Компьютерные сети. Адресация в Интернете.

Что нужно знать:

· каждый компьютер, подключенный к сети Интернет, должен иметь собственный адрес, который называют IP-адресом (IP = Internet Protocol)

· IP-адрес состоит из четырех чисел, разделенных точками; каждое из этих чисел находится в интервале 0…255, например: 192.168.85.210

· адрес документа в Интернете (URL = Uniform Resource Locator) состоит из следующих частей:

o протокол, чаще всего http (для Web-страниц) или ftp (для файловых архивов)

o знаки ://, отделяющие протокол от остальной части адреса

o доменное имя (или IP-адрес) сайта

o каталог на сервере, где находится файл

o имя файла

· принято разделять каталоги не обратным слэшем «\» (как в Windows), а прямым «/», как в системе UNIX и ее «родственниках», например, в Linux

· пример адреса (URL)

http://www.vasya.ru/home/user/vasya/qu-qu.zip

Пример 1:

Петя записал IP-адрес школьного сервера на листке бумаги и положил его в карман куртки. Петина мама случайно постирала куртку вместе с запиской. После стирки Петя обнаружил в кармане четыре обрывка с фрагментами IP-адреса. Эти фрагменты обозначены буквами А, Б, В и Г. Восстановите IP-адрес. В ответе укажите последовательность букв, обозначающих фрагменты, в порядке, соответствующем IP-адресу.

Решение:

2) самое главное – вспомнить, что каждое из 4-х чисел в IP-адресе должно быть в интервале от 0 до 255

3) поэтому сразу определяем, что фрагмент А – самый последний, так как в противном случае одно из чисел получается больше 255 (643 или 6420)

4) фрагмент Г (число 20) может быть только первым, поскольку варианты 3.1320 и 3.13320 дают число, большее 255

5) из фрагментов Б и В первым должен быть Б, иначе получим 3.1333.13 (1333 > 255)

6) таким образом, верный ответ – ГБВА.

Пример 2.

Доступ к файлу htm.net, находящемуся на сервере com.edu, осуществляется по протоколу ftp. В таблице фрагменты адреса файла закодированы буквами от А до Ж. Запишите последовательность этих букв, кодирующую адрес указанного файла в сети Интернет.

Решение:

1) адрес файла начинается с протокола, после этого ставятся знаки «://», имя сервера, каталог и имя файла

2)каталог здесь не указан, поэтому сразу получаем ftp://com.edu/htm.net

3)такой адрес можно собрать из приведенных в таблице «кусков» ftp://com.edu/htm.net

4) таким образом, верный ответ – ЖГБВАЕД.

Пример 3.

В терминологии сетей TCP/IP маской сети называют двоичное число, которое показывает, какая часть IP-адреса узла сети относится к адресу сети, а какая – к адресу узла в этой сети. Адрес сети получается в результате применения поразрядной конъюнкции к заданному адресу сети и его маске. По заданным IP-адресу узла сети и маске определите адрес сети:

IP-адрес: 10.8.248.131 Маска: 255.255.224.0

При записи ответа выберите из приведенных в таблице чисел 4 фрагмента четыре элемента IP-адреса и запишите в нужном порядке соответствующие им буквы без точек.

Пример. Пусть искомый адрес сети 192.168.128.0 и дана таблица

В этом случае правильный ответ будет HBAF.

Решение:

1) нужно помнить, что каждая часть в IP-адресе (и в маске) – восьмибитное двоичное число, то есть десятичное число от 0 до 255 (поэтому каждую часть адреса и маски называют октетом)

2) поскольку 255 = 11111111₂, все части IP-адреса узла, для которых маска равна 255, входят в IP-адрес сети без изменений (они полностью относятся к номеру сети)

3) поскольку 0 = 00000000₂, все части IP-адреса узла, для которых маска равна 0, в IP-адресе сети заменяются нулями (они полностью относятся к номеру узла в сети)

4) таким образом, мы почти определили адрес сети, он равен 10.8.X.0, где X придется определять дополнительно

5) переведем в двоичную систему третью часть IP-адреса и маски

248 = 11111000₂

224 = 11100000₂

6) заметим, что в маске сначала идет цепочка единиц, а потом до конца – цепочка нулей; это правильно, число где цепочка единиц начинается не с левого края (не со старшего, 8-ого бита) или внутри встречаются нули, не может быть маской; поэтому есть всего несколько допустимых чисел для последней части маски (все предыдущие должны быть равны 255):

10000000₂ = 128

11000000₂ = 192

11100000₂ = 224

11110000₂ = 240

11111000₂ = 248

11111100₂ = 252

11111110₂ = 254

11111111₂ = 255

7) выполним между этими числами поразрядную конъюнкцию – логическую операцию «И»; маска 224 = 11100000₂ говорит о том, что первые три бита соответствующего числа в IP-адресе относятся к номеру сети, а оставшиеся 5 – к адресу узла:

248 = 11111000₂

224 = 11100000₂

поэтому часть номера сети – это 224 = 11100000₂, а номер узла – это 11000₂ = 24.

8) таким образом, полный адрес сети – 10.8.224.0

9) по таблице находим ответ: FADE (F=10, A=8, D=224, E=0)

Пример 4.

