что такое номер хоста
Основы сетевых технологий — IP-адреса, сетевые маски и подсети
В этом руководстве мы рассмотрим некоторые из основ сетевых технологий. Мы не будем ничего взламывать, но прочитав эту статью, вы узнаете множество вещей, которые пригодятся впоследствии, особенно когда вы будете использовать nmap. Также советуем вам просмотреть страницы всех перечисленных в данной публикации понятий в Википедии, поскольку вдаваться в подробности мы не будем.
IP-адрес
Как узнать внешний IP адрес из командной строки мы узнали с вами из этой темы. IP-адрес — это просто 32-битный адрес, который должно иметь любое устройство в любой сети (использующей протокол IP/TCP). Обычно он выражается в десятичной, а не двоичной системе счисления, потому что так его проще писать. Например:
Из двоичной формы ясно, что IP действительно является 32-битным числом. Он может находиться в диапазоне от 0.0.0.0 до 255.255.255.255 (в двоичной форме от всех нулей ко всем единицам). [Первый октет чаще всего не превышает 127. Но здесь мы об этом рассказывать не будем.]
Части IP-адреса
Потребность в сетевых масках
Но у разных сетей имеются различные потребности. Конфигурация, описанная выше, позволяет создать множество сетей (первые 3 октета являются номером сети и могут принимать различные значения, а не только 192.168.1.0 ), но в каждой их них могут находиться только 256 (на самом деле 254) хостов. Некоторым сетям может потребоваться больше (больше чем 255 хостов на одну сеть). Именно поэтому в сетях нет «жёстких» стандартов для номера хоста и номера сети. Вместо этого они могут указывать свои собственные конфигурации. Использование первых 3 октетов для номера сети, а последнего октета для номера хоста встречается довольно часто, но делать так ни в коем случае не обязательно. Благодаря сетевым маскам мы получаем гибкий набор конфигураций, подходящих для любых случаев.
Сетевая маска
Сетевая маска применяется для разделения IP-адреса в подсетях.
Начнём с простого примера. Допустим, мы хотим задать сетевую маску, которая работала бы так же, как беспроводной маршрутизатор в предыдущем примере. То есть первые 3 октета должны быть номером сети, а следующий — номером хоста.
Давайте подумаем, с помощью какой операции можно разделить части IP-адреса, отвечающие за сеть и хоста. Мы могли бы просто указать, после какого октета начинается номер хоста [фактически говоря, что всё после третьей точки (.) — номер хоста]. Хотя это простое решение, оно не слишком удобно. Вместо него был предложен более элегантный и математический подход.
Как работает сетевая маска
Сначала, поясню вам математический функционал сетевой маски. Предложим, что А — IP-адрес, а М — сетевая маска. Тогда,
Таким образом, сетевая маска — это, фактически, 32-битный двоичный номер (так же как и IP-адрес), целью которого является выдача номера хоста и номера сети после выполнения операции побитовое И с А.
Пример
Вы всё лучше поймёте, рассмотрев следующий пример:
Конвертируем их в двоичную систему счисления и выполняем нужные операции.
A&M — IP сети, которая нам нужна
M — IP хоста, который нам нужен
Пояснение
Фактически, если вы поймёте, что 11111111 — это 255 в десятичной системе, то увидите, что для частей IP-адресов, указывающих на сети, нужно устанавливать подсеть 255. А части, указывающие на хостов, должны равняться 0.
Если вы хотите зарезервировать 2 октета для сетей и 2 для хостов, тогда подсеть будет выглядеть так
Если для хостов нужно 3 октета, тогда
Следовательно, используя сетевые маски, мы можем добиться требуемого результата, то есть указания необходимого количества хостов. Рассмотрим этот вопрос чуть глубже.
Подсети
Предположим, вы хотите разделить свою сеть на части. Это суб-сети, известные как подсети.
Перейдём к практике. Пусть M — сетевая маска.
