Чем хост-компьютер отличается от ПК пользователя сети, укажите разницу в следующих позициях

Обновлено: 29.06.2024

Эта статья предназначена для общего ознакомления с концепциями сетей и подсетей Интернет-протокола (IP). В конце статьи есть глоссарий.

Относится к: Windows 10 — все выпуски
Исходный номер базы знаний: 164015

Обзор

IP-адрес
Маска подсети
Шлюз по умолчанию

Чтобы правильно настроить TCP/IP, необходимо понимать, как сети TCP/IP адресуются и делятся на сети и подсети.

Успех TCP/IP как сетевого протокола Интернета во многом обусловлен его способностью соединять вместе сети разных размеров и системы разных типов. Эти сети произвольно делятся на три основных класса (наряду с несколькими другими), которые имеют предопределенные 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 идентифицирует хост (компьютер), другая часть идентифицирует сеть, к которой он принадлежит. Чтобы лучше понять, как работают IP-адреса и маски подсети, посмотрите на IP-адрес и посмотрите, как он организован.

IP-адреса: сети и хосты

IP-адрес — это 32-битное число. Он однозначно идентифицирует узел (компьютер или другое устройство, например принтер или маршрутизатор) в сети TCP/IP.

IP-адреса обычно выражаются в десятичном формате с точками, состоящем из четырех чисел, разделенных точками, например 192.168.123.132. Чтобы понять, как маски подсети используются для различения хостов, сетей и подсетей, изучите IP-адрес в двоичной записи.

Например, десятичный IP-адрес с точками 192.168.123.132 представляет собой (в двоичном представлении) 32-битное число 110000000101000111101110000100. Это число может быть трудно понять, поэтому разделите его на четыре части по восемь двоичных цифр.< /p>

Чтобы глобальная сеть TCP/IP (WAN) работала эффективно как совокупность сетей, маршрутизаторы, которые передают пакеты данных между сетями, не знают точного местоположения хоста, которому предназначен пакет информации. . Маршрутизаторы знают только, членом какой сети является хост, и используют информацию, хранящуюся в их таблице маршрутизации, чтобы определить, как доставить пакет в сеть хоста назначения. После того, как пакет доставлен в сеть назначения, пакет доставляется на соответствующий хост.

Чтобы этот процесс работал, IP-адрес состоит из двух частей. Первая часть IP-адреса используется как сетевой адрес, а последняя часть — как адрес хоста. Если вы возьмете пример 192.168.123.132 и разделите его на эти две части, вы получите 192.168.123. Сеть .132 Host или 192.168.123.0 — сетевой адрес. 0.0.0.132 - адрес хоста.

Маска подсети

Второй элемент, необходимый для работы TCP/IP, — это маска подсети. Маска подсети используется протоколом TCP/IP для определения того, находится ли узел в локальной подсети или в удаленной сети.

В TCP/IP части IP-адреса, которые используются в качестве адресов сети и хоста, не являются фиксированными. Если у вас нет дополнительной информации, указанные выше адреса сети и хоста определить невозможно. Эта информация предоставляется в другом 32-битном числе, называемом маской подсети. Маска подсети в этом примере — 255.255.255.0. Неясно, что означает это число, если только вы не знаете, что 255 в двоичном представлении равно 11111111. Итак, маска подсети 11111111.11111111.11111111.00000000.

Соединяя IP-адрес и маску подсети вместе, сетевую и узловую части адреса можно разделить:

11000000.10101000.01111011.10000100 - IP-адрес (192.168.123.132)
11111111.11111111.11111111.00000000 - Маска подсети (255.255.255.0)

Первые 24 бита (количество единиц в маске подсети) идентифицируются как сетевой адрес. Последние 8 бит (количество оставшихся нулей в маске подсети) идентифицируются как адрес хоста. Он дает вам следующие адреса:

11000000.10101000.01111011.00000000 – сетевой адрес (192.168.123.0)
00000000.00000000.00000000.10000100 – адрес хоста (000.000.000.132)

Итак, теперь вы знаете, что для этого примера с маской подсети 255.255.255.0 идентификатор сети равен 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, ваш компьютер получит его из сети и обработает.

< td>1111111.11111111.1111111.11000000

Десятичный	Двоичный
255.255.255.192
255.255.255.224	1111111.11111111.1111111.11100000

р>

Internet RFC 1878 (доступен в разделе InterNIC-Public Information Counting Internet Domain Name Registration Services) описывает допустимые подсети и маски подсетей, которые можно использовать в сетях TCP/IP.

Сетевые классы

Интернет-адреса выделяются InterNIC, организацией, 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 свою маску подсети по умолчанию. Вы можете определить класс IP-адреса, взглянув на его первый октет. Ниже приведены диапазоны интернет-адресов классов A, B и C, для каждого из которых приведен пример адреса:

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 является адресом класса А. Его первый октет — 10, то есть от 1 до 126 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 является адресом класса C. Его первый октет — 192, то есть от 192 до 223 включительно.

В некоторых сценариях значения маски подсети по умолчанию не соответствуют потребностям организации по одной из следующих причин:

Физическая топология сети
Количество сетей (или хостов) не соответствует ограничениям маски подсети по умолчанию.

В следующем разделе объясняется, как можно разделить сети с помощью масок подсети.

Подсети

Сеть класса A, B или C TCP/IP может быть дополнительно разделена или разделена на подсети системным администратором. Это становится необходимым, когда вы согласовываете логическую адресную схему Интернета (абстрактный мир IP-адресов и подсетей) с физическими сетями, используемыми в реальном мире.

