Основы телекоммуникаций. Адресация в сетях TCP/IPV4

Содержание

Слайд 2

УЧЕБНЫЕ ВОПРОСЫ 1. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СТЕКА ПРОТОКОЛОВ TCP\IP. ПРОТОКОЛЫ МАРШРУТИЗАЦИИ. 2. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ IPv4 - АДРЕСАЦИИ.

УЧЕБНЫЕ ВОПРОСЫ 

1. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СТЕКА ПРОТОКОЛОВ TCP\IP. ПРОТОКОЛЫ МАРШРУТИЗАЦИИ.

2. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ

IPv4 - АДРЕСАЦИИ.
Слайд 3

ТИП АДРЕСОВ ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В СТЕКЕ TCP/IP MAC-адрес Символьные имена IP-адрес

ТИП АДРЕСОВ ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В СТЕКЕ TCP/IP

MAC-адрес 

Символьные имена

IP-адрес

Слайд 4

СЕТЕВОЙ ПРОТОКОЛ TCP/IP Сетевой протокол — набор правил, позволяющий осуществлять обмен

СЕТЕВОЙ ПРОТОКОЛ TCP/IP

Сетевой протокол — набор правил, позволяющий осуществлять обмен данными

между составляющими сеть устройствами, например, между двумя сетевыми картами

Стек - это набор разноуровневых протоколов, объединенных в группу.

Стек протоколов TCP/IP — это два протокола, являющиеся основой связи в сети Интернет.
Протокол TCP разбивает передаваемую информацию на порции (пакеты) и нумерует их.
С помощью протокола IP все пакеты передаются получателю.
Далее с помощью протокола TCP проверяется, все ли пакеты получены. При получении всех порций TCP располагает их в нужном порядке и собирает в единое целое.

Слайд 5

ЗАПИСЬ IP- АДРЕСА.

ЗАПИСЬ IP- АДРЕСА.

Слайд 6

ОСОБЕННОСТИ СТЕКА ПРОТОКОЛОВ TCP/IP • Открытые стандарты протоколов, разрабатываемые независимо от

ОСОБЕННОСТИ СТЕКА ПРОТОКОЛОВ TCP/IP

• Открытые стандарты протоколов, разрабатываемые независимо от программного

и аппаратного обеспечения;
• Независимость от физической среды передачи;
• Система уникальной адресации;
• Стандартизованные протоколы высокого уровня для распространенных пользовательских сервисов.
Слайд 7

СТЕК ПРОТОКОЛОВ TCP/IP

СТЕК ПРОТОКОЛОВ TCP/IP

Слайд 8

ИНКАПСУЛЯЦИЯ ПАКЕТОВ В СТЕКЕ TCP/IP

ИНКАПСУЛЯЦИЯ ПАКЕТОВ В СТЕКЕ TCP/IP

Слайд 9

СЕТЕВОЙ УРОВЕНЬ И ПРОТОКОЛ IP

СЕТЕВОЙ УРОВЕНЬ И ПРОТОКОЛ IP

Слайд 10

СЕТЕВОЙ УРОВЕНЬ И ПРОТОКОЛ IP Основные задачи: • Адресация; • Маршрутизация;

СЕТЕВОЙ УРОВЕНЬ И ПРОТОКОЛ IP

Основные задачи:
• Адресация;
• Маршрутизация;
• Фрагментация датаграмм;
• Передача

данных.

Структура дейтограммы IP. Слова по 32 бита

Слайд 11

ПРОТОКОЛЫ ДИНАМИЧЕСКОЙ МАРШРУТИЗАЦИИ • RIP (Routing Information Protocol) - протокол передачи

ПРОТОКОЛЫ ДИНАМИЧЕСКОЙ МАРШРУТИЗАЦИИ

• RIP (Routing Information Protocol) - протокол передачи

маршрутной информации, маршрутизаторы динамически создают маршрутные таблицы.
• OSPF (Open Shortest Path First) - протокол "Открой кротчайший путь первым", является внутренним протоколом маршрутизации.
• IGP (Interior Gateway Protocols) - внутренние протоколы маршрутизации, распространяет маршрутную информацию внутри одной автономной системе.
• EGP (Exterior Gateway Protocols) - внешние протоколы маршрутизации, распространяет маршрутную информацию между автономными системами.
• BGP (Border Gateway Protocol) - протокол граничных маршрутизаторов.
Слайд 12

СЛУЖЕБНЫЕ IP-ПРОТОКОЛЫ ICMP (Internet Control Message Protocol) - расширение протокола IP,

