CCNA Podle knihy VÝUKOVÝ PRŮVODCE Přípravou NA ZKOUŠKU 640-802
Úvod do protokolů TCP/IP - Adresování v sítích IP
Adresování v sítích IP
Mezi nejdůležitější témata v jakékoli diskusi o protokolech TCP/IP patří adresování v sítích IP. IP adresa je číselný identifikátor, který je přiřazen každému počítači v síti IP. Označuje konkrétní umístění daného zařízení v síti. IP adresa je softwarová, nikoli hardwarová adresa. Adresy druhého zmíněného typu jsou pevně zakódovány v kartách síťového rozhraní (NIC - network interface card) a používají se při vyhledávání hostitelů v lokální síti. Adresování v sítích IP bylo navrženo tak, aby mohli hostitelé v jedné síti komunikovat s hostitelem v odlišné síti bez ohledu na to, do jakého typu lokální sítě jsou hostitelé zapojeni. Než se pustíme do složitějších aspektů adresování v sítích IP, musíte porozumět základním principům. Nejdříve si vysvětlíme některá základní hlediska adresování v sítích IP a příslušnou terminologii. Poté se seznámíte s hierarchickým schématem adresování IP a s privátními IP adresami.
Názvosloví sítí IP
V této kapitole si osvojíte některé důležité pojmy, bez kterých nelze pochopit fungování protokolu IP. Zde je několik termínů pro začátek:
Bit je jedna binární číslice, buď 1, nebo o.
Bajt je tvořen 7 nebo 8 bity, v závislosti na tom, zda se používá parita. Ve zbývající části této kapitoly budeme vždy předpokládat, že bajt má 8 bitů.
Oktet se skládá z 8 bitů. Jde o obyčejné 8bitové binární číslo. V této kapitole lze termíny bajt a oktet libovolně zaměňovat.
Síťová adresa určuje cíl směrování paketů odeslaných do vzdálené sítě - např. 1 0.0.0.0, 1 72. 1 6.0.0 a 192. 1 68. 1 0.0.
Všesměrová adresa je adresa, pomocí které aplikace a hostitelé rozšiřují informace všem uzlům v síti, se nazývá všesměrová adresa (broadcast address). Jako příklad lze uvést 255.255.255.255, což znamená všechny uzly všech sítí; 1 72. 1 6.255.255, tj. všechny podsítě a hostitelé v síti 1 72. 1 6.0.0; a adresu 1 0.255.255.255, která zajistí všesměrové vysílání všem podsítím a hostitelům v síti 1 0.0.0.0.
Hierarchické schéma adresování IP
IP adresa zahrnuje 32 datových bitů. Tyto bity se dělí do čtyř sekcí, které se označují jako oktety nebo bajty, z nichž každý obsahuje 1 bajt (8 bitů). IP adresu můžete popsat jednou ze tří metod:
• Jako desítková čísla oddělená tečkami, např. 1 72. 16.30.56 • Binárně, jako např. 1010 1 100.000 1 0000.000 1 1 1 10.00 1 1 1000 • Hexadecimálně, jako např. AC. 1 O.1E.38
Všechny tyto příklady označují stejnou IP adresu. Hexadecimální zápis se používá méně často než desítková čísla oddělená tečkami nebo binární hodnoty, ale s hexadecimálním tvarem IP adresy se můžete setkat například v datových souborech některých programů. Dobrým příkladem programu, který ukládá IP adresu počítače v hexadecimální podobě, je Editor registru systému Windows.
32bitová IP adresa je strukturovaná neboli hierarchická. Tento typ adresy je opakem ploché čili nehierarchické adresy. Teoreticky lze sice zvolit libovolný typ schématu adresování, ale pro hierarchické adresování existoval pádný důvod. Výhoda tohoto schématu spočívá v tom, že dokáže pracovat s velkým počtem adres, konkrétně 4,3 miliardy (32bitový adresní prostor s dvěma možnými hodnotami - O nebo 1 - na každé pozici nabízí 2 32 , neboli 4 294 967 296 adres). Nevýhoda plochého schématu adresování, která zároveň vysvětluje, proč se při adresování v sítích IP neuplatňuje, souvisí se směrováním. Pokud by každá adresa byla unikátní, musely by všechny internetové směrovače uchovávat adresu každého jednotlivého počítače v Internetu. V tomto případě by směrování nemohlo efektivně fungovat, ani kdyby se používal pouze zlomek možných adres.
Řešení tohoto problému spočívá v použití hierarchického schématu adresování se dvěma nebo třemi úrovněmi, které odpovídají síti a hostiteli nebo síti, podsíti a hostiteli. Toto dvou- až tříúrovňové schéma lze přirovnat k telefonnímu číslu. První část, která má význam kódu země, označuje značně velké územÍ. Druhá část - kód oblasti - zužuje rozsah čísel na regionální telefonní obvod. Poslední segment, tj. číslo konkrétního zákazníka, umožní zvolit konkrétní linku. IP adresy používají stejný typ vrstevnaté struktury. Místo toho, aby se 32 bitů používalo jako jedinečný identifikátor, což by platilo při plochém adresování, má část adresy význam síťové adresy a druhá část označuje podsíť a hostitele nebo přímo adresu uzlu. V následující sekci si rozebereme adresování v sítích IP a jednotlivé třídy adres, které lze v počítačových sítích uplatnit.