Geek School Učení systému Windows 7 - Základy adresování IP

V tomto vydání Geek School se zaměříme na to, jak funguje IP adresování. Budeme také pokrývat některá pokročilá témata, jako například způsob, jakým počítač určuje, zda je zařízení, s nímž komunikujete, ve stejné síti jako vy. Dostaneme krátký pohled na dva protokoly pro rozlišení jmen: LLMNR a DNS.

Nezapomeňte se podívat na předchozí články této série Geek School v systému Windows 7:

• Představujeme Jak na to Geek School
• Aktualizace a migrace
• Konfigurace zařízení
• Správa disků
• Správa aplikací
• Správa aplikace Internet Explorer

A zůstaňte na zbytku série celý týden.

Základy IP

Když posíláte dopis přes hlemýžďový mail, musíte zadat adresu osoby, kterou chcete dostávat. Podobně, když jeden počítač odešle zprávu do jiného počítače, musí zadat adresu, na kterou má být zpráva odeslána. Tyto adresy se nazývají IP adresy a typicky vypadají takto:

192.168.0.1

Tyto adresy jsou adresy protokolu IPv4 (Internet Protocol Version 4) a podobně jako většina věcí jsou v těchto dnech jednoduchou abstrakcí toho, co počítač skutečně vidí. Adresy IPv4 jsou 32bitové, což znamená, že obsahují kombinaci 32 a nul. Počítač by viděl adresu uvedenou výše jako:

11000000 10101000 00000000 00000001

Poznámka: Každý desetinný oktet má maximální hodnotu (2 ^ 8) - 1, což je 255. Jedná se o maximální počet kombinací, které lze vyjádřit pomocí 8 bitů.

Pokud jste chtěli převést adresu IP na binární ekvivalent, můžete vytvořit jednoduchou tabulku, jak je uvedeno níže. Pak zadejte jednu část adresy IP (technicky nazvanou oktet), například 192, a přesuňte se zleva doprava, zda můžete odečíst číslo v záhlaví tabulky z desetičlenného čísla. Existují dvě pravidla:

• Pokud je číslo v záhlaví tabulky menší nebo stejné jako vaše číslo, označte sloupec číslem 1. Vaše nové číslo se poté stane číslem, které jste odebrali číslo v záhlaví sloupce. Například 128 je menší než 192, takže označím 128s sloupec s 1. Jsem pak ponechán s 192 - 128, což je 64.
• Je-li číslo větší než číslo, označte jej číslem 0 a přejděte dál.

Zde je, jak by to vypadalo pomocí naší příkladové adresy 192.168.0.1

128	64	32	16	8	4	2	1
1	1	0	0	0	0	0	0
1	0	1	0	1	0	0	0
0	0	0	0	0	0	0	0
0	0	0	0	0	0	0	1

Ve výše uvedeném příkladu jsem vzal náš první oktet z roku 192 a označil sloupec 128 s číslem 1. Byl jsem pak ponechán s číslem 64, který je stejný jako číslo jako druhý sloupec, takže jsem ho označil také jako 1. Měl jsem nyní 0, protože 64 - 64 = 0. To znamenalo, že zbytek řádku byl nula.

Ve druhém řádku jsem vzal druhý oktet, 168. 128 je menší než 168, takže jsem ho označil 1 a zůstal 40. 64 byl pak větší než 40, tak jsem ho označil 0. Když jsem se přesunul do třetí sloupec 32 byl méně než 40, tak jsem označil to 1 a zůstal s 8. 16 je větší než 8 a tak jsem ho označil 0. Když jsem se dostal do 8s sloupce jsem ho označil 1, který mě nechal 0, takže zbývající sloupce byly označeny číslem 0.

Třetí oktet byl 0 a nic nemohlo jít do 0, takže jsme označili všechny sloupce nulou.

Poslední oktet byl 1 a nic nemůže jít do 1 s výjimkou 1, takže jsem označil všechny sloupce 0, dokud se nedostaneme do sloupce 1s, kde jsem ho označil 1.

Masky podsítě

Poznámka: maskování podsítě může být velmi složité, takže pro rozsah tohoto článku budeme pouze diskutovat o klasických maskách podsítě.

Adresa IP se skládá ze dvou komponent, síťové adresy a hostitelské adresy. Maska podsítě je to, co váš počítač používá k oddělení vaší IP adresy do síťové adresy a hostitelské adresy. Maska podsítě obvykle vypadá podobně.

255,255,255.0

Který v binární podobě vypadá takto.

11111111.11111111.11111111.00000000

V masce podsítě jsou síťové bity označeny 1s a hostitelské bity jsou označeny 0s. Z výše uvedeného binárního znázornění lze vidět, že první tři oktety adresy IP se používají k identifikaci sítě, do které přístroj patří, a posledního oktetu se používá pro hostitelskou adresu.

Vzhledem k adrese IP a masce podsítě mohou naše počítače zjistit, zda je zařízení ve stejné síti provedením bitové operace AND. Řekněme například:

• computerOne chce poslat zprávu na computerTwo.
• computerOne má IP adresu 192.168.0.1 s maskou podsítě 255.255.255.0
• počítačTwo má IP adresu 192.168.0.2 s maskou podsítě 255.255.255.0

computerOne nejprve vypočítá bitovou AND své vlastní masky IP a masky podsítě.

Poznámka: Pokud používáte bitovou operaci AND, pokud jsou odpovídající bity oba 1, výsledek je 1, jinak je to 0.