Первые 3 октета описывают сеть. Но в 4-м октете, который предназначается для хоста, 2 самых важных бита (первые с левой стороны) являются единицами. Поэтому 2 важнейших бита 4-го октета будут видны после выполнения побитовой операции И. Они будут являться частью номера сети, однако, принадлежат к октету хоста. Таким образом, эти 2 бита, относящиеся к октету хоста, но отображающиеся в IP-адресе сети, разделяют сеть на подсети. Из 2 битов можно составить 4 возможные комбинации 00, 01, 10 и 11, поэтому в сети будет 4 подсети.
Пример подсети
Вернёмся к нашей «A»,
Ранее, независимо от содержимого 4-го октета А, после выполнения операции A&M мы бы получили 4 октет, состоящий из одних только 0, то есть номер сети. На этот раз результатом будут 2 самых важных бита в номере сети. В зависимости от значения xx (может равняться 00, 01, 10 или 11) будет сформировано четыре подсети. Теперь давайте посмотрим, какой набор хостов относится к каждой из подсетей.
Какие хосты относятся к каждой их подсетей
Итак, сетевая маска М разделила сеть на 4 равные подсети, содержащие по 64 хоста. Существуют и более сложные подсети, применяющиеся в определённых областях. Я рекомендую вам ознакомиться со страницей Википедии, посвящённой маскам подсетей, чтобы получить об этом более полное представление. Здесь я уже объяснил достаточно, чтобы вы могли без проблем понять содержимое Википедии по данной теме.
Особые IP-адреса
0.0.0.0 = Все IP-адреса на локальной машине. Любой контент, размещённый на данном IP, будет доступен всем устройствам в сети.
127.0.0.1 = локальный хост. Обращение машины к самой себе.
255.255.255.255 = Широковещательный адрес. Данные, отправляемые на этот IP, будут переданы всем хостам в сети (похоже на работу радио).
В заключение
✅ Продвигай курсы школы Кодебай и зарабатывай от 18% с каждой продажи
✔ Веб-мастерам, у которых есть посещаемый онлайн-ресурс — блог, каталог, сервис, портал;
✔ Блогерам, у которых есть свой YouTube, Instagram, Twitter, сообщество Вконтакте, телеграм-канал;
✔ Всем желающим, которые готовы зарабатывать и расти вместе с нами.
Делись реферальной ссылкой и получай высокий доход с продажи курсов. Регистрируйся codeby.school/aff
2 thoughts to “Основы сетевых технологий — IP-адреса, сетевые маски и подсети”
Спасибо за перевод статьи. В оригинале есть ошибки, которые перешли в этот перевод.
M = 00000000.00000000.00000000.11111111 (0.255.255.255)
M= 11000000.10101000.00000001.00000000 (0.0.0.1)
M = 00000000.00000000.00000000.11111111 (0.0.0.255)
M= 00000000.00000000.00000000.00000001 (0.0.0.1)
M = 11111111.11111111.11111111.11000000 (255.255.255.0)
M = 11111111.11111111.11111111.11000000 (255.255.255.192)
Что такое ip-адрес, маска подсети, хост, адрес сети
Из этой статьи Вы узнаете: Что такое ip-адрес, что такое маска подсети, что такое адрес сети, адрес хоста и как всё это рассчитывается!
ip-адрес записывается в виде четырёх чисел, от 0 до 255, разделённых точками.
Например: 192.168.1.1
Каждое из этих чисел представляет собой 1 байт, то-есть может принимать максимум 256 значений. Если перевести числа ip-адреса в двоичную систему, то это можно увидеть наглядно.
Например выше приведённый адрес в двоичной системе будет выглядеть таким образом:
В ip-адресе записывается адрес сети и адрес хоста (чаще его называют адресом компьютера в сети). Часть нулей и единиц является адресом сети, а какая-то часть является хостом. Для того чтобы понять что и где находится нужна как раз “маска подсети”.
Маска подсети это тоже набор чисел от 0 до 255, только в двоичной системе сначала в ней идут всегда единицы, а затем уже нули.
Рассмотрим пример, пусть у нас будет такого рода маска подсети: 255.255.255.0
В двоичной системе она будет иметь такой вид:
На месте единиц в ip-адресе записывается адрес сети, а на месте нулей – номер хоста.
Определим адрес сети.. У нас теперь есть две пары чисел в двоичной системе, это ip адрес и маска подсети:
Мы можем просто выписать все числа, которые находятся над единицами, либо мы можем перемножить разряды, то есть верхнюю первую единицу на нижнюю, получится тоже самое..
