Tento výukový materiál vznikl v rámci Operačního programu Vzdělávání pro konkurenceschopnost

Tento výukový materiál vznikl v rámci Operačního programu Vzdělávání pro konkurenceschopnost

Číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/34.0292

Číslo materiálu: VY_32_INOVACE_PSK-3-19

Tematický celek (sada): Základy počítačových sítíTéma (název) materiálu: Adresování v sítích s protokolem TCP/IPPředmět: Počítačové sítě a komunikace

Ročník / Obor studia: 3. / Informační technologie

Autor / datum vytvoření: Mgr. Martin Štorek / 4.1.2014

Anotace: Studenti se seznámí s adresováním uzlů v síti s protokolem TCP/IP, směrováním IP packetů, formátem IP adresy v IPv4 a IPv6. Dále jsou vysvětleny třídy IP adres a systém CIDR

Metodický pokyn: Prezentace je určena k výkladu nové látky nebo k samostudiu

1. KŠPA Kladno, s. r. o., Holandská 2531, 272 01 Kladno, www.1kspa.cz

1

Adresování• routery směrují pakety pouze na základě adresy sítě (nezajímá

je adresa koncového zařízení)• jakmile se paket dostane do příslušné sítě, o doručení se již

postará např. lokální switch• adresa podsítě se získá jako logický součin IP adresy a masky

podsítě např.: 192.168.10.140 AND 255.255.255.0 = 192.168.10.0

• BRÁNA - spojovací rozhraní mezi vnitřní a vnější sítí• výpis síťové konfigurace pomocí příkazu ipconfig

2

Směrování (1)• pokud potřebuje PC komunikovat s jiným PC, který není ve

stejné síti, pošle data svému hraničnímu směrovači – výchozí bráně – a ten se postará o další doručení

• pokud jsou cílový a zdrojový PC připojeni ke stejnému směrovači, data jsou ihned přesměrována k cíli

• pokud cílová síť není přímo připojena k routeru, přepošle data na další směrovač, který vede k cíli

• směrovač má směrovací tabulku obsahující cesty (adresy) do jednotlivých sítí

• výpis směrovací tabulky na PC – příkaz netstat – r

3

Směrování (2)

4

http://internet.vprdeli.com/view.php?cisloclanku=2006021902

http://internet.vprdeli.com/view.php?cisloclanku=2006021902

5

Výměna dat mezi počítači

UDPUDPTCPTCP

FTPFTPHTTPHTTP

IPIP ICMPICMP IGMPIGMP ARPARP

EthernetEthernetATMATM

UDPUDPTCPTCP

FTPFTPHTTPHTTP



Data

Application

DataFTPFTPHTTPHTTP

Transport

Data

UDPUDPTCPTCP

FTPFTPHTTPHTTP

Internet

Data

UDPUDPTCPTCP


Preamble

Data

CRC



Data


Data


Data



Data

UDPUDPTCPTCP


Data

UDPUDPTCPTCP

FTPFTPHTTPHTTP

Preamble

Internet

Transport

Application

Data

CRC

FTPFTPHTTPHTTP

Síťové adresy a převodySíťová nastavení (IP adresa, maska podsítě, výchozí brána a DNS servery) můžete nastavit manuálně či nechat přidělit automaticky od DHCP serveru

6

7

IP adresa (verze 4)

• IPv4• každý uzel musí mít svoji unikátní jedinečnou adresu• 32bit adresa zapsaná ve 4 bajtech (oktet) oddělených tečkou• IPv4 může adresovat přes 4 mld. zařízení (232)• čísla oktetů jsou zapisována v DEC soustavě od 0 do 255• skládá se z částí: adresa sítě a adresa koncového zařízení (PC)• hranici mezi adresou sítě a počítače určuje maska podsítě• všechna zařízení v jedné síti mají stejnou adresu sítě• adresy jsou rozděleny do tříd (A,B,C,D, E)• každá třída má svůj rozsah pro internetové a lokální použití• poprvé použity v internetu a následně pak v LAN

0 - 2550 - 255 0 - 2550 - 255 0 - 2550 - 255 0 - 2550 - 255

IP adresa (verze 6)

• IPv6• veřejné IP adresy pomalu docházejí• IPv6 nabízí 128 bitové adresování tj. 2128 adres• IPv6 je bezpečnější• zápis IP adresy je v HEX soustavě• adresa obsahuje 8 částí po 16 bitech oddělených „:“

např.: 1003:afc8:00cd:48af:bd4c:2120:ff:258e• nuly zleva lze vynechávat: 00ff = ff