Системный администратор, которому выделен блок IP-адресов, может управлять сетями, организованными не так, чтобы эти адреса легко помещались. Например, у вас есть глобальная сеть со 150 хостами в трех сетях (в разных городах), которые соединены маршрутизатором TCP/IP. Каждая из этих трех сетей имеет 50 хостов. Вам выделена сеть класса C 192.168.123.0. (Например, этот адрес на самом деле находится в диапазоне, не выделенном в Интернете.) Это означает, что вы можете использовать адреса от 192.168.123.1 до 192.168.123.254 для ваших 150 хостов.

В вашем примере нельзя использовать два адреса: 192.168.123.0 и 192.168.123.255, так как двоичные адреса с частью узла, состоящей из единиц и всех нулей, недействительны. Нулевой адрес недействителен, поскольку он используется для указания сети без указания хоста. Адрес 255 (в двоичном представлении адрес узла из всех единиц) используется для передачи сообщения каждому узлу в сети. Просто помните, что первый и последний адрес в любой сети или подсети не могут быть назначены какому-либо отдельному хосту.

Теперь вы должны иметь возможность назначать IP-адреса 254 хостам. Он отлично работает, если все 150 компьютеров находятся в одной сети. Однако ваши 150 компьютеров находятся в трех отдельных физических сетях. Вместо того чтобы запрашивать дополнительные блоки адресов для каждой сети, вы делите свою сеть на подсети, что позволяет использовать один блок адресов в нескольких физических сетях.

В этом случае вы разделяете свою сеть на четыре подсети, используя маску подсети, которая увеличивает сетевой адрес и уменьшает возможный диапазон адресов узлов. Другими словами, вы «заимствуете» некоторые биты, используемые для адреса хоста, и используете их для сетевой части адреса. Маска подсети 255.255.255.192 дает вам четыре сети по 62 хоста в каждой. Это работает, потому что в двоичной записи 255.255.255.192 совпадает с 1111111.11111111.1111111.11000000. Первые две цифры последнего октета становятся сетевыми адресами, поэтому вы получаете дополнительные сети 00000000 (0), 01000000 (64), 10000000 (128) и 11000000 (192). (Некоторые администраторы будут использовать только две из подсетей, используя 255.255.255.192 в качестве маски подсети. Для получения дополнительной информации по этой теме см. RFC 1878.) В этих четырех сетях последние шесть двоичных цифр могут использоваться для адресов узлов.

При использовании маски подсети 255.255.255.192 ваша 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 действительные адреса узлов:

192.168.123.1–62 192.168.123.65–126 192.168.123.129–190 192.168.123.193–254

Помните еще раз, что двоичные адреса узлов, содержащие все единицы или все нули, недействительны, поэтому вы не можете использовать адреса с последним октетом 0, 63, 64, 127, 128, 191, 192 или 255.< /p>

Вы можете увидеть, как это работает, взглянув на два адреса хоста: 192.168.123.71 и 192.168.123.133. Если вы использовали маску подсети класса C по умолчанию 255.255.255.0, оба адреса находятся в сети 192.168.123.0. Однако если вы используете маску подсети 255.255.255.192, они находятся в разных сетях; 192.168.123.71 находится в сети 192.168.123.64, 192.168.123.133 — в сети 192.168.123.128.

Шлюзы по умолчанию

Если компьютеру TCP/IP необходимо установить связь с хостом в другой сети, он обычно осуществляет связь через устройство, называемое маршрутизатором. В терминах TCP/IP маршрутизатор, указанный на узле, который связывает подсеть узла с другими сетями, называется шлюзом по умолчанию. В этом разделе объясняется, как протокол TCP/IP определяет, следует ли отправлять пакеты на шлюз по умолчанию для достижения другого компьютера или устройства в сети.

Когда хост пытается установить связь с другим устройством с помощью TCP/IP, он выполняет процесс сравнения, используя определенную маску подсети и IP-адрес назначения, с маской подсети и собственным IP-адресом. Результат этого сравнения сообщает компьютеру, является ли пункт назначения локальным или удаленным хостом.

Если в результате этого процесса пунктом назначения будет локальный хост, компьютер отправит пакет в локальную подсеть. Если в результате сравнения будет определено, что пунктом назначения является удаленный узел, компьютер перенаправит пакет на шлюз по умолчанию, указанный в его свойствах TCP/IP. В этом случае ответственность за пересылку пакета в правильную подсеть лежит на маршрутизаторе.

Устранение неполадок

Проблемы с сетью TCP/IP часто возникают из-за неправильной настройки трех основных записей в свойствах TCP/IP компьютера. Понимая, как ошибки в конфигурации TCP/IP влияют на работу сети, вы можете решить многие распространенные проблемы с TCP/IP.

Неверная маска подсети. Если в сети используется маска подсети, отличная от маски по умолчанию для класса адресов, а клиент по-прежнему настроен на использование маски подсети по умолчанию для класса адресов, связь с некоторыми соседними сетями невозможна, но не с дальние. Например, если вы создаете четыре подсети (как в примере с подсетями), но используете неправильную маску подсети 255.255.255.0 в конфигурации TCP/IP, хосты не смогут определить, что некоторые компьютеры находятся в разных подсетях. их. В этом случае пакеты, предназначенные для узлов в разных физических сетях, которые являются частью одного и того же адреса класса C, не будут отправляться на шлюз по умолчанию для доставки. Распространенным признаком этой проблемы является то, что компьютер может взаимодействовать с хостами, находящимися в его локальной сети, и может взаимодействовать со всеми удаленными сетями, кроме тех сетей, которые находятся поблизости и имеют одинаковый адрес класса A, B или C. Чтобы решить эту проблему, просто введите правильную маску подсети в конфигурации TCP/IP для этого хоста.