То есть адрес сети будет равен:
В десятичной системе этот результат будет равен 192.168.1.0 (то есть это будет адрес сети).
А номер компьютера это оставшиеся числа под нулями то есть вот эти:
При этом хостом не может быть ноль, потому что у нас получится адрес сети, тот самый 192.168.1.0. И хостом не могут быть все единицы, потому что для всех единиц у нас зарезервирован широковещательный адрес, то есть из всех возможностей, из 256-ти, которые могут быть, хостом могут быть только 254.
Теперь попробуем определить, сколько различных хостов может быть для такой вот маски:
255.255.224.0
Запишем каждый байт такой маски в двоичной системе счисления:
Нам нужно узнать сколько у нас здесь возможных хостов.
Эта часть маски необходима для определения маски адреса сети.
А под хосты у нас выделено 13 нулей. Соответственно каждый разряд этой части ip-адреса у нас может принимать либо единицу, либо ноль. Проще говоря здесь возможное количество вариантов – два.. так как либо единица – 1, либо ноль – 0 варианты.. И того, два варианта в 13 степени, что равно 8192.
Однако у нас не может быть хоста со всеми нулями или со всеми единицами, то есть мы должны вычесть из него ещё 2 адреса. В итого будет равняться 8190.
То есть для маски 255.255.224.0 у нас возможно 8190 различных ip адресов.
Ну разумеется это только базовые знания построения адресации сетей, например мы не рассматривали зарезервированные адреса для подсетей и т.д. Но в целом этого вполне достаточно, чтобы решать задания уровня ЕГЭ.
Понимание основ TCP/IP-адресов и подсети
Эта статья предназначена как общее введение к понятиям сетей и подсетей протокола Интернета (IP). В конце статьи включается глоссарий.
Применяется к: Windows 10 — все выпуски
Исходный номер КБ: 164015
Сводка
При настройке протокола TCP/IP на компьютере Windows, параметры конфигурации TCP/IP требуют:
Чтобы правильно настроить TCP/IP, необходимо понять, как адресованы сети TCP/IP и разделены на сети и подсети.
Успех TCP/IP как сетевого протокола Интернета во многом объясняется его способностью подключать сети разных размеров и системы разных типов. Эти сети произвольно определяются на три основных класса (наряду с несколькими другими), которые имеют заранее определенные размеры. Каждая из них может быть разделена системными администраторами на более мелкие подсети. Маска подсети используется для разделения IP-адреса на две части. Одна часть определяет хост (компьютер), другая — сеть, к которой она принадлежит. Чтобы лучше понять, как работают IP-адреса и подсети, посмотрите IP-адрес и узнайте, как он организован.
IP-адреса: сети и хосты
IP-адрес — это 32-битный номер. Он уникально идентифицирует хост (компьютер или другое устройство, например принтер или маршрутизатор) в сети TCP/IP.
IP-адреса обычно выражаются в формате dotted-decimal с четырьмя номерами, разделенными периодами, такими как 192.168.123.132. Чтобы понять, как подсети используются для различия между хостами, сетями и подсетями, изучите IP-адрес в двоичной нотации.
Например, ip-адрес 192.168.123.132 (в двоичной нотации) — это 32-битный номер 110000000101000111101110000100. Это число может быть трудно понять, поэтому разделите его на четыре части из восьми двоичных цифр.
Эти 8-битные разделы называются octets. В этом примере IP-адрес становится 11000000.10101000.01111011.10000100. Это число имеет немного больше смысла, поэтому для большинства применений преобразуем двоичный адрес в формат dotted-decimal (192.168.123.132). Десятичные числа, разделенные периодами, — это октеты, преобразованные из двоичных в десятичные.
Чтобы сеть TCP/IP широкой области (WAN) эффективно работала в качестве коллекции сетей, маршрутизаторы, которые передают пакеты данных между сетями, не знают точного расположения хоста, для которого предназначен пакет информации. Маршрутизаторы знают только о том, какая сеть является членом хоста, и используют сведения, хранимые в таблице маршрутов, чтобы определить, как получить пакет в сеть принимающего пункта назначения. После доставки пакета в сеть назначения пакет доставляется соответствующему хосту.