8

0 - FFFF0 - FFFF 0 - FFFF0 - FFFF 0 - FFFF0 - FFFF 0 - FFFF0 - FFFF 0 - FFFF0 - FFFF 0 - FFFF0 - FFFF 0 - FFFF0 - FFFF 0 - FFFF0 - FFFF

Třídy IP adres

9

Třída První oktet Maska podsítě Použití

A 1 - 126 255.0.0.0 rozsáhlé sítě

B 128 - 191 255.255.0.0 středně velké sítě

C 192 - 223 255.255.255.0 menší sítě

D 224 - 239 × multicast

E 240 - 255 × výzkum

adresy začínající 0 se nepoužívají – adresa přednastavené cesty adresa 127 je adresa loopbacku – vnitřního rozhraní počítače adresa 127 slouží k testování správné konfigurace TCP/IP na PC z každé třídy byl vymezen privátní rozsah adres pro použití v LAN, aby

nedocházelo ke konfliktům s adresami veřejnými v Internetu

10

Privátní IP adresy v LAN sítích

Třída A Network IDNetwork ID Host IDHost ID

Třída B Network IDNetwork ID Host IDHost ID

Třída C Network IDNetwork ID Host IDHost ID

rozsah: 10.0.0.0 až 10.255.255.255

rozsah:172.16.0.0 až 172.31.255.255

rozsah: 192.168.0.0 až 192.168.255.255

11

IPAddress 10.10. 50.100.20050.100.200

SubnetMask 255.255. 0.0.00.0.0

NetworkID 10.10. 0.0.00.0.0

IPAddress 10.50.10.50. 100.200100.200

SubnetMask 255.255.255.255. 0.00.0

NetworkID 10.50.10.50. 0.00.0

Maska podsítě

IPAddress 10.50.100.10.50.100. 200200

SubnetMask 255.255.255.255.255.255. 00

NetworkID 10.50.100.10.50.100. 00IPAddress

Host IDNetwork ID

192.168.192.168. 2.200

SubnetMask 255.255.255.255. 0.00.0

192.168.

Maska podsítě, adresa sítě• adresa sítě se získá jako logický součin IP adresy a masky

tj. IP adresa AND maska• př1. Jaké je adresa sítě?• IP adresa: 192.168.10.140 11000000.10101000.00001010.10001100• maska: 255.255.255.0 11111111.11111111.11111111.00000000• adresa sítě: 192.168.10.0 11000000.10101000.00001010.00000000

• př2. Mohou počítače A a B spolu komunikovat bez routeru?• IP adresa A: 192.168.10.140 11000000.10101000.00001010.10001100• maska: 255.255.255.128 11111111.11111111.11111111.10000000• adresa sítě: 192.168.10.128 11000000.10101000.00001010.10000000

• IP adresa B: 192.168.10.120 11000000.10101000.00001010.01111000• maska: 255.255.255.128 11111111.11111111.11111111.10000000• adresa sítě: 192.168.10.0 11000000.10101000.00001010.00000000

12

počítače A a B jsou v různých sítích, nemohou komunikovat bez routeru

13

CIDR, zápis adresy prefixem• od 1993 systém CIDR (Classless Inter-Domain Routing)

• beztřídní systém adresování, lepší využití adres• hranice mezi adresou sítě a počítačem je libovolná

• adresa sítě je určena prvními 21 bity, ostatních 11 bitů je pro koncové zařízení (PC)

• IP sítě: 11000000.10101000.00011000.00000000 (192.168.24.0)• maska podsítě: 11111111.11111111.11111000.00000000 (255.255.248.0)

• na 11 bitech je 211 kombinací tj. 2048, nutno odečíst první a poslední adresu • první adresa 11000000.10101000.00011000.00000000 (11×0) bez IP sítě• poslední adresa 11000000.10101000.00011111.11111111 (11×1) bez IP broadcastu• zbývá 2048 – 2 = 2046 koncových zařízení

• rozsah pro koncová zařízení: 192.168.24.1 až 192.168.31.254

192.168.24.0 / 21192.168.24.0 / 21

Příklady1. Vypište rozsah adres pro koncová zařízení, adresu sítě a

broadcastu. Síť je dána prefixem 172.12.16.0/212. Vypište rozsah adres pro koncová zařízení, adresu sítě a

broadcastu. Síť je dána prefixem 192.168.12.192/263. Zjistěte IP sítě a broadcastu, IP je 10.15.107.25, maska podsítě je

255.255.248.04. Určeta, zda mohou spolu počítače komunikovat bez směrování, tj.

zda jsou ve stejné síti. A – 172.27.24.1/19; B – 172.27.8.10/20; C – 172.27.1.192/23

5. Počítač má adresu 172.27.1.63 a masku 255.255.255.192. Je adresa vhodná pro koncové zařízení?

6. Určete, zda počítače A(172.20.152.30/20), B(172.20.177.10/20) a C(172.20.211.11/20) jsou ve stejné síti. 14

16

Adresace v síti TCP/IP (1)

switch

192.168.20.1192.168.20.1192.168.20.3192.168.20.3

192.168.20.2192.168.20.2

?.?.??.?.?

