عنوان
|
نويسنده
|
مشاهده
|
تعداد
آراء |
امتياز
|
آدرس دهی IP ( بخش اول ) |
مديريت شبکه |
51054 |
578 |
3.4 |
با توجه به جایگاه داده در عصر حاضر و لزوم نگاه جامع به این مقوله مهم ، بر آن شدیم تا محوریت فعالیت های خود را بر روی این موضوع متمرکز نمائیم . از این رو گروه فابک با شعار فناوری اطلاعات برای کسب وکار شکل گرفت و خدمات خود را از طریق سایت www.fabak.ir به مخاطبان محترم عرضه می نماید
 |
آدرس دهی IP
آدرس دهی IP ( بخش اول )
بمنظور مديريت و اشکال زدائی شبکه های مبتنی بر پروتکل
TCP/IP ، می بايست شناخت مناسبی نسبت به تمامی جنبه ها ی
آدرس دهی
IP وجود داشته باشد. يکی از مهمترين عمليات مديريتی در
شبکه های مبتنی بر پروتکل TCP/IP ، نسبت دهی آدرس
های IP مناسب و منحصربفرد به تمامی گره های موجود در
شبکه است . با اينکه مفهوم نسبت دهی آدرس IP ، ساده بنظر
می آيد ولی مکانيزم واقعی اختصاص آدرس IP موثر
با استفاده از Subnetting ، پيچيدگی های خاص خود را
بدنبال دارد. علاوه بر موارد فوق ، ضروری است که شناخت مناسبی نسبت به جايگاه IP Broadcast
، ترافيک
multicast و نحوه تطبيق آدرس های فوق به آدرس های لايه اينترفيس
شبکه نظير آدرس های MAC اترنت و
Token Ring ، وجود داشته باشد .در مجموعه مقالاتی
که در اين خصوص ارائه خواهد به بررسی مفاهيم و ويژگی های آدرس دهی
IP خواهيم پرداخت .
انواع آدرس
های IP
آدرس IP ، يک آدرس منطقی سی و دو بيتی
است که می تواند يکی از انواع زير باشد :
-
Unicast . يک آدرس
IP از نوع
Unicast ، به يک اينترفيس شبکه متصل شده به يک شبکه
مبتنی بر IP نسبت داده می شود. آدرس های
IP از نوع Unicast در
ارتباطات "يک به يک" ( One-To-One) استفاده می گردند .
-
Broadcast . يک آدرس
IP از نوع Broadcast بمنظور
پردازش توسط هر گره موجود بر روی
سگمنت يکسان شبکه ، طراحی شده است . آدرس های IP از نوع
Broadcast در ارتباطات از نوع "يک به همه " (
one-to-everyone ) ، استفاده می گردند .
-
Multicast . يک آدرس
IP از نوع Multicast ، آدرسی
است که يک و يا چندين گره را قادر به گوش دادن به سگمنت های مشابه و يا متفاوت می
نمايد. آدرس های فوق ،ارتباط از نوع "يک به چند" (one-to-many ) را
فراهم می نمايند .
نمايش آدرس IP
آدرس IP ، يک مقدار سی و دو بيتی است که
کامپيوترها با مهارت خاصی از آن بمنظور
انجام عمليات خود در يک شبکه کامپيوتری مبتنی بر TCP/IP
استفاده می نمايند . انسان در مقابل استفاده از يک عدد باينری سی و دو بيتی که
بخاطر سپردن آن همواره مشکل خواهد بود ، از سيستم دهدهی ، استفاده می نمايند
. ( استفاده از سيستم دهدهی در مقابل سيستم باينری ) . بدين دليل
برای نمايش يک آدرس IP از شکل دهدهی ( decimal )
آن استفاده می گردد.آدرس های IP سی و دو بيتی از
بيت با ارزش بالا بسمت بيت با ارزش پائين ، به چهار واحد هشت بيتی ( گروه هشتگانه )
که به هر يک از آنان Octet گفته می شود ،
تقسيم می شوند . آدرس های
IP معمولا" بصورت چهار octet
دهدهی که توسط يک نقطه از يکديگر جدا می گردند ، نوشته می شوند . مدل نمايشی
فوق را
Dotted Decimal می گويند .