Маска subnet
Второй элемент, необходимый для работы TCP/IP, — это маска подсети. Маска подсети используется протоколом TCP/IP для определения того, находится ли хост в локальной подсети или в удаленной сети.
В TCP/IP части IP-адреса, используемые в качестве сетевых и хост-адресов, не исправлены. Если у вас нет дополнительных сведений, то сетевые и хост-адреса выше не могут быть определены. Эта информация предоставляется в другом 32-битовом номере, называемом подсетевой маской. В этом примере маска подсети — 255.255.255.0. Это не очевидно, что это число означает, если вы не знаете 255 в двоичной нотации равно 11111111. Таким образом, подсетевая маска 1111111.1111111.11111111.000000000.
Разделять IP-адрес и подсетевую маску вместе, можно разделять сетевые и хост-части адреса:
Первые 24 бита (количество из них в подсети) определены как сетевой адрес. Последние 8 битов (количество оставшихся нулей в маске подсети) определены как адрес хоста. Он дает следующие адреса:
Итак, в этом примере с помощью маски подсети 255.255.255.0 используется сетевой ID 192.168.123.0, а адрес хоста — 0.0.0.132. Когда пакет поступает в подсеть 192.168.123.0 (из локальной подсети или удаленной сети) и имеет адрес назначения 192.168.123.132, компьютер получает его из сети и обрабатывает его.
Почти все маски десятичных подсетей преобразуются в двоичные числа, которые являются слева, и все нули справа. Некоторые другие распространенные подсети маски:
Десятичный двоичный 255.255.255.192 1111111.11111111.1111111.11000000 0 255.255.255.224 1111111.11111111.1111111.11100000
Internet RFC 1878 (доступна в InterNIC-Public Information Regarding Internet Domain Name Registration Services)описывает допустимые подсети и подсети, которые можно использовать в сетях TCP/IP.
Классы сети
Интернет-адреса выделяются организацией InterNIC,управляющей Интернетом. Эти IP-адреса делятся на классы. Наиболее распространенными из них являются классы A, B и C. Классы D и E существуют, но не используются конечными пользователями. Каждый из классов адресов имеет другую подсетевую маску по умолчанию. Класс IP-адреса можно определить, посмотрев его первый октет. Ниже следующую следующую линейку адресов Интернета класса A, B и C, каждый из которых имеет пример:
Сети класса A используют маску подсети по умолчанию 255.0.0.0 и имеют 0-127 в качестве первого октета. Адрес 10.52.36.11 — это адрес класса А. Его первый octet — 10, то есть от 1 до 126 включительно.
Сети класса B используют маску подсети по умолчанию 255.255.0.0 и имеют 128-191 в качестве первого октета. Адрес 172.16.52.63 — это адрес класса B. Его первый octet — 172, который составляет от 128 до 191 включительно.
Сети класса C используют маску подсети по умолчанию 255.255.255.0 и имеют 192-223 в качестве первого октета. Адрес 192.168.123.132 — это адрес класса C. Его первый octet 192, который находится между 192 и 223, включительно.
В некоторых сценариях значения маски подсети по умолчанию не соответствуют потребностям организации по одной из следующих причин:
В следующем разделе рассказывается, как можно разделить сети с помощью масок подсети.
Subnetting
Сеть TCP/IP класса A, B или C может быть дополнительно разделена системным администратором или подсети. Это становится необходимым при согласовании логической адресной схемы Интернета (абстрактного мира IP-адресов и подсетей) с физическими сетями, которые используются в реальном мире.
Системный администратор, которому выделен блок IP-адресов, может управлять сетями, которые не организованы таким образом, чтобы легко вписываться в эти адреса. Например, у вас есть широкая сеть с 150 хостами в трех сетях (в разных городах), подключенных маршрутизатором TCP/IP. Каждая из этих трех сетей имеет 50 хостов. Вам выделена сеть класса C 192.168.123.0. (Для иллюстрации этот адрес на самом деле из диапазона, который не выделяется в Интернете.) Это означает, что для 150 хостов можно использовать адреса 192.168.123.1 по 192.168.123.254.
