SYSTEMY OPERACYJNE

Adresowanie IP cz1

Adresowanie

• IPXInternetworking Packet Exchange

• IPv4

Internet Protocol version 4• IPv6

Internet Protocol version 6

IPX

(InterNetworking Packet Exchange)

Część protokołu IPX/SPX odpowiadający za adresowanie i kierowanie pakietów w sieciach NetWare firmy Novell.

Adresowanie - IPX

• Adres sieci (segmentu sieci), np. A0008022, A0008023, 0001015, ...

• Adres karty (interfejsu, Node ID, węzła), tzw. MAC adres: 00804801A7CB, 0010A025EF7E, ..

• Pełny adres: A0001001:00804801A7CB lub A000.1001.0080.4801.A7CB

Adres IP

IPv4 (ang. Internet Protocol version 4) – czwarta wersja protokołu komunikacyjnego IP przeznaczonego dla Internetu. Identyfikacja hostów w IPv4 opiera się na adresach IP. Dane przesyłane są w postaci standardowych datagramów. Wykorzystanie IPv4 jest możliwe niezależnie od technologii łączącej urządzenia sieciowe – sieć telefoniczna, kablowa, radiowa, itd.IPv4 znajduje się obecnie w powszechnym użyciu. Dostępna jest również nowsza wersja – IPv6. Dokładny opis czwartej wersji protokołu IP znajduje się w RFC 791.

ADRES IP identyfikacja docelowej maszyny

ADRES IP identyfikuje interfejs sieciowy komputera

jeżeli komputer posiada wiele interfejsówsieciowych (np. do różnych sieci) - będzie teżposiadał wiele adresów IP

Tak jak w przypadku telefonów, wszystkie sieci pewnego dnia będąpołączone ze sobą.

IP musi być unikalny w sensie globalnymprzyznawanie IP musi być koordynowaneglobalnie

!

Adres IP v.4

Adresowanie IP v.4 używane są adresy 32 bitowe co pozwala nadać adresy 232 stacjom

Adresowanie IPv6 adres używane są adresy 128-bitowy!!! co pozwala nadać adresy 2128 stacjom

Adres IP – liczba nadawana interfejsowi sieciowemu, grupie interfejsów (broadcast, multicast), bądź całej sieci komputerowej opartej na protokole IP, służąca identyfikacji elementów warstwy trzeciej modelu OSI – w obrębie sieci oraz poza nią (tzw. adres publiczny).

Adres IP v.4

Adresowanie IP v.4

• Adresowanie 32-bitowe (4 bajty),binarne, zapis zwyczajowo dziesiętny, np. 11011001.01100000.00001001.00001011 lub 217.96.9.11, 01100101.00000101.00001111.00001011 lub 101.5.15.212, .....

• 5 klas adresowych: A, B, C, D i E ...

ADRES IP

Identyfikator sieci Identyfikator stacji

Routowanie w sensie globalnym „nie przejmuje się” identyfikowaniemstacji - uwzględniany jest jedynie identyfikator sieci

Routowanie lokalne (tzn. takie w którym id_sieci = IP_sieci w adresie)używa jedynie identyfikatora stacji.

Jeżeli komputer zostanie przeniesiony do innej sieci jego adres musiulec zmianie.

KLASY SIECI

MAŁEdo 254 stacji

DUŻEdo 65 534 stacji

BARDZO DUŻEdo 16 777 214 stacji

5 KLAS ADRESÓW IP

0 network machine

1 network machine0

1 network machine1 0

1 multicast1 1 0

1 1 1 1 0

A

B

C

D

E

< 128

> 128< 192

> 192

KLASANUMERSIECI

IP - klasy adresowe • Klasa A: 0nnnnnnn.nnn ........ - od 00-126.

Od 1.0.0.0 do 126.0.0.0– maska 255.0.0.0 ( FF.00.00.00)

• Klasa B: 10nnnnnn.nnn ........ - od 128-191.