مثلا" آدرس IP : 00001010000000011111000101000011،
پس از تقسيم به
چهار Octet ( گروه هشتگانه ) ، بصورت زير نمايش
داده می شود:
00001010 00000001 11110001 01000011
|
هر Octet
( گروه هشتگانه ) در ادامه به يک
عدد دهدهی تبديل و پس از جداسازی آنان توسط نفطه از يکديگر بصورت زير نمايش
داده می شوند :
يک آدرس عمومی
IP بصورت w.x.y.z نشان داده می شود
:

تبديل از
باينری به دهدهی
بمنظور تبديل يک عدد باينری به معادل دهدهی ، باتوجه به ارزش مکانی هر رقم از
توان های متفاوت دو استفاده می گردد .در چنين حالتی در صورتيکه يک رقم دارای مقدار
يک باشد ، از معادل ارزش مکانی آن ( توان های متفاوت دو ) استفاده می گردد.
شکل زير يک عدد هشت بيتی و ارزش مکانی هر رقم با توجه به موقعيت آن در عدد باينری
را نشان می دهد .

مثلا" ، عدد هشت بيتی 01000011 ، معادل
67 ( 1 + 2 + 64 ) می باشد . حداکثر عددی را که می توان توسط هشت
بيت نشان داد ( 11111111 ) ، 255 است ( 1+2+4+8+16+32+64+128)
.
تبديل از دهدهی
به باينری
برای تبديل يک عدد دهدهی به باينری ، عدد دهدهی را بمنظور
آگاهی از وجود توان های متفاوت دو و از بيت با ارزش بالا ، آناليز می نمائيم . از
بيت با ارزش بالاتر شروع می کنيم ( 128 ) ،در صورتيکه مقدار مربوط در عدد دهدهی
موجود باشد ، بيت مورد نظر در آن موقعيت معادل يک در نظر گرفته خواهد شد . مثلا"
عدد 211 شامل حاصل جمع اعداد 128 ، 64 ، 16 و 2 است ، بنابراين شکل باينری آن بصورت
11010011 خواهد بود .
آدرس های IP
در IP Header
آدرس های IP استفاده شده در
IP Header ،
شامل فيلدهای مربوط به آدرس مبداء و مقصد می باشد :
-
فيلد آدرس مبداء
IP Header ، همواره يک آدرس از نوع
Unicast و يا آدرس خاصی بصورت IP:
0.0.0.0 است . آدرس نامشخص IP 0.0.0.0
، صرفا" زمانی که گره مربوطه با
يک آدرس IP پيکربندی نشده باشد و گره در تلاش برای بدست
آوردن يک آدرس از طريق يک پروتکل پيکربندی نظير DHCP)Dynamic
Host Configuration Protocol) باشد ، استفاده می گردد .
-
فيلد آدرس مقصد IP
Header، يک
آدرس Unicast و يا يک آدرس از نوع Broadcast
می باشد .
آدرس های IP ازنوع
Unicast
هر اينترفيس شبکه که TCP/IP در ارتباط با آن
فعا ل شده باشد، می بايست دارای يک آدرس IP منحصربفرد،
منطقی و
Unicast باشد .آدرس منحصربفرد
Unicast ، بمنزله يک آدرس منطقی خواهد بود. چراکه آدرس
فوق در لايه اينترنت بوده که هيچگونه ارتباط مستقيمی با آدرس استفاده شده در لايه
اينترفيس شبکه ندارد . مثلا" آدرس
IP نسبت داده شده به يک ميزبان ( host) بر
روی يک شبکه اترنت ، هيچگونه ارتباطی با آدرس MAC چهل و
هشت بيتی استفاده شده توسط آداپتور شبکه اترنت ندارد.
آدرس IP از نوع
Unicast ، يک آدرس منحصر بفرد برای گره های موجود در يک
شبکه مبتنی بر پروتکل TCP/IP بوده و از دو بخش مشخصه شبکه (
network ID ) و مشخصه ميزبان (
host ID ) ، تشکيل می گردد .
-
مشخصه شبکه (
network ID ) و يا آدرس شبکه ، گره هائی را
که بر روی شبکه منطقی يکسانی قرار دارند ، مشخص می نمايد . در اکثر موارد، يک
شبکه منطقی مشابه يک سگمنت فيزيکی شبکه بوده که محدوده های مرزی آن توسط آدرس
IP روترها تعريف می گردد . در برخی موارد ، چندين
شبکه منطقی بر روی شبکه فيزيکی يکسانی وجود داشته که از روشی با نام
Multinetting استفاده می نمايند. تمامی گره ها در يک شبکه منطقی يکسان ،
مشخصه شبکه ( Network ID ) يکسانی را به اشتراک می
گذارند . در صورتيکه تمامی گره ها بر روی يک شبکه منطقی يکسان ، بدرستی
پيکربندی نگردند (عدم لحاظ نمودن مشخصه
شبکه يکسان) ، عمليات روتينگ و عرضه بسته های اطلاعاتی با مشکل مواجه خواهد
شد . مشخصه شبکه ، می بايست منحصر بفرد در نظر گرفته شود.