СЛУЖЕБНЫЕ IP-ПРОТОКОЛЫ

ICMP (Internet Control Message Protocol) - расширение протокола IP,

позволяет передавать сообщения об ошибке или проверочные сообщения.
IGMP (Internet Group Management Protocol) - позволяет организовать многоадресную рассылку средствами IP.
RSVP (Resource Reservation Protocol) - протокол резервирования ресурсов.
ARP (Address Resolution Protocol) - протокол преобразования IP-адреса и адреса канального уровня.
Слайд 13

ТРАНСПОРТНЫЙ УРОВЕНЬ

ТРАНСПОРТНЫЙ УРОВЕНЬ

Слайд 14

ТРАНСПОРТНЫЙ УРОВЕНЬ ПРОТОКОЛ TCP TCP (Transfer Control Protocol) – протокол контроля

ТРАНСПОРТНЫЙ УРОВЕНЬ ПРОТОКОЛ TCP

TCP (Transfer Control Protocol) – протокол контроля передачи,

протокол TCP применяется в тех случаях, когда требуется гарантированная доставка сообщений.

Основные особенности:
• Устанавливается соединение.
• Данные передаются сегментами. Модуль TCP нарезает большие сообщения (файлы) на пакеты, каждый из которых передается отдельно, на приемнике наоборот файлы собираются. Для этого нужен порядковый номер (Sequence Number - SN) пакета.
• Посылает запрос на следующий пакет, указывая его номер в поле "Номер подтверждения" (AS). Тем самым, подтверждая получение предыдущего пакета.
• Делает проверку целостности данных, если пакет битый посылает повторный запрос.

Слайд 15

ТРАНСПОРТНЫЙ УРОВЕНЬ ПРОТОКОЛ TCP Структура дейтограммы TCP. Слова по 32 бита

ТРАНСПОРТНЫЙ УРОВЕНЬ ПРОТОКОЛ TCP

Структура дейтограммы TCP. Слова по 32 бита

Слайд 16

ТРАНСПОРТНЫЙ УРОВЕНЬ ПРОТОКОЛ UDP UDP (Universal Datagram Protocol) - универсальный протокол

ТРАНСПОРТНЫЙ УРОВЕНЬ ПРОТОКОЛ UDP

UDP (Universal Datagram Protocol) - универсальный протокол передачи

данных, более облегченный транспортный протокол, чем TCP.

Основные отличия от TCP:
• Отсутствует соединение между модулями UDP.
• Не разбивает сообщение для передачи.
• При потере пакета запрос для повторной передачи не посылается.

Слайд 17

ТРАНСПОРТНЫЙ УРОВЕНЬ ПРОТОКОЛ UDP Структура дейтограммы UDP. Слова по 32 бита

ТРАНСПОРТНЫЙ УРОВЕНЬ ПРОТОКОЛ UDP

Структура дейтограммы UDP. Слова по 32 бита

Слайд 18

СЕТЕВОЙ АДРЕС

СЕТЕВОЙ АДРЕС

Слайд 19

СЕТЕВОЙ АДРЕС IP-адреса представляют собой основной тип адресов, на основании которых

СЕТЕВОЙ АДРЕС

IP-адреса представляют собой основной тип адресов, на основании которых сетевой

уровень передает пакеты между сетями.
IP-адрес – это уникальная 32-разрядная последовательность двоичных цифр, с помощью которых компьютер однозначно идентифицируется в IP-сети.
Для удобства работы с IP-адресами 32-разрядную последователь-ность обычно разделяют на 4 части по 8 бит (октеты), каждый октет переводят в десятичное число и при записи разделяют эти числа точками.
IP-адрес назначается администратором во время конфигурирова-ния компьютеров и маршрутизаторов.
IP-адрес состоит из двух частей: номера сети и номера узла.
Слайд 20

IP-АДРЕС - Идентификатор сети (network ID) – определяет физическую сеть. Он

IP-АДРЕС

- Идентификатор сети (network ID) – определяет физическую сеть. Он одинаков

для всех узлов в одной сети и уникален для каждой сети, включенной в объединенную сеть.
- Идентификатор хоста (host ID) – соответствует конкретному узлу (компьютеру, маршрутизатору и т.д) в данной сети.

Идентификатор сети занимает старшую часть IP-адреса, идентификатор хоста - младшую
Присвоение IP-адресов хостам осуществляется:
вручную, настраивается системным администратором во время настройки вычислительной сети;
автоматически, с использование специальных протоколов (в частности, с помощью протокола DHCP - Dynamic Host Configuration Protocol, протокол динамической настройки хостов).