Неверный IP-адрес. Если вы поместите компьютеры с IP-адресами, которые должны находиться в разных подсетях в локальной сети друг с другом, они не смогут обмениваться данными. Они попытаются отправить пакеты друг другу через маршрутизатор, который не может правильно их переслать. Симптомом этой проблемы является компьютер, который может взаимодействовать с хостами в удаленных сетях, но не может взаимодействовать с некоторыми или всеми компьютерами в своей локальной сети. Чтобы устранить эту проблему, убедитесь, что все компьютеры в одной физической сети имеют IP-адреса в одной и той же IP-подсети. Если у вас закончились IP-адреса в одном сегменте сети, есть решения, которые выходят за рамки этой статьи.

Неправильный шлюз по умолчанию. Компьютер, для которого настроен неправильный шлюз по умолчанию, может обмениваться данными с хостами в своем собственном сегменте сети. Но он не сможет связаться с хостами в некоторых или во всех удаленных сетях. Хост может взаимодействовать с некоторыми удаленными сетями, но не с другими, если выполняются следующие условия:

В одной физической сети может быть несколько маршрутизаторов.
В качестве шлюза по умолчанию настроен неверный маршрутизатор.

Эта проблема часто возникает, если в организации есть маршрутизатор, подключенный к внутренней сети TCP/IP, и еще один маршрутизатор, подключенный к Интернету.

Ссылки

"TCP/IP Illustrated, Volume 1: The Protocols", Richard Stevens, Addison Wesley, 1994 г.
"Internetworking with TCP/IP, Volume 1: Principles, Protocols, and Architecture", Douglas E. Comer, Prentice Hall, 1995

Рекомендуется, чтобы системный администратор, отвечающий за сети TCP/IP, имел хотя бы один из этих справочников.

Глоссарий

Широковещательный адрес — IP-адрес, часть хоста которого состоит из единиц.

Хост – компьютер или другое устройство в сети TCP/IP.

Интернет — глобальная совокупность сетей, соединенных вместе и имеющих общий диапазон IP-адресов.

InterNIC – организация, отвечающая за администрирование IP-адресов в Интернете.

IP – сетевой протокол, используемый для отправки сетевых пакетов по сети TCP/IP или Интернету.

IP-адрес – уникальный 32-битный адрес узла в сети TCP/IP или межсетевом соединении.

Сеть. В этой статье термин "сеть" используется двумя способами. Один представляет собой группу компьютеров в одном физическом сегменте сети.Другой — это диапазон сетевых IP-адресов, выделенный системным администратором.

Сетевой адрес – IP-адрес, часть узла которого состоит из нулей.

Пакет – единица данных, передаваемая по сети TCP/IP или глобальной сети.

RFC (Request for Comment) — документ, используемый для определения стандартов в Интернете.

Маршрутизатор. Устройство, передающее сетевой трафик между разными IP-сетями.

Маска подсети – 32-разрядное число, используемое для различения сетевой и хостовой частей IP-адреса.

Подсеть или подсеть — меньшая сеть, созданная путем разделения большей сети на равные части.

TCP/IP – в широком смысле набор протоколов, стандартов и утилит, обычно используемых в Интернете и крупных сетях.

Глобальная вычислительная сеть (WAN). Большая сеть, представляющая собой набор небольших сетей, разделенных маршрутизаторами. Интернет является примером большой глобальной сети.

Компьютерные сети являются основой коммуникации в ИТ. Они используются самыми разными способами и могут включать множество различных типов сетей. Компьютерная сеть — это набор компьютеров, соединенных вместе для обмена информацией. Самые ранние примеры компьютерных сетей относятся к 1960-м годам, но за полвека с тех пор они прошли долгий путь.

Что делают сети?

Компьютерные сети используются для выполнения большого количества задач путем обмена информацией.

Некоторые из вещей, для которых используются сети, включают:

Общение с помощью электронной почты, видео, обмена мгновенными сообщениями и другими способами.
Общий доступ к таким устройствам, как принтеры, сканеры и копировальные аппараты.
Общий доступ к файлам
Общий доступ к программному обеспечению и операционным программам в удаленных системах
Предоставление пользователям сети возможности легко получать доступ к информации и управлять ею.

Типы сети

Существует множество различных типов сетей, которые могут использоваться для разных целей и разными людьми и организациями. Вот некоторые типы сетей, с которыми вы можете столкнуться:

Локальные сети (LAN)
Локальная сеть или LAN — это сеть, которая соединяет компьютеры в пределах ограниченной области. Это может быть школа, офис или даже дом.

Личные сети (PAN)‍
Личная сеть — это сеть, основанная на рабочей области отдельного человека. Устройство человека является центром сети, к которому подключены другие устройства. Существуют также беспроводные персональные сети.

Домашние сети (HAN)
‍Домашняя сеть соединяет устройства в домашней среде. Это могут быть персональные компьютеры, планшеты, смартфоны, принтеры, телевизоры и другие устройства.