Od 128.1.0.0 do 191.254.0.0– maska 255.255.0.0 ( FF.FF.00.00)

• Klasa C: 110nnnnn.nnn ........ - od 192-223

od 192.0.1.0 do 223.255.254.0– maska 255.255.255.0 ( FF.FF.FF.00)

IP - klasy adresowe • Klasa D: 1110nnnn.nnn ....... - od 224-239

od 224.0.0.0 do 239.255.255.254– (zarezerwowana dla „multicastingu”)

• Klasa E: 1111nnnn.nnn...... - od 240-254– zdefiniowana,ale zarezerwowana dla badań

InterNIC - Internet Network Information Centre

Klasy adresów IP Klasa Najniższy adres Najwyższy adres

A 0.1.0.0 126.0.0.0

B 128.0.0.0 191.255.0.0

C 192.0.1.0 223.255.255.0

D 224.0.0.0 239.255.255.255

E 240.0.0.0 247.255.255.255

Adresy IP, maski adresowe

• Adres : 192 . 160 . 5 . 11 11000000.10100000.00000101.00001011

• Maska sieci: 255 . 255 . 255 . 0 11111111.11111111.11111111.00000000

FF . FF . FF . 00• Adres sieci: 192 . 160 . 5 . 0• Adres rozgłoszeniowy: 192.160.5.255

Paradoks ???

• Adres 192.168.5.130 z maską FF.FF.FF.00 należy do sieci 192.168.5.0

• Adres 192.168.5.130 z maską FF.FF.FF.80 należy do sieci 192.168.5.128

• !!!! To są różne sieci !!!!

NOTACJA ADRESÓW IP - „kropkowana” dziesiętna

przykład 130.104.29.10

128<130<192klasa B

Stacja nr 29.10

ADRESY SPECJALNE

0 oznacza „this” - określenie aktualnej sieci

wszystkie bity = 1 wszystkie maszyny w danej sieci(Broadcast address)

127.0.0.1 lokalna pętla umożliwiająca TCP/IPkomunikację pomiędzy procesami nalokalnej maszynie

169.254.0.1 – 169.254.255.254 automatyczne przydzielanie adresu IP z domyślną maską 255.255.0.0 APIPA (ang. Automatic Private IP Addressing),

AutoNet

„PODSIECI” - SUBNETSAby uprościć routing w dużych sieciach które posiadają wiele LANówdzielimy sieci na podsieci.

Dla każdej podsieci możemy zdefiniować maskę (subnet mask) abyidentyfikować stacje w tej podsieci.

PRZYKŁAD:130.104.29.10

maska = 11111111 11111111 11111111 10000000lub decymalnie 255.255.255.128

Ta maska dzieli sieć klasy B ( 130.104 ) na 512 podsieci o, co najwyżej126 stacjach każda.

Podsieć : 29.0Stacja: 10

Maska nie jest widziana na zewnątrz sieci! Nikt na zewnątrz rozpatrywanejnie widzi podsieci!

„PODSIECI” - SUBNETS

PRZYKŁAD cd....

ADRES: 130.104.29.10 = 10000010 01101000 00011101 00001010

KLASA SIECI: B

Nr stacjiNr sieci

MASKA PODSIECI:255.255.255.128 = 11111111 11111111 11111111 10000000

16 bitów65536 stacji

7 bitów128 stacji

9 bitów512 stacji

PROBLEMY Z ADRESAMI IP

Adresy dla sieci klasy B są już prawie wyczerpane

Nie stworzono klas dla średnich wielkości sieci (pomiędzy 256 a 5000 stacji)

Rozmiary tablic routingu wymykają się spod kontroli

nie ma związku z numerem sieci i jej lokalizacją

w backbone routerach w tablicach routingu znajduje się po jednej linii dla każdego adresu IP na świecie !