Маской подсети называется 32-разрядное двоичное число, которое определяет, какая часть IP-адреса компьютера относится к адресу сети, а какая часть IP-адреса определяет адрес компьютера в подсети. В маске подсети старшие биты, отведенные в IP-адресе компьютера для адреса сети, имеют значение 1;младшие биты, отведенные в IP-адресе компьютера для адреса компьютера в подсети, имеют значение 0.Например,маска подсети может иметь вид:

11111111 11111111 11100000 00000000 (255.255.224.0)

Это значит, что 19 старших бит в IP-адресе содержит адрес сети, оставшиеся 13 младших бит содержат адрес компьютера в сети. Если маска подсети 255.255.255.240 и IP-адрес компьютера в сети 162.198.0.44, то порядковый номер компьютера в сети равен_____

Решение:

1) эта задача аналогична предыдущей с той разницей, что требуется определить не номер сети, а номер компьютера (узла) в этой сети

2) нужно помнить, что каждая часть в IP-адресе (и в маске) – восьмибитное двоичное число, то есть десятичное число от 0 до 255 (поэтому каждую часть адреса и маски называют октетом)

3) первые три числа в маске равны 255, в двоичной системе это 8 единиц, поэтому первые три числа IP-адреса компьютера целиком относятся к номеру сети

4) для последнего числа (октета) маска и соответствующая ей последняя часть IP-адреса равны

240 = 11110000₂

44 = 00101100₂

5) выше голубым цветом выделены нулевые биты маски и соответствующие им биты IP-адреса, определяющие номер компьютера в сети: 1100₂ = 12

6) Ответ: 12.

Пример 5.

Маской подсети называется 32-разрядное двоичное число, которое определяет, какая часть IP-адреса компьютера относится к адресу сети, а какая часть IP-адреса определяет адрес компьютера в подсети. В маске подсети старшие биты, отведенные в IP-адресе компьютера для адреса сети, имеют значение 1;младшие биты, отведенные в IP-адресе компьютера для адреса компьютера в подсети, имеют значение 0.Например, маска подсети может иметь вид:

11111111 11111111 11100000 00000000 (255.255.224.0)

Это значит, что 19 старших бит в IP-адресе содержит адрес сети, оставшиеся 13 младших бит содержат адрес компьютера в сети. Если маска подсети 255.255.240.0 и IP-адрес компьютера в сети 162.198.75.44, то порядковый номер компьютера в сети равен_____

Решение:

1) первые два числа в маске равны 255, в двоичной системе это 8 единиц, поэтому первые два числа IP-адреса компьютера целиком относятся к номеру сети и про них (в этой задаче) можно забыть

2) последнее число в маске – 0, поэтому последнее число IP-адреса целиком относится к номеру узла

3) третье число маски – 240 = 11110000₂, это значит, что первые 4 бита третьей части адреса (75) относятся к адресу сети, а последние 4 бита – к номеру узла:

240 = 11110000₂

75 = 01001011₂

4) выше голубым цветом выделены нулевые биты маски и соответствующие им биты IP-адреса, определяющие старшую часть номера компьютера в сети: 1011₂ = 11

5) кроме того, нужно учесть еще и последнее число IP-адреса (44 = 00101100₂), таким образом, полный номер компьютера (узла) в двоичной и десятичной системах имеет вид

1011.00101100₂ = 11.44

6) для получения полного номера узла нужно перевести число 101100101100₂ в десятичную систему: 101100101100₂ = 2860 или, что значительно удобнее, выполнить все вычисления в десятичной системе: первое число в полученном двухкомпонентном адресе 11.44 умножается на 2⁸ = 256 (сдвигается на 8 битов влево), а второе просто добавляется к сумме:

11·256 + 44 = 2860

7) Ответ: 2860.

Пример 6.

В терминологии сетей TCP/IP маской подсети называется 32-разрядное двоичное число, определяющее, какие именно разряды IP-адреса компьютера являются общими для всей подсети - в этих разрядах маски стоит 1. Обычно маски записываются в виде четверки десятичных чисел - по тем же правилам, что и IP-адреса.

Для некоторой подсети используется маска 255.255.252.0. Сколько различных адресов компьютеров допускает эта маска?

Примечание. На практике два из возможных адресов не используются для адресации узлов сети: адрес сети, в котором все биты, отсекаемые маской, равны 0, и широковещательный адрес, в котором все эти биты равны 1.

Решение:

1) фактически тут нужно найти какое количество N бит в маске нулевое, и тогда количество вариантов, которые можно закодировать с помощью N бит равно 2^N

2) каждая часть IP-адреса (всего 4 части) занимает 8 бит

3) поскольку младшая часть маски 255.255.252.0 нулевая, 8 бит уже свободны

4) третья часть маски 252 = 255 – 3 = 11111100₂ содержит 2 нулевых бита

5) общее число нулевых битов N = 10, число свободных адресов 2^N = 1024

6) поскольку из них 2 адреса не используются (адрес сети и широковещательный адрес) для узлов сети остается 1024 – 2 = 1022 адреса

7) Ответ: 1022.