Глобальные сети (WAN)
‍Глобальная сеть – это сеть, охватывающая большую географическую территорию, обычно с радиусом более километра.

Сети кампуса
‍Сеть кампуса — это локальная сеть или набор подключенных локальных сетей, которые используются государственным учреждением, университетом, корпорацией или аналогичной организацией и обычно представляют собой сеть, охватывающую ряд зданий, расположенных близко друг к другу.< /li>

Городские сети (MAN)
‍Международные сети — это сети, охватывающие регион размером с городскую территорию. MAN – это набор подключенных локальных сетей в городе, которые также могут подключаться к глобальной сети.

Частные корпоративные сети
‍Частная корпоративная сеть используется компанией для подключения различных сайтов, чтобы различные местоположения могли совместно использовать ресурсы.

Интернет-сети
‍Интернет-сети соединяют разные сети вместе, создавая большую сеть. Межсетевое взаимодействие часто используется для описания построения большой глобальной сети.

Магистральные сети (BBN)
‍Магистральная сеть — это часть сети, которая соединяет различные части и обеспечивает путь для обмена информацией.

Глобальные вычислительные сети (GAN)
‍Глобальная вычислительная сеть — это всемирная сеть, соединяющая сети по всему миру, например Интернет.

Дизайн сети

Компьютерные сети могут иметь различную структуру. Две основные формы — клиент-серверные и одноранговые сети. Сети клиент/сервер имеют централизованные серверы для хранения, к которым обращаются клиентские компьютеры и устройства. В одноранговых сетях обычно используются устройства, поддерживающие одни и те же функции. Они чаще используются в домашних условиях, а сети клиент/сервер чаще используются предприятиями.

Типы сетевых подключений

Существуют также различные типы сетевых подключений, которые касаются того, как элементы в сети соединяются друг с другом. Топологии используются для соединения компьютеров, при этом свернутое кольцо является наиболее распространенным типом, поскольку Ethernet поддерживает Интернет, локальные и глобальные сети.

Вот некоторые топологии, которые используются для создания сетей:

Топология «звезда»

Центральный узел соединяет кабель с каждым компьютером в сети по звездообразной топологии. Каждый компьютер в сети имеет независимое соединение с центром сети, и один разрыв соединения не повлияет на остальную часть сети. Однако есть один недостаток: для формирования такой сети требуется много кабелей.

Топология шины

В сетевом соединении с шинной топологией компьютер подключается одним кабелем. Информация о последнем узле в сети должна проходить через каждый подключенный компьютер. Требуется меньше кабелей, но если кабель обрывается, это означает, что ни один из компьютеров не может подключиться к сети.

Топология кольца

Топология "кольцо" аналогична топологии "шина". Он использует один кабель с конечными узлами, соединенными друг с другом, поэтому сигнал может проходить по сети, чтобы найти своего получателя. Сигнал несколько раз попытается найти пункт назначения, даже если сетевой узел не работает должным образом. Свернутое кольцо имеет центральный узел, который является концентратором, маршрутизатором или коммутатором. Устройство имеет внутреннюю кольцевую топологию и имеет места для подключения кабеля. Каждый компьютер в сети имеет собственный кабель для подключения к устройству. В офисе это, вероятно, означает наличие кабельного шкафа, где все компьютеры подключены к шкафу и коммутатору.

Сетевые протоколы

Сетевые протоколы — это языки, которые компьютерные устройства используют для общения. Протоколы, поддерживаемые компьютерными сетями, предлагают другой способ их определения и группировки. Сети могут иметь более одного протокола, и каждый из них может поддерживать разные приложения. К часто используемым протоколам относится TCP/IP, наиболее распространенный в Интернете и домашних сетях.

Проводные и беспроводные сети

Многие протоколы могут работать как с проводными, так и с беспроводными сетями. Однако в последние годы беспроводные технологии выросли и стали гораздо более популярными. Wi-Fi и другие беспроводные технологии стали излюбленным вариантом построения компьютерных сетей. Одна из причин этого заключается в том, что беспроводные сети могут легко поддерживать различные типы беспроводных гаджетов, которые стали популярными с годами, например, смартфоны и планшеты. Мобильные сети сейчас очень важны, потому что они не исчезнут в ближайшее время.

Ключевые сетевые термины

Открытая система: открытая система подключена к сети и готова к обмену данными.

Закрытая система: закрытая система не подключена к сети, поэтому с ней невозможно установить связь.

‍IP-адрес (интернет-протокол): сетевой адрес системы в сети, также известный как логический адрес).

MAC-адрес: MAC-адрес или физический адрес однозначно идентифицирует каждый хост. Он связан с картой сетевого интерфейса (NIC).

Порт: порт — это канал, по которому данные отправляются и принимаются.

Узлы: термин, используемый для обозначения любых вычислительных устройств, таких как компьютеры, которые отправляют и получают сетевые пакеты по сети.

Сетевые пакеты: данные, которые отправляются в узлы и из них в сети.

Маршрутизаторы: маршрутизаторы – это аппаратные средства, которые управляют пакетами маршрутизатора. Они определяют, с какого узла пришла информация и куда ее отправить. У маршрутизатора есть протокол маршрутизации, который определяет, как он взаимодействует с другими маршрутизаторами.

‍Преобразование сетевых адресов (NAT): метод, который маршрутизаторы используют для предоставления интернет-услуг большему количеству устройств с использованием меньшего количества общедоступных IP-адресов. Маршрутизатор имеет общедоступный IP-адрес, но устройствам, подключенным к нему, назначаются частные IP-адреса, которые не видны другим пользователям за пределами сети.

