А. Динамическое распределение IP-адресов — DHCP

 DHCP (англ. Dynamic Host Configuration Protocol — протокол динамической конфигурации узла) — это сетевой протокол, позволяющий компьютерам автоматически получать IP-адрес и другие параметры, необходимые для работы в сети TCP/IP. Для этого компьютер обращается к специальному серверу, называемому сервером DHCP. Сетевой администратор может задать диапазон адресов, распределяемых среди компьютеров. Это позволяет избежать ручной настройки компьютеров сети и уменьшает количество ошибок. Протокол DHCP используется в большинстве крупных сетей TCP/IP.

 В TCP/IP-сетях порт – это механизм, позволяющий компьютеру поддерживать сразу несколько коммуникационных сеансов с программами и другими компьютерами. В сети многие приложения могут одновременно взаимодействовать друг с другом. Когда эти приложения функционируют на одном сетевом хосте для протокола TCP/IP требуется метод, позволяющий различать эти приложения. Для этой цели, т.е. для задания нужного приложения, в протоколе TCP/IP используются порты. Порт является идентификатором приложения на компьютере. Порт связан с протоколами TCP или UDP транспортного уровня и называется соответственно портом TCP или UDP. Порт может задаваться любым числом, находящемся в диапазоне от 0 до 65535. Для портов наиболее распространенных сетевых приложений используются хорошо известные зарезервированные номера портов, значения которых меньше 1024.

 Подсеть (subnet) – физический сегмент TCP/IP сети, в котором используются IP-адреса с общим идентификатором сети. Использование подсетей имеет ряд преимуществ: 

 - Совместное использование различных сетевых технологий в разных подсетях (Ethernet, Token Ring)

 - Уменьшение нагрузки на сеть путем уменьшения числа широковещательных запросов.

 - первая служит для идентификации подсети (S) 

 - вторая для идентификации конкретного хоста в подсети (H)

 Адрес сети (подсети) – адрес в котором ID-хоста заменяется нулями. Для задания идентификаторов подсетей используется то же число разрядов S, что и для соответствующей маски

 Запишите все двоичные числа, образованные изменением S разрядов и добавьте справа столько 0, чтобы общее количество разрядов соответствовало числу разрядов в ID-хоста маски подсети.

 Запишите полученное число на месте ID-хоста в адресе общей сети. 

Сеть класса А:        0 0000000 => 0

                                1 0000000 => 128 

Подсети:                  W.X.Y.0

                                 W.X.Y.128

 Сеть класса В:      0 0000000.00000000 => 0.0

                               1 0000000.00000000 => 128.0

 Подсети:               W.X.0.0 

                               W.X.128.0

Начало диапазона – увеличенный на 1 адрес подсети

Конец диапазона – уменьшенный на 2 адрес следующей возможной подсети (все 0 в адресе хоста – адрес сети; все 1 в адресе хоста – широковещание)

Сеть класса А: W.X.Y.1 - W.X.Y.126

               W.X.Y.129 - W.X.Y.254

Сеть класса В: W.X.0.1 - W.X.127.254

            W.X.128.1 - W.X.255.254

1. Запишите маску подсети и определите число разрядов в идентификаторе узла – H

Сеть класса А: 255.255.255.128 =>    /25 => H = 7

Сеть класса B: 255.255.128.0 =>        /17 => H = 15

2. Число возможных адресов – 2^H

3. Число доступных адресов – 2^H-2 (все 0 в адресе хоста – адрес сети; все 1 в адресе хоста – широковещание)

Каждый компьютер в сети имеет уникальное имя.

 1.В IP-сетях в качестве уникального имени хоста используется IP-адрес.

 2. Локальный (аппаратный) адрес или MAC-адрес.

 - Адресс, присвоенный сетевому адаптеру на заводе изготовителе. (MAC – Media Access Control – управление доступом к среде). Слово локальный означает «действующий не во всей составной сети, а лишь в пределах локальной сети (подсети). Внутри ЛВС хосты устанавливают связь друг с другом, используя эти адреса (канальный уровень OSI).

 

 Разрешение имени – установление однозначного соответствия (отображение) между именами разного типа.

 1. Отображение IP-адресов на МАС-адреса. 

Каждый сетевой интерфейс (сетевой адаптер) имеет IP-адрес и МАС-адрес. Для определения МАС-адреса по IP-адресу используется протокол ARP (Address Resolution Protocol). Протокол ARP поддерживает для каждого сетевого адаптера или маршрутизатора таблицу ARP. Первоначально, при включении компьютера или маршрутизатора в сеть, все его таблицы маршрутизации пусты. В них накапливается информация в ходе работы сети.

Пусть IP-протокол узла А направляет пакет узлу В c адресом IP1.

Для решения этой задачи:

- Протокол IP обращается к протоколу APR

«Какой МАС-адрес имеет узел с адресом IP1?»

- Работа ARP начинается с просмотра APR-таблицы. Предположим, что в ней отсутствует запись об адресе IP1

- Протокол ARP формирует ARP-запрос и рассылает в сеть всем хостам (широковещание) сети.

- Хосты направляют запрос своему протоколу ARP. Он сравнивает полученный в запросе адрес IP1 со своим IP-адресом.

- ARP, который констатировал совпадение, формирует ARP-ответ, в котором указывает свой МАС-адрес. Широковещания здесь нет, т.к. в ARP-запросе был указан МАС-адрес отправителя.

Зона ARP-запросов ограничивается локальной сетью, т.к.

маршрутизаторы не передают эти запросы в другие сети.

 Некоторые приложения, работающие в ОС используют плоские NetBIOS-имена для связи с приложениями на удаленных компьютерах. Пример – служба доступа к файлам и принтерам сетей Microsoft. Так как в IP-сети устройства адресуются IP-адресами, должен существовать механизм разрешения NetBIOS-имени в IP-адреса. Это обеспечивает протокол NetBT – NetBIOS поверх TCP/IP. NetBT создает локальный кэш в котором хранятся записи в виде пар: NetBIOS-имя – IP-адрес.