Слайд 21

КЛАССЫ IP-АДРЕСОВ (КЛАССЫ СЕТЕЙ)

КЛАССЫ IP-АДРЕСОВ (КЛАССЫ СЕТЕЙ)

Слайд 22

КЛАССЫ IP-АДРЕСОВ (КЛАССЫ СЕТЕЙ)

КЛАССЫ IP-АДРЕСОВ (КЛАССЫ СЕТЕЙ)

Слайд 23

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МАСОК В IP АДРЕСАЦИИ Маска - это число, которое используется

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МАСОК В IP АДРЕСАЦИИ

Маска - это число, которое используется в

паре с IP-адресом; двоичная запись маски содержит единицы в тех разрядах, которые должны в IP-адресе интерпретироваться как номер сети.
класс А - 11111111. 00000000. 00000000. 00000000 (255.0.0.0);
класс В - 11111111. 11111111. 00000000. 00000000 (255.255.0.0);
класс С - 11111111. 11111111. 11111111. 00000000 (255.255.255.0).
Слайд 24

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МАСОК В IP АДРЕСАЦИИ

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МАСОК В IP АДРЕСАЦИИ

Слайд 25

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МАСОК В IP АДРЕСАЦИИ

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МАСОК В IP АДРЕСАЦИИ

Слайд 26

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МАСОК В IP АДРЕСАЦИИ Существует также короткий вариант записи маски,

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МАСОК В IP АДРЕСАЦИИ

Существует также короткий вариант записи маски, называемый

префиксом или короткой маской. В частности сеть 80.255.147.32 с маской 255.255.255.252, можно записать в виде 80.255.147.32/30, где «/30» указывает на количество двоичных единиц в маске, то есть тридцать бинарных единиц (отсчет ведется слева направо).
Слайд 27

ОСОБЫЕ IP АДРЕСА 1.Адрес обратной связи (шлейфовый адрес) - 127.0.0.1 Посылаемое

ОСОБЫЕ IP АДРЕСА

1.Адрес обратной связи (шлейфовый адрес) - 127.0.0.1 Посылаемое

сообщение не передается в сеть, а передается программным модулям верхнего уровня. Используется для тестирования ПО TCP/IP на локальном компьютере (сетевой адаптер не проверяется).
2. 0.0.0.0 (все нули) – неопределенный адрес. Обозначает адрес узла, который сгенерировал этот пакет. (Адрес шлюза по умолчанию, т.е. адрес компьютера, которому следует направлять информационные пакеты, если они не нашли адресата в локальной сети (таблице маршрутизации)).
3. Адрес сети – в поле адреса хоста все “0” Позволяет адресовать всю сеть. Пример: Адрес класса С: 195.33.19.0
Слайд 28

ОСОБЫЕ IP АДРЕСА 4. Групповой адрес (широковещание – broadcast) - в

ОСОБЫЕ IP АДРЕСА

4. Групповой адрес (широковещание – broadcast) - в

поле адреса хоста все “1” Пакет рассылается все хостам ЛВС, номер которой указан в поле адреса сети Пример: Адрес класса С: 195.33.19.255
5. Ограниченное широковещание (limited broadcast) – все разряды адреса “1”. Пакет рассылается все хостам той же ЛВС, в которой находится хост посылающий сообщение. Ограниченность означает, что пакет не выйдет за границы данной сети Пример: 255.255.255.255 (Сообщения, переданные по этому адресу, получают все узлы локальной сети, содержащей компьютер-источник сообщения).
6. Хост в данной сети - в поле адреса сети все “0”. Хост назначения принадлежит той же сети, что и хост который отправил пакет. Может использоваться только как адрес отправителя Пример: Адрес класса С: 0.0.0.5
Слайд 29

IP-АДРЕСА ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В ЛОКАЛЬНЫХ СЕТЯХ

IP-АДРЕСА ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В ЛОКАЛЬНЫХ СЕТЯХ

Слайд 30


Слайд 31

БЕСКЛАССОВАЯ МЕЖ ДОМЕННАЯ МАРШРУТИЗАЦИЯ (CIDR) Структуризации сетей (разделение сетей на подсети)

БЕСКЛАССОВАЯ МЕЖ ДОМЕННАЯ МАРШРУТИЗАЦИЯ (CIDR)

Структуризации сетей (разделение сетей на подсети)

Организации

выделен непрерывный диапазон адресного пространства сети 210.22.64.0/23. В организации имеется четыре структурных подразделения, в которых необходимо развернуть 250, 120, 60 и 30 рабочих мест (хостов) соответственно.
Для организации подсети размером 250 хостов, из 9 разрядов (32 – 23 = 9) адреса узла исходной сети необходимо выделить 8 младших разрядов под адресацию узлов (Ny= 28-2=254>250) и один разряд под адресацию. Т.е. адресное пространство исходной сети, вклю-чающее 29 = 512 адресов, делится на два подпространства по 256 адресов, первое из которых отдается для адресации узлов первой подсети, содержащей 250 узлов.