Протокол динамической конфигурации хоста (DHCP): назначает динамические IP-адреса хостам и поддерживается интернет-провайдером.

Поставщики интернет-услуг (ISP): компании, которые обеспечивают подключение к Интернету для всех, как для частных лиц, так и для предприятий и других организаций.

Когда вы звоните по IP-адресу своего компьютера, вы пытаетесь связаться с другим компьютером в Интернете, но когда вы звоните по IP-адресу 127.0.0.1, вы связываетесь с локальным хостом. Localhost — это всегда ваш собственный компьютер. Ваш компьютер разговаривает сам с собой, когда вы звоните локальному хосту. Ваш компьютер не всегда напрямую идентифицирует локальный хост. В вашей личной сети localhost имеет отдельный IP-адрес, например 192.168.0.1. (в большинстве случаев), который отличается от того, который вы используете в Интернете. Обычно это динамически назначается интернет-провайдером (ISP). Localhost можно рассматривать как сервер, который используется на вашем собственном компьютере.

127.0.0.1 – как работает петля?
Для связи друг с другом внутри сети используются IP-адреса. Участники сети имеют свои уникальные адреса. Используя TCP/IP, пакеты данных могут достичь нужного пункта назначения. Пара протоколов Протокол управления передачей (TCP) и Интернет-протокол (IP) являются одними из основных особенностей Интернета. TCP/IP также используется за пределами Интернета в локальных сетях. Интернет-протокол отвечает за разрешение IP-адресу и маске подсети обращаться к абонентам в сети во время передачи.

Распределение общедоступных IP-адресов регулируется международной организацией, которой является Интернет-корпорация по присвоению имен и номеров (ICANN). ICANN также отвечает за распределение доменных имен, называемых Системой доменных имен (DNS). Но некоторые диапазоны адресов зарезервированы для особых целей, например диапазон от 127.0.0.0 до 127.255.255.255. Достоверной информации о том, почему был выбран именно этот диапазон, нет. IP-адреса в Интернете делятся на разные классы. Первый класс класса A начинался с 0.0.0.0 (зарезервированный адрес) и заканчивался 127.255.255.255. 127 — последний блок сети класса А. Его важное положение могло быть причиной его выбора.

В этом диапазоне адресов можно настроить локальную сеть. Особенность этого диапазона в том, что IP-адреса в нем не назначаются однозначно, как это обычно бывает. Кроме того, он был зарезервирован ICANN.

Если вы введете IP-адрес или соответствующее доменное имя в браузере, маршрутизатор перенаправит ваш запрос в Интернет, который соединит вас с сервером. Это означает, что если вы введете 172.217.0.0, вы попадете на главную страницу Google, но с 127.0.0.1 ситуация иная. Запросы на этот адрес не будут пересылаться в Интернет. TCP/IP распознает из первого блока (127), что вы не хотите выходить в интернет, вместо этого вы звоните сами себе. Затем это запускает петлю.

Причина, по которой создается петлевое устройство, заключается в том, чтобы работала обратная ссылка на ваш собственный компьютер. Через операционную систему создается виртуальный интерфейс. Интерфейс называется lo или lo0, и его также можно отобразить с помощью команды ifconfig в системах Unix. Аналогичной командой для Windows является ipconfig.

Для чего используется localhost?
Разработчики используют локальный хост для тестирования веб-приложений и программ. Сетевые администраторы используют петлю для проверки сетевых подключений. Другое использование для локального хоста — это файл хоста, где вы можете использовать петлю для блокировки вредоносных веб-сайтов.

В целях тестирования.
Веб-серверы в основном используют локальный хост для программных приложений, которым необходимо обмениваться данными через Интернет. Во время разработки важно выяснить, действительно ли приложение работает так, как оно было разработано, когда у него есть доступ в Интернет. Другие функции Localhosts возможны только в том случае, если необходимые файлы можно найти в Интернете. Как мы видим, есть разница между открытием HTML-документа на вашем ПК или его загрузкой на сервер и доступом к нему. Выпускать продукт без тестирования не имеет смысла. Поэтому разработчики используют loopback для их тестирования. Они могут стимулировать соединение, а также предотвращать сетевые ошибки. Соединение просто остается полностью внутри их собственной системы.

Еще одним преимуществом использования localhost для целей тестирования является скорость. Обычно при отправке запроса через Интернет требуется более 100 миллисекунд. Максимальное время передачи составляет всего одну миллисекунду для отправки пинга на локальный хост. Корректность интернет-протокола также может быть реализована с помощью этой технологии.

Если вы хотите настроить собственный тестовый сервер на своем ПК для обращения к нему через локальный хост, вам потребуется подходящее программное обеспечение. Можно использовать программное обеспечение, такое как XAMPP, специально разработанное для использования в качестве локального хоста.

Чтобы заблокировать веб-сайты.
Localhost также может блокировать файлы хоста.Этот файл является предшественником системы доменных имен (DNS). При этом IP-адреса могут быть назначены соответствующим доменам. Доменное имя преобразуется в IP-адрес, когда вы вводите адрес веб-сайта в браузере. Раньше это был файл хоста, но сегодня обычно используется глобальный DNS, но файл хоста все еще присутствует в большинстве операционных систем. В Windows этот файл находится в папке \system32\drivers\etc\hosts, тогда как в macOS и других системах Unix он находится в папке /etc/hosts.

