Протоколы. Адресация в компьютерных сетях. Классы IP-сетей.

Пользователи в Интернет работают по единым правилам. В качестве общего языка в сети Интернет используются протоколы обмена данными. Протоколы - это стандарты, определяющие формы представления и способы пересылки сообщений, процедуры их интерпретации, правила совместной работы различного оборудования в сетях. Протокол – это правила взаимодействия. Например, дипломатический протокол предписывает, как поступать при встрече зарубежных гостей или при проведении приемов. Сетевой протокол предписывает правила работы компьютерам, которые подключены к сети. Стандартные протоколы заставляют разные компьютеры говорить на одном языке. Таким образом осуществляется возможность подключения к Интернет разнотипных компьютеров (IBM, Macintosh), работающих под управлением различных операционных систем (Windows, UNIX, MS DOS).

Правила межсетевой передачи информации были разработаны еще в начале 1970-х годов в рамках проекта американского проекта ARPANET. В 1974 году они были зафиксированы в протоколах заседаний межсетевой рабочей группы, работавшей под руководством Винтона Серфа (Vinton Cerf). Вскоре был опубликован документ, получивший название протокол TCP/IP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol). Этот документ и стал основным стандартом Интернета.

Каждый компьютер в сети (или на сетевом жаргоне хост (host) - узел сети, не являющийся маршрутизатором, т.е. не передающий информацию из одной сети в другую) имеет уникальный двоичный 4-х байтовый адрес, идентифицирующий его в Интернет. Например, Для наглядности каждый байт (или октет) адреса выделен особым цветом. Во избежание ошибок принято после каждого октета адреса, кроме последнего, ставить точку. Тогда адрес запишется как или , если перевести каждый октет в десятичную систему счисления. Таким образом, адрес компьютера записывается в формате A.B.C.D, где 0

Протокол TCP/IP является открытым, с его официальным описанием (RFC-791, RFC- 793) может познакомится в Интернет любой желающий. Неудивительно, что существуют программные реализации этого протокола практически для любой операционной системы. Например, Microsoft TCP/IP для Windows, Berkly TCP/IP для Unix линии BSD и т.д. И, хотя этот протокол не стандартизован ни одним госудаством мира, он стал фактически международным стандартом Интернет. Задание 3.

Как происходит передача данных 1.IP-адрес в двоичном представлении разбивается на 2 части - адрес сети (левая часть адреса) и адрес хоста (правая часть адреса). Например, в адресе первые 24 бита могут быть адресом сети, а последние 8 - адресом хоста. Тогда наш адрес будет выглядеть как , где зеленым цветом выделена сетевая часть адреса (она одинакова для всех хостов локальной сети), а красным - часть адреса, адресующая хост внутри локальной сети. Для того, чтобы быстро вычислять по IP- адресу адрес сети или хоста, используется понятие маски подсети (subnet mask). Это двоичное число, в котором все биты адреса сетевой части адреса равны 1, а все остальные биты равны нулю. В нашем случае для адреса получим маску подсети Маску подсети принято записывать в том же десятичном формате, что и IP-адрес. Для этого нужно каждый байт маски перевести в десятичное число и записать полученные десятичные числа через точки. В нашем случае = = = =0 Ответ: маска подсети. Маску подсети в настоящее время все чаще называют маской сети, что точней отображает ее смысл.

2.Информационные пакеты пересылаются напрямую от компьютера-отправителя к компьютеру- получателю только в пределах одной сети. Если компьютер-получатель находится в другой сети, то информация пересылается специальному компьютеру сети, который называется шлюзом (gateway). Его адрес всегда известен. Об этом заботится системный администратор. Компьютер-шлюз имеет связь с как минимум с одной другой сетью и ретранслирует информацию в нужном направлении. Этот процесс называется маршрутизацией (routing). Если ваш компьютер, имеющий IP адрес и маску подсети должен отправить информацию компьютеру с адресом , то прежде всего ваш компьютер проверит, находится ли получатель информации в той же сети. Для этого двоичное представление адреса получателя он побитово умножит на двоичное представление маски подсети, то в результате получится адрес сети: (адрес компьютера - получателя) * (текущая маска подсети) (адрес сети получателя) Аналогичную процедуру компьютер проделает со своим адресом для того, чтобы узнать адрес своей собственной сети: (адрес компьютера - отправителя) * (текущая маска подсети) (адрес своей собственной сети) Адрес сети получателя совпадает с адресом собственной сети. Следовательно, получатель находится в локальной сети, и информация может быть послана напрямую. Если бы совпадения не произошло, то информация была бы отправлена шлюзу (с адресом, например, ) с указанием адреса получателя , а он переслал бы ее в другую сеть. Этот процесс продолжался бы до тех пор, пока информация не дошла бы до получателя. Задание 4. Задание 4.

Определение настроек протокола IP вашего компьютера Для этого достаточно запустить программу ipconfig (в Windows 9X есть еще программа с графическим интерфейсом winipcfg). Чтобы получить доступ к командной строке, запустите программу FAR Manager и напечатайте ipconfig. Нажмите клавишу и для того, чтобы увидеть результат, закройте панели FAR (например, нажмите сочетание клавиш + ). Занесите полученные параметры в отчет. Примечание. Настройка протокола IP на каждом компьютере локальной сети - одна из задач системного администратора. Он может в принципе задать все параметры вручную. Но если число компьютеров в сети больше десятка, то удобней назначать настройки автоматически в момент загрузки компьютера. Для этого разработан специальный протокол DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol). Наличие у компьютера правильного IP-адреса является совершенно необходимым условием его работы в Интернет.

Проверка наличия/качества связи по протоколу IP с другим компьютером Для тестирования связи достаточно запустить стандарную программу ping, указав ей в качестве параметра IP-адрес компьютера, связь с которым необходимо проверить. Ваш компьютер посылает назначенному компьютеру серию из 4-х тестовых запросов с просьбой прислать ответ. После получения ответа рассчитывается время, затраченное на его получение и отчет выводится на экран:

Если ответ не приходит (такого адреса нет в сети в принципе, или хост выключен), программа ping выводит следующее сообщение: Задание 5.

Классы IP-сетей КлассАдресДиапазон адресов А адрес сетиадрес узла В адрес сетиадрес узла С адрес сетиадрес узла

Задание 1. Запишите двоичный IP- адрес в стандартном формате. Назад

Задание 2. Подсчитайте, сколько всего компьютеров может быть в Интернете. Расчет с необходимыми пояснениями запишите в отчет. Назад

Задание 3. При помощи любой известной вам поисковой системы определите число документов Интернет, в которых цитируется описание протокола IP. Попробуйте найти собственно описание протокола. Указание. Этот документ называется RFC-791 (Request For Comments-791). Назад

Задание 4. Выясните, каков будет порядок отправки информации по адресам и для хоста с адресом и маской подсети Решение задачи запишите в отчет. Назад

Задание 5. а). Узнайте у кого-либо из ваших друзей, работающих в компьютерном классе, IP-адрес его компьютера. Протестируйте соединение с его хостом при помощи программы ping. Результат тестирования занесите в отчет. б). Протестируйте соединение с каким-либо хостом Интернета, находящимся за пределами локальной сети школы. (Например, можно попробовать сервер имеющий IP-адрес ). Сравните полученные результаты с полученными в задании 5.а. Есть ли отличия? Объясните, в чем их причина. Назад