ROZWIĄZANIE: CIDR (Classless Inter-Domain Routing)

generalizacja idei maskowania

fuzja klas A,B i C

sieć identyfikowana przez parę <prefix maska>

Wyczerpywanie się zasobów IPv4

Apele o zwrot przydzielonych zasobówAdresowanie IPv6 adres 128-bitowy!!! IPv6 / IPNG Internet Protocol version 6 / Internet Protocol Next Generation) Ipv4 == ~8 adresów /1 km2 Ipv6 == ~6,7*1017 adresów /1 mm2

postać heksadecymalna, ciąg 8 liczb z dwukropkiem co 16 bitów2001:0db8:0000:0000:0000:0000:1428:57ab2001:0db8:0:0:0:0:1428:57ab2001:0db8:0:0::1428:57ab2001:0db8::1428:57ab2001:db8::1428:57ab

Budowa adresu IPv6

Adresy IPv4 reprezentowane są w formie dziesiętno-kropkowej. 32-bitowy adres podzielony jest kropkami na 8 bitowe fragmenty, które konwertowane są do swojego dziesiętnego odpowiednika. Dla IPv6 128 bitowy adres dzieli się na 16 bitowe fragmenty dzielone dwukropkami.

Każdy 16-bitowy blok konwertowany jest do postaci szesnastkowej, ograniczony jest dwukropkiem.

Oto rezultat:21DA:00D3:0000:2F3B:02AA:00FF:FE28:9C5A

Adres sieci

Adres samej sieci zapisujemy tak samo, jak zwykły adres. Jedyna różnica polega na tym, że końcówka adresu, normalnie używana do adresowania hostów w danej sieci, jest zastępowana zerami.

Przykładowo adres 1234:5678:9ABC:DEF0::123/24 oznacza host o adresie DEF0::123 znajdujący się w sieci 1234:5678:9ABC::/24.

Podział adresów

W całej puli adresowej wydzielone zostały obszary o specjalnym znaczeniu.

Każdy adres należy do jednego z zdefiniowanego obszarów.

Przynależność określa się za pomocą prefiksu.

Sposoby konfiguracji hostówW IPv6 nie jest wymagana ręczna konfiguracja węzłów przed

włączaniem ich do sieci. IPv6 definiuje 2 typy automatycznej adresacji:Stateless Address Autoconfiguration to wymagany i podstawowy

element systemu autokonfiguracji. W prostszych konfguracjach jest to jedyna metoda konfiguracji hosta

Stateful Address Autoconfiguration stosowane w przypadkach, kiedy wymagana jest większa kontrola nad przydzielanymi adresami. Przydzielaniem i zarządzaniem adresami w całej sieci zajmuje się serwer DHCP. Należy zauważyć, że jest to rozszerzona wersja konfiguracji hosta i działa ona w połączeniu z autokonfiguracją typu stateless.

Warto zauważyć, że w obydwóch przypadkach nie jest konfigurowana domyślna brama. Za poprawne ustalenie domyślnego routingu odpowiedzialny jest protokół Router Renumbering.

PROTOKÓŁ IPv6: ZAŁOŻENIA

• Obsługa milionów hostów, nawet przy nieefektywnym przydzielaniu przestrzeni adresowejObsługa milionów hostów, nawet przy nieefektywnym przydzielaniu przestrzeni adresowej

• Zmniejszenie rozmiaru tablic routinguZmniejszenie rozmiaru tablic routingu

• Uprościć protokoły, by routery mogły szybciej przetwarzać pakietyUprościć protokoły, by routery mogły szybciej przetwarzać pakiety

• Zapewnić wyższe bezpieczeństwo (uwierzytelnianie i prywatność) niż bieżące IPZapewnić wyższe bezpieczeństwo (uwierzytelnianie i prywatność) niż bieżące IP

• Zwrócić uwagę na typy usług, patrz transmisja danych w czasie rzeczywistymZwrócić uwagę na typy usług, patrz transmisja danych w czasie rzeczywistym

• Wspomagać rozsyłanie grupowe poprzez umożliwienie definiowania zakresówWspomagać rozsyłanie grupowe poprzez umożliwienie definiowania zakresów

• Umożliwić przenoszenie hosta bez zmiany adresuUmożliwić przenoszenie hosta bez zmiany adresu

• Pozwolić na ewolucję protokołu w przyszłościPozwolić na ewolucję protokołu w przyszłości

• Umożliwić egzystencję IPv4 i IPv6Umożliwić egzystencję IPv4 i IPv6

Związek: adres IP - adres fizyczny

ADRES IP (stacji)1 do 3 bajtów

ADRES FIZYCZNY6 bajtów=

Adres fizyczny nie może zostać użyty jako część identyfikująca stację w adresie IP