Возможно, остались эти две записи, если не были внесены изменения в файл:

Разрешение имени для локального хоста не обязательно должно выполняться через Интернет. Localhost также может использовать файл хоста для блокировки определенных веб-сайтов. Для этого сайт, который нужно заблокировать, должен быть внесен в список, а IP-адрес 127.0.0.1 должен быть присвоен домену. Если вы или вредоносный скрипт попытаетесь вызвать заблокированный домен, браузер сначала проверит файл хоста и найдет там вашу запись. Также можно использовать доменное имя 0.0.0.0.

В этом документе содержится основная информация, необходимая для настройки маршрутизатора для маршрутизации IP, например, как разбиваются адреса и как работает подсеть. Вы узнаете, как назначить каждому интерфейсу на маршрутизаторе IP-адрес с уникальной подсетью. Включены примеры, чтобы помочь связать все воедино.

Предпосылки

Требования

Cisco рекомендует иметь базовые представления о двоичных и десятичных числах.

Используемые компоненты

Этот документ не ограничивается конкретными версиями программного и аппаратного обеспечения.

Информация в этом документе была получена с устройств в специальной лабораторной среде. Все устройства, используемые в этом документе, запускались с очищенной (по умолчанию) конфигурацией. Если ваша сеть работает, убедитесь, что вы понимаете потенциальное влияние любой команды.

Дополнительная информация

Если определения вам полезны, используйте эти словарные термины, чтобы начать работу:

Адрес — уникальный идентификатор, присвоенный одному хосту или интерфейсу в сети.

Подсеть – часть сети, которая имеет общий адрес подсети.

Маска подсети — 32-битная комбинация, используемая для описания того, какая часть адреса относится к подсети, а какая — к хосту.

Интерфейс — сетевое подключение.

Если вы уже получили свой законный адрес(а) от Информационного центра сети Интернет (InterNIC), вы готовы начать. Если вы не планируете подключаться к Интернету, Cisco настоятельно рекомендует использовать зарезервированные адреса из RFC 1918.

Понимание IP-адресов

IP-адрес — это адрес, используемый для уникальной идентификации устройства в IP-сети. Адрес состоит из 32 двоичных битов, которые можно разделить на сетевую часть и часть узла с помощью маски подсети. 32 двоичных бита разбиты на четыре октета (1 октет = 8 бит). Каждый октет преобразуется в десятичный вид и отделяется точкой (точкой). По этой причине говорят, что IP-адрес выражается в десятичном формате с точками (например, 172.16.81.100). Значение в каждом октете находится в диапазоне от 0 до 255 в десятичном формате или от 00000000 до 11111111 в двоичном формате.

Вот пример преобразования октетов, когда не все биты установлены в 1.

В этом примере показан IP-адрес, представленный как в двоичном, так и в десятичном виде.

Эти октеты разделены, чтобы обеспечить схему адресации, подходящую для больших и малых сетей. Существует пять различных классов сетей, от A до E. В этом документе основное внимание уделяется классам от A до C, поскольку классы D и E зарезервированы, и их обсуждение выходит за рамки этого документа.

Примечание. Также обратите внимание, что термины «Класс A», «Класс B» и т. д. используются в этом документе для облегчения понимания IP-адресации и подсетей. Эти термины редко используются в отрасли из-за введения бесклассовой междоменной маршрутизации (CIDR).

Для IP-адреса его класс можно определить по трем старшим битам (трем крайним левым битам в первом октете). На рис. 1 показано значение трех старших битов и диапазон адресов, попадающих в каждый класс. В информационных целях также показаны адреса класса D и класса E.

Рисунок 1

В адресе класса A первый октет — это сетевая часть, поэтому пример класса A на рис. 1 имеет основной сетевой адрес 1.0.0.0–127.255.255.255. Октеты 2, 3 и 4 (следующие 24 бита) предназначены для того, чтобы администратор сети разделил их на подсети и хосты по своему усмотрению. Адреса класса A используются для сетей с более чем 65 536 хостами (фактически до 16777214 хостов!).

В адресе класса B первые два октета представляют собой сетевую часть, поэтому пример класса B на рис. 1 имеет основной сетевой адрес 128.0.0.0–191.255.255.255. Октеты 3 и 4 (16 бит) предназначены для локальных подсетей и хостов.Адреса класса B используются для сетей, содержащих от 256 до 65 534 узлов.

В адресе класса C первые три октета относятся к сетевой части. Пример класса C на рисунке 1 имеет основной сетевой адрес 192.0.0.0 - 223.255.255.255. Октет 4 (8 бит) предназначен для локальных подсетей и хостов и идеально подходит для сетей с менее чем 254 хостами.

Сетевые маски

IP-адрес в сети класса A, не разделенной на подсети, будет иметь пару адрес/маска, аналогичную: 8.20.15.1 255.0.0.0. Чтобы увидеть, как маска помогает идентифицировать сетевую и узловую части адреса, преобразуйте адрес и маску в двоичные числа.

Если у вас есть адрес и маска, представленные в двоичном формате, вам будет проще идентифицировать сеть и идентификатор хоста. Любые биты адреса, соответствующие биты маски которых установлены в 1, представляют идентификатор сети. Любые биты адреса, соответствующие биты маски которых установлены в 0, представляют идентификатор узла.

Подсети

Подсети позволяют создавать несколько логических сетей, существующих в одной сети класса A, B или C. Если у вас нет подсети, вы сможете использовать только одну сеть из своей сети класса A, B или C, что нереально.