Пример деления сети на 4 подсети по 250, 120, 60, 30 узлов.

Пример распределения битов IP-адреса при делении сети на 4 подсети по 250, 120, 60, 30 узлов

Слайд 32

ПРОТОКОЛ ДИНАМИЧЕСКОГО КОНФИГУРИРОВАНИЯ ХОСТОВ DHCP Протокол динамического конфигурирования хостов автоматизирует процесс

ПРОТОКОЛ ДИНАМИЧЕСКОГО КОНФИГУРИРОВАНИЯ ХОСТОВ DHCP

Протокол динамического конфигурирования хостов автоматизирует процесс

конфигурирования сетевых интерфейсов, включая автоматизацию распределения IP-адресов. При конфигурировании помимо IP адресов сетевых интерфейсов (и соответствующих масок) устройству сообщается ряд других конфигурационных параметров, например, маска и IP адрес маршрутизатора по умолчанию, IP-адрес DNS-сервера, доменного компьютера и т. п. Протокол DHCP автоматизирует процесс назначения IP-адресов и конфигурирования параметров хоста. Протокол DHCP работает в соответствии с моделью клиент-сервер. Во время старта системы компьютер, являющийся DHCP-клиентом, посылает в сеть широковещательный запрос на получение IP-адреса. DHCP-сервер откликается и посылает сообщение содержащее IP-адрес и некоторые другие конфигурационные параметры. При этом сервер DHCP может работать в разных режимах, включая: ручное назначение статических адресов; автоматическое назначение статических адресов; автоматическое распределение динамических адресов. Во всех режимах работы администратор при конфигурировании DHCP сервера сообщает ему один или несколько диапазонов IP-адресов, причем все эти адреса относятся к одной сети, то есть имеют одно и то же значение в поле номера сети.
Слайд 33

ПРОТОКОЛ ДИНАМИЧЕСКОГО КОНФИГУРИРОВАНИЯ ХОСТОВ DHCP При автоматическом статическом способе DHCP-сервер присваивает

ПРОТОКОЛ ДИНАМИЧЕСКОГО КОНФИГУРИРОВАНИЯ ХОСТОВ DHCP

При автоматическом статическом способе DHCP-сервер присваивает

IP-адрес из пула наличных IP-адресов без вмешательства оператора. Границы пула назначаемых адресов задает администратор при конфигурировании DHCP-сервера. Адрес дается клиенту из пула в постоянное пользование, то есть с неограниченным сроком аренды. Между идентификатором клиента и его IP-адресом по-прежнему, как и при ручном назначении, существует постоянное соответствие. Оно устанавливается в момент первого назначения DHCP-сервером IP-адреса клиенту. При всех последующих запросах сервер возвращает тот же самый IP-адрес. Таким образом, DHCP обеспечивает надежный и простой способ конфигурации сети TCP/IP, гарантируя отсутствие дублирования адресов за счет централизованного управления их распределением в своей сети. Заметим, что адрес узла в протоколе IP назначается независимо от локального адреса узла. Узел может входить в несколько IP-сетей. Тогда он имеет несколько IP-адресов, по числу сетевых связей. Т.е. IP-адрес характеризует не отдельный маршрутизатор, а одно сетевое соединение (сетевой интерфейс).
Слайд 34

ПРОТОКОЛ ДИНАМИЧЕСКОГО КОНФИГУРИРОВАНИЯ ХОСТОВ DHCP

ПРОТОКОЛ ДИНАМИЧЕСКОГО КОНФИГУРИРОВАНИЯ ХОСТОВ DHCP

Слайд 35

ПРОТОКОЛ ДИНАМИЧЕСКОГО КОНФИГУРИРОВАНИЯ ХОСТОВ DHCP

ПРОТОКОЛ ДИНАМИЧЕСКОГО КОНФИГУРИРОВАНИЯ ХОСТОВ DHCP

Слайд 36

ПРОТОКОЛ ДИНАМИЧЕСКОГО КОНФИГУРИРОВАНИЯ ХОСТОВ DHCP

ПРОТОКОЛ ДИНАМИЧЕСКОГО КОНФИГУРИРОВАНИЯ ХОСТОВ DHCP