11000000 10101000 00000000 00000001
11111111 11111111 11111111 00000000

11000000 10101000 00000000 00000000

Bude potom vypočítat bitovou hodnotu AND pro computerTwo.

11000000 10101000 00000000 00000010
11111111 11111111 11111111 00000000

11000000 10101000 00000000 00000000

Jak je vidět, výsledky bitových operací jsou stejné, takže se jedná o zařízení ve stejné síti.

Třídy

Jak jste již pravděpodobně uhodli, tím více sítí (1s) máte ve vaší masce podsítě méně hostitelů (0s), které můžete mít. Počet hostitelů a sítí, které můžete mít, je rozdělen do tří tříd.

	Sítě	Maska podsítě	Sítě	Hostitelé
Třída A	1-126.0.0.0	255,0,0,0	126	16 777 214
Třída B	128-191.0.0.0	255,255.0.0	16 384	65 534
Třída C	192-223.0.0.0	255,255,255.0	2 097 152	254

Rezervované rozsahy

Všimněte si, že rozsah 127.x.x.x byl vynechán. Je to proto, že celý rozsah je vyhrazen pro něco, co se nazývá adresa zpětné smyčky. Adresa zpětné vazby vždy směřuje k vašemu počítači.

Řada 169.254.0.x byla také vyhrazena pro něco nazvaného APIPA, o kterém budeme diskutovat později v sérii.

Soukromé rozsahy IP

Až před několika lety každé zařízení na internetu mělo jedinečnou adresu IP. Když se IP adresy začaly vyčerpávat, zavedl se koncept nazvaný NAT, který přidal další vrstvu mezi našimi sítěmi a internetem. IANA se rozhodla, že si rezervují řadu adres z každé třídy IP:

• 10.0.0.1 - 10.255.255.254 z třídy A
• 172.16.0.1 - 172.31.255.254 z třídy B
• 192.168.0.1 - 192.168.255.254 z třídy C

Pak místo toho, aby každé zařízení na světě zadalo adresu IP, poskytne váš ISP zařízení nazvané NAT směrovač, kterému je přiřazena jedna adresa IP. Adresy IP zařízení můžete pak přiřadit z nejvhodnějšího soukromého rozsahu IP. NAT směrovač pak udržuje tabulku NAT a proxy připojení k internetu.

Poznámka: IP vašeho směrovače NAT je obvykle přiřazen dynamicky prostřednictvím DHCP, takže se normálně mění v závislosti na omezeních, které má váš ISP na svém místě.

Rozlišení názvu

Je to mnohem jednodušší, abychom si pamatovali lidské čitelné názvy, jako je FileServer1, než je zapamatovat si IP adresu jako 89.53.234.2. V malých sítích, kde neexistují jiná řešení pro řešení jména, jako je DNS, při pokusu o otevření připojení k FileServer1 můžete počítač odeslat zprávu o vícesměrovém vysílání (což je okázalý způsob, jak říci odeslat zprávu každému zařízení v síti) dotazovat se, kdo je FileServer1. Tato metoda rozlišování názvů se nazývá LLMNR (Link-lock Multicast Name Resolution) a zatímco je to perfektní řešení pro domácí nebo malou obchodní síť, nemění se dobře, především proto, že vysílání tisícům klientů bude trvat příliš dlouho a za druhé protože vysílání obvykle nepřecházejí směrovače.

DNS (systém názvů domén)

Nejběžnější metodou řešení problému škálovatelnosti je použití DNS. Systém názvů domén je telefonní seznam každé dané sítě. Mapuje lidské čitelné názvy strojů na jejich základní adresy IP pomocí obří databáze. Při pokusu o otevření připojení k souboru FileServer1 se váš počítač zeptá serveru DNS, který zadáte, který soubor FileServer1 je. Server DNS poté odpoví na adresu IP, na kterou může počítač připojit. To je také metoda rozlišení názvů, kterou používá největší síť na světě: internet.

Změna nastavení sítě

Klikněte pravým tlačítkem myši na ikonu síťových nastavení a v kontextové nabídce vyberte možnost Otevřít centrum sítě a sdílení.

Nyní klikněte na odkaz Změnit nastavení adaptéru na levé straně.

Poté klikněte pravým tlačítkem myši na síťový adaptér a v místní nabídce vyberte Vlastnosti.

Nyní zvolte Internet Protocol Version 4 a pak klikněte na tlačítko Vlastnosti.

Zde můžete nakonfigurovat statickou adresu IP výběrem přepínače pro "Použít následující adresu IP". Vyzbrojeni výše uvedenými informacemi můžete vyplnit adresu IP a masku podsítě. Výchozí brána je pro všechny účely a účely IP adresa vašeho směrovače.

V dolní části dialogu můžete nastavit adresu serveru DNS. V domě pravděpodobně nemáte server DNS, ale váš směrovač má často malou mezipaměť DNS a předává dotazy vašemu ISP. Případně můžete použít veřejný DNS server společnosti Google, 8.8.8.8.

Domácí práce

• Dnešek nemá žádné úkoly, ale to bylo dlouhé, takže si je znovu přečtěte. Pokud máte stále pořád hlubší informace, můžete si přečíst pokročilý síťový předmět nazvaný CIDR (Classless Interdomain Routing).

Máte-li jakékoli dotazy, můžete mi píše @taybgibb, nebo zanechte komentář.