Каждый канал передачи данных в сети должен иметь уникальный идентификатор сети, при этом каждый узел в этом канале должен быть членом одной и той же сети. Если вы разбиваете основную сеть (класса A, B или C) на более мелкие подсети, это позволяет создать сеть из взаимосвязанных подсетей. Каждый канал передачи данных в этой сети будет иметь уникальный идентификатор сети/подсети. Любое устройство или шлюз, соединяющий n сетей/подсетей, имеет n различных IP-адресов, по одному для каждой сети/подсети, с которыми оно связано.

Чтобы разделить сеть на подсети, добавьте в естественную маску некоторые биты из части адреса с идентификатором хоста, чтобы создать идентификатор подсети. Например, для сети класса C 204.17.5.0 с естественной маской 255.255.255.0 вы можете создавать подсети следующим образом:

Расширив маску до 255.255.255.224, вы взяли три бита (обозначенные "sub") из исходной хостовой части адреса и использовали их для создания подсетей. С этими тремя битами можно создать восемь подсетей. С оставшимися пятью битами идентификатора хоста каждая подсеть может иметь до 32 адресов хостов, 30 из которых фактически могут быть назначены устройству, поскольку идентификаторы хостов, состоящие только из нулей или всех единиц, не допускаются (это очень важно помнить об этом). Поэтому эти подсети были созданы с учетом этого.

Примечание. Эти маски можно обозначить двумя способами. Во-первых, поскольку вы используете на три бита больше, чем «естественная» маска класса C, вы можете обозначить эти адреса как имеющие 3-битную маску подсети. Или, во-вторых, маска 255.255.255.224 также может быть обозначена как /27, так как в маске установлено 27 бит. Этот второй метод используется с CIDR. С помощью этого метода одну из этих сетей можно описать с помощью префикса/длины записи. Например, 204.17.5.32/27 обозначает сеть 204.17.5.32 255.255.255.224. Когда это уместно, в остальной части этого документа для обозначения маски используется обозначение префикса/длины.

Схема разделения сети на подсети в этом разделе допускает восемь подсетей, и сеть может выглядеть следующим образом:

Рисунок 2

Обратите внимание, что каждый из маршрутизаторов на рис. 2 подключен к четырем подсетям, одна подсеть является общей для обоих маршрутизаторов. Кроме того, каждый маршрутизатор имеет IP-адрес для каждой подсети, к которой он подключен. Каждая подсеть потенциально может поддерживать до 30 адресов узлов.

Это поднимает интересный вопрос. Чем больше битов хоста вы используете для маски подсети, тем больше подсетей у вас есть. Однако чем больше доступных подсетей, тем меньше адресов хостов доступно для каждой подсети. Например, сеть класса C 204.17.5.0 и маска 255.255.255.224 (/27) позволяют иметь восемь подсетей, каждая из которых имеет 32 адреса хоста (30 из которых могут быть назначены устройствам). Если вы используете маску 255.255.255.240 (/28), разбивка будет следующей:

Поскольку теперь у вас есть четыре бита для создания подсетей, у вас осталось только четыре бита для адресов узлов. Таким образом, в этом случае у вас может быть до 16 подсетей, каждая из которых может иметь до 16 адресов узлов (14 из которых могут быть назначены устройствам).

Посмотрите, как сеть класса B может быть разбита на подсети. Если у вас есть сеть 172.16.0.0, то вы знаете, что ее естественная маска — 255.255.0.0 или 172.16.0.0/16. Расширение маски до любого значения за пределами 255.255.0.0 означает, что вы создаете подсеть. Вы можете быстро увидеть, что у вас есть возможность создавать гораздо больше подсетей, чем в сети класса C. Если вы используете маску 255.255.248.0 (/21), сколько подсетей и хостов это позволяет?

Для подсетей вы используете пять бит из исходных битов хоста. Это позволяет вам иметь 32 подсети (2 5 ). После использования пяти битов для подсетей у вас остается 11 битов для адресов хостов.Это позволяет каждой подсети иметь 2048 адресов узлов (2 11 ), 2046 из которых могут быть назначены устройствам.

Примечание. В прошлом существовали ограничения на использование подсети 0 (все биты подсети установлены на ноль) и подсети всех единиц (все биты подсети установлены на единицу). Некоторые устройства не позволяют использовать эти подсети. Устройства Cisco Systems позволяют использовать эти подсети, если настроена команда ip subnet zero.

Примеры

Пример упражнения 1

Теперь, когда у вас есть представление о подсетях, используйте эти знания. В этом примере вам даны две комбинации адреса/маски, записанные с использованием префикса/длины, которые были назначены двум устройствам. Ваша задача — определить, находятся ли эти устройства в одной подсети или в разных подсетях. Вы можете использовать адрес и маску каждого устройства, чтобы определить, к какой подсети принадлежит каждый адрес.

Определить подсеть для DeviceA:

Посмотрев на биты адреса, у которых соответствующий бит маски установлен на единицу, и установив все остальные биты адреса на ноль (это эквивалентно выполнению логического "И" между маской и адресом), вы увидите, к какой подсети этот адрес принадлежит. В этом случае DeviceA принадлежит к подсети 172.16.16.0.

Определить подсеть для DeviceB:

Исходя из этих определений, устройства DeviceA и DeviceB имеют адреса, которые являются частью одной и той же подсети.