Adres fizyczny odpowiadający adresowi IP musi zostać gdzieś zapisany

jedna z możliwości: operator wprowadza do każdej stacjiw lokalnej sieci tabelę połączeń pomiędzyadresami IP i fizycznymi stacji sieci lokalnej

PROBLEM: administrowanie tymi tablicami !!!

zapytanie wysłane do serwera sieci lokalnej, którego adres jestogólnie znany

serwer odpowiada na zasadzie Broadcastu: protokół ARP

Adresowanie w sieci

Statyczne - administrator, ... InterNIC ...

Dynamiczne - dostawca usług, DHCP

Pseudo-statyczne - dostawca usług, DHCP

DHCP - Dynamic Host Configuration Protocol

DNS - Domain Name Services

Przypisania adresów IP dwóm ruterom

Komputer, podłączony do wielu sieci (multi-homed), nie musi być ruterem,

ma wiele adresów IP (po jednym na każde połączenie).

Połączenie do wielu sieci może być wykorzystywane do podnoszenia niezawodności systemu, może zwiększać wydajność poprzez ominięcie ruterów, przy przesyłaniu danych (problem przeciążenia ruterów).

Pytania

Adresy IP specjalnego przeznaczenia:

Nie wszystkie adresy sieci i komputerów są dostępne dla użytkowników. IP określa zestaw adresów o szczególnej postaci, które są zarezerwowane. Takie adresy nie są nigdy przyznawane komputerom, są ograniczone do pewnego rodzaju zastosowań: adres sieciowy (postać x.x.0.0 – dowolny komputer w sieci x.x) – adres, który oznacza prefiks przyznany danej sieci, IP rezerwuje adres zerowy węzła i wykorzystuje go przy odwołaniu się do sieci, adres odnosi się do samej sieci, a nie do komputerów podłączonych do niej, np. 26.0.0.0 oznacza sieć 26.adres rozgłoszenia ukierunkowanego - broadcast sieciowy ( postać x.x.255.255 – wszystkie komputery w sieci x.x)– adres, w którym części adresu komputera składa się z samych jedynek i jest dodana do prefiksu. Oznacza wszystkie komputery w danej sieci np. 130.1.255.255 – wszystkie komputery sieci 130.1.adres rozgłoszenia ukierunkowanego typu Berkeley (postać x.x.0.0) – sufiks złożony z samych zer, wiele implementacji umożliwia wybranie pomiędzy standardem TCP/IP a rozwiązaniem typu Berkeley.adres rozgłoszenia ograniczonego - ograniczony broadcast (postać 255.255.255.255) – adres wszystkich hostów w sieci lokalnej, stosowany przy starcie systemu przez komputery, które nie znają w tym momencie numeru sieci, nigdy nie jest przekazywane przez rutery.adres bieżącego komputera (0.0.0.0 – ten komputer w tej sieci) - podawany jako adres źródłowy w trakcie uruchamiania komputera, gdy nie zna on jeszcze swojego IP, każdy pakiet musi zawierać adres odbiorcy i nadawcy. Komputer korzystając z protokołów uruchomieniowych, nie może podać prawidłowego adresu IP nadawcy, dlatego zarezerwowano adres, który składa się z samych zer, na oznaczenie bieżącego komputera.adres pętli zwrotnej- loopback (postać 127.x.y.z) – pakiet wysłany na taki adres, nie może zostać wysłany poza komputer. Pozwala aplikacjom pracującym na tym samym komputerze komunikować się poprzez stos TCP/IP, wykorzystywany przy testowaniu programów sieciowych. Protokół IP rezerwuje prefiks sieciowy klasy A równy 127 na adres pętli zwrotnej, sufiks jest tutaj bez znaczenia (najczęściej stosuje się 127.0.0.1).adres komputera w danej sieci (postać 0.x.y.z – komputer x.y.z w tej sieci) - podawany podczas uruchamiania jako adres źródłowy w komputerze posiadającym niekompletne informacje.