Adresarea IP si Gateway-ul

Adresarea IP si Gateway-ul

Adresa IP

O adresa IP contine informatiile necesare pentru a transporta un pachet cu date prin retea si este reprezentata printr-un numar binar cu o valoare egala cu 32 biti. O maniera usoara in care puteti citi o adresa IP presupune impartirea adresei in patru octeti, fiecare octet continand 8 biti. Valoarea maxima a fiecarui octet (in zecimal) este 255.

Deoarece o adresa IP este alcatuita din patru octeti separati prin punct, primul , al doilea sau al treilea dintre acestia pot fi folositi pentru a identifica reteaua din care face parte un dispozitiv. La fel si pentru identificarea dispozitivului in sine.

Portiunea "network" din cadrul unei adrese IP se numeste identificatorul retelei (network ID). Într-o retea, hosturile pot comunica intre ele doar daca au acelasi identificator de retea. Acestea pot sa partajeze acelasi segment fizic de retea, dar daca au identificatori de retea diferiti, nu pot comunica decat daca exista un alt dispozitiv care sa realizeze conexiunea intre segmentele logice ale retelei (sau identificatorii acestora). (Puteti asemui acesti identificatori de retea cu codul postal).

Portiunea "host" din cadrul unei adrese IP se numeste identificator host si reprezinta zona prin intermediul careia se identifica un dispozitiv dintr-o retea. Fiecare clasa de adrese IP permite un numar fix de hosturi. Astfel, prima adresa din fiecare retea este rezervata pentru a identifica reteaua, iar ultima adresa este rezervata pentru broadcast.

Fig. 3.8 Notiuni referitoare la adresarea IP

Adresele pe 32 de biti sunt specificate de asa-numita versiune 4 a IP. Recent a fost standardizata versiunea 6 (IPv6), in care adresele se reprezinta pe 128 octeti.

În vederea unei alocari sistematice, adresele IP au fost divizate in cinci clase de adrese. Dintre acestea trei (clasa A, B, C) vor fi discutate in amanunt. Orice nod conectat intr-o retea TCP/IP trebuie sa aiba o adresa IP (routerele, care dispun de mai multe interfete de retea, vor avea cate o adresa IP pentru fiecare interfata).

A fost introdusa si o conventie de scriere a acestor adrese: fiecare din cei patru octeti ai adresei este notat distinct prin numarul zecimal corespunzator, cele patru valori fiind separate prin punct, ca in exemplul urmator: 123.1.232.11.

O alta conventie de scriere este urmatoarea: 20.0.0.0/12, ce denota aplicarea unei masti de 12 biti pe adresa 20.0.0.0, adica selecteaza toate valorile posibile in ultimii 20 biti de adresa. Analog, 194.110.6.0/26 aplica o masca de 26 biti pe adresa 194.110.6.0, adica selecteaza ultimii sase biti de adresa (64 valori).

Recent a fost introdusa si distinctia intre adrese publice si adrese private. Se numesc adrese publice cele care sunt obtinute de la autoritatile de alocare a adreselor si sunt rutate in Internet. Aceste adrese au caracter de unicitate, in sensul ca nici o adresa nu este multiplu alocata. Datorita cresterii explozive a conectarilor la Internet a aparut preocuparea fata de epuizarea adreselor pe 32 de biti si una din solutiile adoptate pentru evitarea acestui fenomen a fost sa se rezerve cateva adrese care sa poata fi utilizate intern (privat) de orice organizatie, fara a fi vizibile in afara organizatiei (nu vor fi rutate in afara organizatiei). Astfel de adrese sunt:

10.0.0.0 - 10.255.255.255 (retea de clasa A)

172.16.0.0 - 172.16.255.255 (retea de clasa B)

192.168.0.0 - 192.168.255.255 (bloc de retele de clasa C)

Ramane la latitudinea utilizatorului alegerea adreselor private pe care le foloseste, dar aceasta trebuie facuta conform unor criterii de performanta. Unul dintre criteriile de alegere este evident dimensiunea retelei interne: daca aceasta are doar cateva zeci de calculatoare nu se justifica alegerea adreselor private de clasa B sau A.

Prin definitie, toate nodurile dintr-o retea poseda aceeasi valoare numerica pentru portiunea de retea din adresele IP. Cealalta parte a adresei IP se numeste zona de gazda (host). Aceasta difera de la un nod (interfata) la altul.