Пример упражнения 2

Учитывая сеть класса C 204.15.5.0/24, создайте подсеть сети, чтобы создать сеть, показанную на рис. 3, с показанными требованиями к хосту.

Рисунок 3

Глядя на сеть, показанную на рис. 3, вы видите, что вам необходимо создать пять подсетей. Самая большая подсеть должна поддерживать 28 адресов узлов. Возможно ли это в сети класса C? И если да, то как?

Можно начать с требований к подсети. Чтобы создать пять необходимых подсетей, вам нужно будет использовать три бита из битов хоста класса C. Два бита дадут вам только четыре подсети (2 2 ).

Поскольку вам нужно три бита подсети, у вас остается пять битов для хостовой части адреса. Сколько хостов это поддерживает? 2 5 = 32 (30 годных). Это соответствует требованию.

Поэтому вы определили, что эту сеть можно создать с сетью класса C. Пример того, как вы можете назначить подсети:

Пример VLSM

Обратите внимание, что во всех предыдущих примерах разделения на подсети ко всем подсетям применялась одна и та же маска подсети. Это означает, что каждая подсеть имеет одинаковое количество доступных адресов узлов. В некоторых случаях это может понадобиться, но в большинстве случаев использование одной и той же маски подсети для всех подсетей приводит к пустой трате адресного пространства. Например, в разделе «Образец упражнения 2» сеть класса C была разделена на восемь подсетей одинакового размера; однако каждая подсеть не использовала все доступные адреса узлов, что приводило к потере адресного пространства. На рис. 4 показано это неиспользуемое адресное пространство.

Рисунок 4

На рис. 4 показано, что в используемых подсетях NetA, NetC и NetD много неиспользуемого адресного пространства узла. Возможно, это был преднамеренный проект с учетом будущего роста, но во многих случаях это просто трата адресного пространства из-за того, что для всех подсетей используется одна и та же маска подсети.

Маски подсети переменной длины (VLSM) позволяют использовать разные маски для каждой подсети, тем самым эффективно используя адресное пространство.

Пример VLSM

Учитывая ту же сеть и требования, что и в примере упражнения 2, разработайте схему подсети с использованием VLSM, учитывая:

Определить, какая маска разрешает необходимое количество хостов.

Самый простой способ назначить подсети — сначала назначить самую большую. Например, вы можете назначить таким образом:

Графически это можно представить, как показано на рисунке 5:

Рисунок 5

На рис. 5 показано, как использование VLSM помогло сэкономить более половины адресного пространства.

Бесклассовая междоменная маршрутизация (CIDR) была введена для улучшения использования адресного пространства и масштабируемости маршрутизации в Интернете. Это было необходимо из-за быстрого роста Интернета и увеличения количества таблиц IP-маршрутизации, хранящихся в Интернет-маршрутизаторах.

CIDR отходит от традиционных классов IP (класс A, класс B, класс C и т. д.). В CIDR IP-сеть представлена префиксом, который является IP-адресом и некоторым указанием длины маски. Длина означает количество крайних слева непрерывных битов маски, которые установлены равными единице. Таким образом, сеть 172.16.0.0 255.255.0.0 можно представить как 172.16.0.0/16. CIDR также отображает более иерархическую архитектуру Интернета, в которой каждый домен берет свои IP-адреса с более высокого уровня. Это позволяет суммировать домены на более высоком уровне. Например, если провайдеру принадлежит сеть 172.16.0.0/16, он может предлагать клиентам 172.16.1.0/24, 172.16.2.0/24 и т. д.Тем не менее, при рекламе другим провайдерам интернет-провайдеру нужно рекламировать только 172.16.0.0/16.

Дополнительную информацию о CIDR см. в документах RFC 1518 и RFC 1519.

Особые подсети

31-битные подсети

30-битная маска подсети позволяет использовать четыре адреса IPv4: два адреса хоста, одну сеть, состоящую из нулей, и один широковещательный адрес, состоящий из единиц. Ссылка «точка-точка» может иметь только два адреса хоста. Нет реальной необходимости иметь широковещательные и нулевые адреса с двухточечными ссылками. 31-битная маска подсети допускает ровно два адреса хоста и исключает широковещательные адреса и адреса со всеми нулями, тем самым сводя к минимуму использование IP-адресов для двухточечных соединений.

См. RFC 3021 — Использование 31-битных префиксов в каналах IPv4 «точка-точка».

Маска: 255.255.255.254 или /31.

Подсеть /31 можно использовать для настоящих двухточечных соединений, таких как последовательные интерфейсы или POS-интерфейсы. Однако их также можно использовать с широковещательными интерфейсами, такими как интерфейсы Ethernet. В этом случае убедитесь, что в этом сегменте Ethernet требуется только два адреса IPv4.

Пример

192.168.1.0 и 192.168.1.1 находятся в подсети 192.168.1.0/31.

Предупреждение выводится, поскольку гигабитный Ethernet является широковещательным сегментом.

32-битные подсети

Маска подсети 255.255.255.255 (подсеть /32) описывает подсеть только с одним адресом хоста IPv4. Эти подсети нельзя использовать для назначения адресов сетевым ссылкам, поскольку им всегда требуется более одного адреса на ссылку. Использование /32 строго зарезервировано для ссылок, которые могут иметь только один адрес. Примером маршрутизаторов Cisco является петлевой интерфейс. Эти интерфейсы являются внутренними интерфейсами и не подключаются к другим устройствам. Таким образом, они могут иметь подсеть /32.

Читайте также: