = 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 0 15 16 31 0 1 1 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 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 1 1 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 1 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 0 1 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 dane 7
NAGŁÓWEK PROTOKOŁU IPV4 dane nagłówek 0 15 16 31 Wersja IHL Typ usługi Całkowita długość Identyfikacja Flagi Przesunięcie Czas życia Protokół 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 0 sieć 8 16 24 32 host Klasa B 10 sieć host Klasa C 110 sieć host Klasa D (multicast) Klasa E (zarezerwowane) 1110 1111 niezdefiniowane niezdefiniowane
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 maska: 24 sieć host 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: 11000000 10101000 00000001 00000000 maska: 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: 2 n -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 Wysyłamy pakiet na adres: 192.168.1.20 Ruter IP: 192.168.1.1 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 Wysyłamy pakiet na adres: 192.168.2.20 Ruter IP: 192.168.1.1 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 nagłówek 0 15 16 31 Wersja 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: robert.wojcik@kt.agh.edu.pl