Два адреса, которые не могут использоваться в вашем примере, являются 192.168.123.0 и 192.168.123.255, так как двоичные адреса с хост-частью всех и все нули недействительны. Нулевой адрес недействителен, так как используется для указания сети без указания хоста. 255-й адрес (в двоичной нотации— хост-адрес всех) используется для передачи сообщения каждому хосту в сети. Просто помните, что первый и последний адрес в любой сети или подсети не может быть назначен любому отдельному хосту.
Теперь вы можете предоставить IP-адреса 254 хостов. Он отлично работает, если все 150 компьютеров находятся в одной сети. Однако 150 компьютеров находятся в трех отдельных физических сетях. Вместо того, чтобы запрашивать дополнительные блоки адресов для каждой сети, вы разделите сеть на подсети, которые позволяют использовать один блок адресов в нескольких физических сетях.
В этом случае вы разделите сеть на четыре подсети, используя подсетевую маску, которая делает сетевой адрес больше и возможный диапазон адресов хостов меньше. Другими словами, вы «заимствуете» некоторые биты, используемые для хост-адреса, и используете их для сетевой части адреса. Подсетевая маска 255.255.255.192 предоставляет четыре сети по 62 хостов каждая. Он работает, так как в двоичной нотации 255.255.255.192 то же самое, что и 11111111.1111111.110000000. Первые две цифры последнего октета становятся сетевыми адресами, поэтому вы получаете дополнительные сети 00000000 (0), 010000000 (64), 10000000 (128) и 110000000 (192). (Некоторые администраторы будут использовать только две подсети с использованием 255.255.255.192 в качестве маски подсети. Дополнительные сведения по этому вопросу см. в разделе RFC 1878.) В этих четырех сетях последние шесть двоичных цифр можно использовать для хост-адресов.
Используя подсетевую маску 255.255.255.192, сеть 192.168.123.0 становится четырьмя сетями 192.168.123.0, 192.168.123.64, 192.168.123.128 и 192.168.123.192. Эти четыре сети будут иметь допустимые хост-адреса:
192.168.123.1-62 192.168.123.65-126 192.168.123.129-190 192.168.123.193-254
Помните, что двоичные хост-адреса со всеми или всеми нулями являются недействительными, поэтому нельзя использовать адреса с последним октетом 0, 63, 64, 127, 128, 191, 192 или 255.
Вы можете увидеть, как это работает, глядя на два хост-адреса, 192.168.123.71 и 192.168.123.133. Если используется маска подсети класса C по умолчанию 255.255.255.0, оба адреса находятся в сети 192.168.123.0. Однако, если вы используете подсетевую маску 255.255.255.192, они находятся в разных сетях; 192.168.123.71 на сети 192.168.123.64, 192.168.123.133 — на сети 192.168.123.128.
Шлюзы по умолчанию
Если компьютер tCP/IP должен общаться с хостом в другой сети, он обычно общается с помощью устройства, называемого маршрутизатором. В терминах TCP/IP маршрутизатор, указанный в хосте, который связывает подсеть хостов с другими сетями, называется шлюзом по умолчанию. В этом разделе объясняется, как TCP/IP определяет, отправлять ли пакеты в шлюз по умолчанию для достижения другого компьютера или устройства в сети.
Когда хост пытается взаимодействовать с другим устройством с помощью TCP/IP, он выполняет процесс сравнения с помощью определенной подсети и IP-адреса назначения по сравнению с подсети и собственным IP-адресом. В результате этого сравнения компьютеру сообщается, является ли назначение локальным хостом или удаленным хостом.
Если в результате этого процесса определяется назначение локального хоста, компьютер отправляет пакет в локальной подсети. Если в результате сравнения определяется назначение удаленного хоста, компьютер перенаправлен пакет в шлюз по умолчанию, определенный в свойствах TCP/IP. После этого маршрутизатор несет ответственность за перенаправку пакета в правильную подсеть.
Устранение неполадок
Проблемы сети TCP/IP часто возникают из-за неправильной конфигурации трех основных записей в свойствах TCP/IP компьютера. Понимая, как ошибки в конфигурации TCP/IP влияют на сетевые операции, можно решить множество распространенных проблем TCP/IP.