-
مشخصه ميزبان (
host ID ) و يا آدرس ميزبان
، يک گره موجود در شبکه را مشخص می نمايد . يک گره می تواند يک روتر و يا يک ميزبان
( يک ايستگاه کاری ، سرويس دهنده و يا ساير سيستم های مبتنی بر TCP/IP )
باشد . مشخصه ميزبان ، می بايست در هر سگمنت شبکه منحصر بفرد باشد .
شکل زير ،
نمونه ای از يک آدرس IP
بهمراه مشخصه های شبکه و ميزبان را نشان می دهد :

کلاس های
آدرس دهی
IP
در ابتدا لازم است به اين نکنه اشاره گردد که شبکه های مدرن ، مبتنی بر
کلاس های آدرس اينترنت نمی باشد . با توجه به رشد سريع اينترنت ،
ساختار اوليه ارائه شده مبتنی بر کلاس ، شرايط لازم بمنظور گسترش و پاسخگوئی
به يک شبکه گسترده جهانی را دارا نمی باشد. مثلا" در صورتيکه همچنان از آدرس
دهی مبتنی بر کلاس ، استفاده شود، می بايست صدها و يا هزاران روتر در جداول روتينگ
مربوط به روترهای ستون فقرات اينترنت وجود داشته باشد . بمنظور پيشگيری و ممانعت از
اين موضوع ، آدرس دهی در اينترنت مدرن بصورت
Classless خواهد بود. عليرغم موارد فوق ، آشنائی و آگاهی لازم در خصوص
کلاس های آدرس دهی ، يکی از عناصر مهم در زمينه شناخت آدرس دهی IP
محسوب می گردد.
RFC 791 ، آدرس های IP
از نوع Unicast را کلاس های آدرس دهی خاصی تعريف می
نمايد که از آنان بمنظور ايجاد شبکه ها با ابعاد و اندازه های متفاوت استفاده می
گردد( توانائی تعريف مناسب شبکه ها ) . اهداف اوليه طراحی کلاس های آدرس دهی
، نيل به خواسته های زير بود :
-
ايجاد تعدادی اندک از شبکه های وسيع
( شبکه هائی با تعداد زيادی از گره ها )
-
ايجاد تعدادی متوسط از شبکه هائی با
ابعاد متوسط ( نه خيلی زياد و نه خيلی کم )
-
ايجاد تعدادی زياد از شبکه های کوچک
برای تامين اهداف فوق ، کلاس های
متفاوت آدرس دهی ايجاد گرديد . بدين ترتيب، زير شاخه( نوع ) يک آدرس سی و
دو بيتی IP از طريق تنظيم بيت های با ارزش بالا مشخص و
ساير بيت های باقيمانده به دو بخش مشخصه شبکه و مشخصه ميزبان ، تقسيم می
گردند .
کلاس A
آدرس های کلاس A ، برای شبکه
هائی که دارای تعداد بسيار زيادی ميزبان می باشند، طراحی شده است ( ايجاد
تعدادی اندک از شبکه هائی که دارای ميزبانان زيادی می باشند ) . بيت با ارزش
بالا مقدار صفر را دارا خواهد بود . اولين گروه هشتگانه ( اولين
octet ) ، بعنوان مشخصه شبکه و آخرين بيست و چهار بيت ( سه
octet بعد) بعنوان مشخصه ميزبان تعريف می گردد . شکل زير
ساختار آدرس های کلاس A را نشان می دهد .

کلاس B
آدرس های کلاس B ، برای شبکه
هائی با ابعاد متوسط که دارای تعداد متوسطی ( نه خيلی زياد و نه خيلی کم ) از
ميزبانان می باشند ، طراحی شده است ( ايجاد تعدادی متوسط از شبکه هائی که دارای
ميزبانان متوسطی می باشند ). دو بيت با ارزش بالا ، دارای مقدار 10 می باشد . اولين شانزده بيت ( دو
octet اوليه ) بعنوان مشخصه شبکه و آخرين شانزده بيت ( دو
octet آخر) بعنوان مشخصه ميزبان در نظر گرفته می شوند.
شکل زير ساختار آدرس های کلاس B را نشان می دهد .

