Сети класса E

Адреса класса Е зарезервированы вообще, это экспериментальный класс.

Адреса класса А присваивались очень давно. Адреса класса В получить сейчас практически невозможно. Для обычного использования остаются адреса класса С.

Специальные IP-адреса

Существуют специальные IP-адреса, которые используются в ограниченном IP-пространстве (локальная сеть) или для технических нужд компьютера:

· 0.0.0.0 – используется при загрузке операционной системы;

· 127.0.0.1 – адреса, начинающиеся с 127, используются для тестирования сетевого программного обеспечения (стека TCP/IP) на данном узле. Пакеты в сеть не передаются (loopback), а обрабатываются локально, как входные пакеты.

· IP-адрес, в котором все биты установлены в 1, означает широкое вещание в пределах текущей (локальной сети).

· IP-адрес, в котором указана сеть, но в поле номера хоста все биты установлены в 1, означает широкое вещание в удаленной сети.

· Адреса частных локальных сетей (см. ниже).

Для локальных сетей из классов А, В, С выделены специальные диапазоны адресов, не маршрутизируемые в сети Интернет. То есть они не являются уникальными между локальными сетями.

ü 10.0.0.0 — 10.255.255.255/8 (одна сеть класса A)

ü 172.16.0.0 — 172.31.255.255/12 (шестнадцать сетей класса B)

ü 192.168.0.0 — 192.168.255.255/16 (256 сетей класса C)

Специально выделенные диапазоны позволяют решить проблему с нехваткой адресов в современном Интернете. Внутри фирмы или домашней сети каждый компьютер получает уникальный IP-адрес, используемый для маршрутизации внутреннего трафика. Как только пакет покидает пределы своей сети и направляется к провайдеру, в маршрутизаторе выполняется трансляция сетевого адреса в соответствии с технологией NAT (Network Address Translation, RFC 3022).

Суть преобразования заключается в следующем. Когда исходящий пакет приходит в NAT-блок, внутренний IP-адрес хоста-источника заменяется реальным IP-адресом, полученным компанией от провайдера. В заголовке транспортного протокола ТСР (или UDP) поле «Порт источника» заменяется индексом таблицы перевода NAT-блока. А в соответствующей строке этой таблицы появляется запись исходного IP-адреса и номера порта источника. Контрольные суммы заголовков IP и ТСР пересчитываются. Пакет уходит на маршрутизатор провайдера.

Когда пакет прибывает на маршрутизатор со стороны провайдера, он поступает в NAT-блок. Из пакета извлекается поле «Порт источника» в заголовке транспортного протокола и используется, как индекс таблицы отображения NAT-блока. По найденной в таблице записи определяется внутренний IP-адрес и настоящий порт источника. Эти два значения вставляются в пакет, и пакет отправляется во внутреннюю сеть.

Администратор (организатор) локальной сети в рамках классовой адресации создает собственные подсети, при этом часть бит адреса сетевого интерфейса (host-id) используется, как дополнительные биты для адреса подсети. Фактически изменяется положение границы между адресом сети и адресом интерфейса.

Для маршрутизации пакетов в современных сетях совместно с IP-адресом используется маска адреса (маска подсети). Маска позволяет определить, какая часть IP адреса относится к адресу сети, а какая – определяет адрес сетевого интерфейса. Маска состоит из 32 бит. Старшие биты, соответствующие разрядам адреса сети, установлены в единицу. Младшие биты, соответствующие разрядам адреса хоста внутри сети, устанавливаются равными нулю.

Сетевое устройство (маршрутизатор) выполняет логическое перемножение IP-адреса на маску подсети, чтобы получить адрес подсети.

Маски, соответствующие классам, выглядят следующим образом:

· Класс А: 11111111 00000000 00000000 00000000

· Класс В: 11111111 11111111 00000000 00000000

· Класс С: 11111111 11111111 11111111 00000000

Маска может быть и внеклассовой. Например, 22 бита, установленные в 1, указывают маршрутизатору, что первые 22 бита IP-адреса означают адрес сети (из них 16 бит указывают на сеть класса В, 6 бит указывают на номер подсети), оставшиеся 10 бит указывают на номер конкретного сетевого интерфейса в этой подсети. Используется запись: IP-адрес/22.

Каждая запись таблицы маршрутизации содержит поля Network Destination (сетевой адрес назначения), Netmask (маска сети), Gateway (адрес шлюза), Interface (интерфейс), Metric (метрика). Маршрутизатор последовательно выполняет логическое умножение адреса получателя в прибывшем IP-пакете на маску сети в каждой строке таблицы маршрутизации и ожидает совпадения результата перемножения с полем Network Destination. Порядок просмотра записей следующий: сначала ищется маршрут к хосту (маска сети для такого маршрута 255.255.255.255), затем маршрут к сети, затем выбирается маршрут по умолчанию (адрес и маска сети 0.0.0.0).

Применение адресных масок для определения сети адресата получило название бесклассовой междоменной маршрутизации (CIDR, Classless Internet Domain Routing). В настоящее время используются технологии переменной длины адреса сети (VLSM – Variable Length Subnet Mask) и маршрутизации по бесклассовым адресам (CIDR – Classless Internet Domain Routing), которые позволяют обойти классовые ограничения адресов.