Неправильная маска подсети. Если сеть использует подсетевую маску, не подлежащую маске по умолчанию для своего класса адресов, и клиент по-прежнему настроен с помощью маски подсети по умолчанию для класса адресов, связь не будет работать с некоторыми соседними сетями, но не с удаленными. Например, если вы создаете четыре подсети (например, в примере подсетей), но используете неправильную подсетевую маску 255.255.255.0 в конфигурации TCP/IP, хосты не смогут определить, что некоторые компьютеры находятся на разных подсетях, чем их собственные. В этой ситуации пакеты, предназначенные для хостов различных физических сетей, которые являются частью одного и того же адреса класса C, не будут отправлены в шлюз по умолчанию для доставки. Распространенным симптомом этой проблемы является то, что компьютер может общаться с хостами, которые находятся в локальной сети, и может общаться со всеми удаленными сетями, за исключением тех сетей, которые находятся поблизости и имеют один и тот же адрес класса A, B или C. Чтобы устранить эту проблему, просто введите правильную подсетевую маску в конфигурации TCP/IP для этого хоста.
Неправильный IP-адрес. Если вы ставите компьютеры с IP-адресами, которые должны быть на отдельных подсетях в локальной сети друг с другом, они не смогут общаться. Они будут пытаться отправлять пакеты друг другу с помощью маршрутизатора, который не может переадретировать их правильно. Симптомом этой проблемы является компьютер, который может общаться с хостами в удаленных сетях, но не может общаться с некоторыми или всеми компьютерами в локальной сети. Чтобы устранить эту проблему, убедитесь, что все компьютеры одной физической сети имеют IP-адреса в одной подсети IP. Если в одном сегменте сети иссякли IP-адреса, существуют решения, которые выходят за рамки этой статьи.
Неправильный шлюз по умолчанию: компьютер, настроенный с неправильным шлюзом по умолчанию, может взаимодействовать с хостами в своем сетевом сегменте. Но он не сможет общаться с хостами в некоторых или всех удаленных сетях. Хост может общаться с некоторыми удаленными сетями, но не с другими, если верны следующие условия:
Эта проблема распространена, если в организации есть маршрутизатор к внутренней сети TCP/IP и другой маршрутизатор, подключенный к Интернету.
Ссылки
Две популярные ссылки на TCP/IP:
Рекомендуется, чтобы системный администратор, отвечающий за сети TCP/IP, мог иметь хотя бы одну из этих ссылок.
Глоссарий
Адрес трансляции— IP-адрес с хост-частью, которая является всеми.
Host—A computer or other device on a TCP/IP network.
Internet—Глобальная коллекция сетей, подключенных друг к другу и общих IP-адресов.
InterNIC—Организация, ответственная за администрирование IP-адресов в Интернете.
IP—Сетевой протокол, используемый для отправки сетевых пакетов через сеть TCP/IP или Интернет.
IP-адрес — уникальный 32-битный адрес для хоста в сети TCP/IP или в Интернете.
Network—Существует два использования сети терминов в этой статье. Одна из них — это группа компьютеров в одном физическом сегменте сети. Другой — диапазон адресов IP-сети, выделенный системным администратором.
Сетевой адрес— IP-адрес с хост-частью, которая имеет все нули.
Octet—8-bit number, 4 из которых состоят из 32-битного IP-адреса. Они имеют диапазон 000000000-1111111, соответствующий десятичных значениям 0-255.
RFC (Запрос на комментарий)—Документ, используемый для определения стандартов в Интернете.
Маршрутизатор— устройство, которое передает сетевой трафик между различными IP-сетями.
Subnet Mask — 32-битный номер, используемый для разграничеть сетевые и хост-части IP-адреса.
Subnet или Subnetwork — это сеть меньшего размера, созданная путем деления более крупной сети на равные части.
TCP/IP—Используется широко, набор протоколов, стандартов и утилит, обычно используемых в Интернете и крупных сетях.
Широкая сеть области (WAN)—Большая сеть, которая является коллекцией небольших сетей, разделенных маршрутизаторами. Интернет — пример большого WAN.