کلاس C
آدرس های کلاس C برای شبکه های کوچک که دارای
تعداد اندکی از ميزبانان می باشند ، طراحی شده است .( ايجاد تعدادی زيادی از شبکه
هائی که دارای ميزبانان اندکی می باشند) . سه بيت با ارزش بالا ، دارای مقدار
110 می باشد . اولين بيست و چهار بيت ( سه octet اوليه )
بعنوان مشخصه شبکه و هشت بيت آخر ( آخرين Octet ) بعنوان
مشخصه ميزبان در نظر گرفته می شوند. شکل زير ساختار آدرس های کلاس
C را نشان می دهد .

کلاس های
آدرس دهی اضافه :
علاوه بر کلاس های آدرس دهی
B ,A و C ، با توجه به ضرورت
های مربوطه کلاس D و E ، نيز
تعريف شده اند .
کلاس D :
آدرس های کلاس D بمنظور
Multicast طراحی شده اند . چهار بيت با ارزش بالا، دارای مقدار 1110
می باشد. بيست و هشت و بيت بعد بمنظور آدرس های multicast
در نظر گرفته شده است .
کلاس E :
آدرس های کلاس E ، آدرس های رزو شده برای
استفاده آتی می باشند . پنج بيت با ارزش بالا، دارای مقدار 11110 می باشد .
قوانين مشخصه شبکه
( Network ID)
در زمان استفاده از مشخصه شبکه ، قوانين زير رعايت می گردد:
-
مشخصه شبکه نمی تواند با 127 بعنوان
اولين Octet آغاز گردد . تمامی آدرس های
IP: 127.x.x.x ، بعنوان آدرس های
Loopback رزو شده می باشند .
-
تمامی بيت های مشخصه شبکه ، نمی تواند
ارزش يک را داشته باشد. مشخصه های شبکه که مقدار تمامی بيت های آن يک است ، بمنظور
آدرس های Broadcast رزو شده اند .
-
تمامی بيت های مشخصه شبکه ، نمی تواند
ارزش صفر را داشته باشد. مشخصه های شبکه که مقدار تمامی بيت های آن صفر است ، يک
ميزبان بر روی شبکه محلی را مشخص می نمايند.
-
مشخصه شبکه در شبکه های مبتنی بر
IP عمومی ، می بايست منحصربفرد باشد .
جدول زير محدوده کلاس های آدرس
دهی برای مشخصه شبکه را نشان می دهد.
تعداد شبکه ها |
آخرين مشخصه شبکه |
اولين مشخصه شبکه |
کلاس |
126 |
126.0.0.0 |
1.0.0.0 |
A |
16,384 |
191.255.0.0 |
128.0.0.0 |
B |
2,097,152 |
223.255.255.0 |
192.0.0.0 |
C |
IP
مربوط به مشخصه های شبکه ، حتی اگر بصورت اعداد دهدهی که توسط نقطه از يکديگر
جدا شده اند ، ارائه گردد ، بمنزله آدرس های IP
نسبت داده شده به اينترفيس های شبکه در نظر گرفته نخواهد شد . IP مشخصه شبکه
، آدرس شبکه ای است که برای تمامی اينترفيس های شبکه متصل شده به يک شبکه منطقی
يکسان ، مشترک خواهد بود .
قوانين مشخصه های
ميزبان (Host ID)
در زمان استفاده از مشخصه ميزبان ، قوانين
زير رعايت می گردد :
-
تمامی بيت ها ی مشخصه ميزبان ، نمی
تواند ارزش يک را داشته باشد . مشخصه های ميزبان که مقدار تمامی بيت های آن يک
است ، برای آدرس های Broadcast رزو شده اند .
-
تمامی بيت های مشخصه ميزبان ، نمی
تواند ارزش صفر را داشته باشد.مشخصه های ميزبان که مقدار تمامی بيت های آن صفر
است ، برای ارائه IP مربوط به مشخصه های شبکه ، رزو
شده اند .
-
مشخصه ميزبان می بايست در شبکه، منحصر
بفرد باشد .
جدول زير محدوده کلاس های آدرس
دهی برای مشخصه ميزبان را نشان می دهد.
تعداد ميزبانان |
آخرين مشخصه ميزبان
|
اولين مشخصه ميزبان
|
کلاس |
16,777,214 |
w.255.255.254 |
w.0.0.1 |
A |
65,534 |
w.x.255.254 |
w.x.0.1 |
B |
254 |
w.x.y.254 |
w.x.y.1 |
C |
در بخش دوم اين مقاله به بررسی
Subnets و Subnet Mask ، خواهيم پرداخت .