17

Adresace v sítích TCP/IP 2

segment 1 segment 2

11 22

switch switch

192.168.20.1192.168.20.1

192.168.10.1192.168.10.1

192.168.20.3192.168.20.3

192.168.20.2192.168.20.2 192.168.10.2192.168.10.2

192.168.10.3192.168.10.3

?.?.??.?.? ?.?.??.?.?

192.168.20.1192.168.20.1

?.?.??.?.?

192.168.20.1192.168.20.1

192.168.10.1192.168.10.1

?.?.??.?.?

192.168.10.1192.168.10.1

prox

y

18

Adresace v sítích TCP/IP 3

192.168.1.0192.168.1.0 192.168.3.0192.168.3.0

192.168.1.100192.168.1.100 192.168.2.101192.168.2.101

192.168.2.100192.168.2.100 192.168.3.100192.168.3.100

192.168.2.0192.168.2.0

192.168.1.100192.168.1.100IP Adresa

číslo uzlučíslo uzlu

číslo sítěčíslo sítě

19

Podsítě

Router

Podsíť 1 Podsíť 2

11 22

switch switch

NAT• Network Address Translation• překlad mezi interní privátní adresou a veřejnou adresou• k překladu dochází na hraničním zařízení – výchozí bráně

(proxy/router) mezi LAN a internetem• směrovač má k dispozici jednu nebo více veřejných IP• NAT s podporou PAT (Port Address Translation)

protože se jednou veřejnou adresou nahrazují všechny privátní, musí se jednotlivé komunikace od sebe odlišit pomocí přidělování portů

20

Přednastavená cesta• IP adresa z třídy A začínající 0, tj. 0.x.y.z• adresa cesty, kterou se posílají data, u nichž se přesně neví,

kam je poslat• anglicky se označuje default route

21

Správci IP adres• hlavním správcem je organizace IANA spolu s ICANN• nyní spravují a přidělují IP adresy regionální registři• hlavní registr pro Evropu je RIPE NCC

• Poskytovatelé připojení k internet (ISP)• poskytovatelé se dělí dle hierarchického připojení k síti do skupin• nejvyšší skupina je připojena přímo k páteřní síti a poskytuje

vysokorychlostní připojení• druhá skupina získává připojení od první, nabízí ale zákazníkům

více služeb (e-mailservery, web. servery, DNS služby, ...• třetí skupina zajišťuje pouze základní připojení

22

23

Pomocník při adresaci

Počítačové ID nemůže být ve všech oktetech 0Počítačové ID nemůže být ve všech oktetech 0

Počítačové ID nemůže být ve všech oktetech 255 Počítačové ID nemůže být ve všech oktetech 255

První číslo v ID sítě nemůže být 127 První číslo v ID sítě nemůže být 127

Počítačové ID musí být unikátní v rámci jedné sítěPočítačové ID musí být unikátní v rámci jedné sítě

24

Přidělování IP adresy sítě

11 22

33

10.0.0.010.0.0.0 192.168.2.0192.168.2.0 172.16.0.0172.16.0.0

router

11 22

33

10.0.0.010.0.0.0 192.168.2.0192.168.2.0 172.16.0.0172.16.0.0

router

25

Přidělování IP adresy PC

172.16. 0.12172.16. 0.12

172.16. 0.11172.16. 0.11

172.16. 0.10172.16. 0.10

10.0.0.1210.0.0.12

10.0.0.1110.0.0.11

10.0.0.1010.0.0.10

192.168.2.11192.168.2.11

192.168.2.10192.168.2.10

192.168.2.1192.168.2.1

10.0.0.110.0.0.1 172.16. 0.1172.16. 0.1

Materiály jsou určeny pro bezplatné používání pro potřeby výuky a vzdělávání na všech typech škol a školských zařízení. Jakékoli další využití podléhá autorskému zákonu.

Použité zdrojeByly použity kliparty sady MS Office nebo vlastní zdroje

26

Documents

Tento výukový materiál vznikl v rámci Operačního programu Vzdělávání pro konkurenceschopnost