Adresele de clasa A sunt folosite in retelele cu un numar foarte mare de noduri aflate sub aceeasi autoritate (companii transnationale, organizatii mondiale, etc.). Adresele de clasa A folosesc opt biti (un octet) pentru a identifica reteaua. Prin urmare ceilalti 24 biti sunt folositi pentru a identifica nodurile (interfetele). Prin urmare unei retele de clasa A i se pot asigna 2²⁴ noduri. Adresele de clasa B au rezervata o zona de retea de 16 biti, iar cele de clasa C au rezervata o zona de retea de 24 biti.

Adresele de clasa B au fost atribuite initial marilor universitati si companii. În ultima vreme obtinerea unei adrese de clasa B este dificila. Tabelul 2 sintetizeaza aceste caracteristici.

Fig. 3.9 Caracteristici adrese IP

Adresele de retea sunt similare adreselor IP obisnuite insa nu sunt asignabile unei interfete anume. La nivel conceptual adresele de retea refera grupul tuturor adreselor IP dintr-o retea. De exemplu adresa 7.0.0.0 identifica o retea de clasa A, 130.9.0.0 identifica o retea de clasa B, iar 200.4.3.0 identifica o retea de clasa C.

Cand se transmit date catre toate echipamentele dintr-o retea trebuie creata o adresa de broadcast (difuzare). Broadcast-ul apare cand statia sursa transmite date catre toate celelalte dispozitive din retea. Dar pentru a fi sigura ca toate aceste dispozitive sunt "atente" la mesajul broadcast, statia sursa trebuie sa foloseasca o adresa IP pe care sa o recunoasca toate celelalte echipamente din retea. De obicei, intr-o astfel de adresa, bitii din portiunea host au toti valoarea 1.

O masca de retea standard este definita ca avand valori binare de 0 corespunzator pozitiilor din adresa ce definesc host-ul. În tabelul 4 sunt definite mastile de retea standard.

Fig. 3.10 Masti de retea standard

În momentul in care se doreste impartirea in subretele se aloca in cadrul adresei IP un numar de biti care identifica subretelele. Acestia sunt preluati din cadrul zonei de host a adresei IP. Astfel, in cadrul adresei IP, sunt definite trei zone: retea, subretea si host. Bitii ce identifica reteaua sunt definiti prin tipul clasei, cei de host sunt definiti de catre masca de retea folosita, iar cei de subretea sunt obtinuti prin preluarea bitilor ramasi. De exemplu o masca de retea de forma: 255.255.255.240, utilizata in cadrul unei retele de clasa C, determina un numar de patru biti de host.

Fig. 3.11 Structurarea unei adrese de IP

Se pot face o serie de observatii privitoare la cele discutate:

ü     Doua adrese IP unice din aceeasi retea au valori identice pentru partea de retea, diferind prin partea de host;

ü     Doua adrese IP unice din aceeasi subretea au valori identice in partea de retea, in cea de subretea diferind doar prin partea de host;

ü     Doua adrese IP unice aflate in subretele diferite dintr-o retea de clasa A, B sau C au aceeasi valoare in partea de retea si difera prin partea de subretea.

Gateway-ul

Pentru a putea comunica, doua calculatoare aflate in retele diferite, mai au nevoie pe langa adresa IP si de adresa default gateway: adresa IP a interfetei routerului prin care se conecteaza respectivul segment de retea. Adresa IP a gateway-ului trebuie sa fie in aceeasi retea ca si statia respectiva.

Fig. 3.12    Folosirea adresei Gateway

Daca nu se precizeaza care este gateway-ul retelei, comunicarea devine posibila doar intre calculatoarele aflate pe acelasi segment logic de retea. Calculatorul care doreste sa transmita date trebuie sa compare adresa IP a destinatarului cu inregistrarile din tabela ARP. Daca in ARP nu se gasesc inregistrari, calculatorul sursa nu are nici o adresa IP destinatie si datele nu vor putea fi transmise.

Un calculator care doreste sa trimita date catre o statie care se afla in alt segment de retea, va trimite aceste date catre gateway. Prin "inmultirea" (AND) adresei IP cu subnet mask-ul, calculatorul sursa determina adresa de retea a segmentului de retea. Daca statia destinatie nu este in acelasi segment de retea, sursa transmite datele catre gateway. Daca statia sursa nu cunoaste adresa MAC a gateway-ului (nu exista in tabela ARP), lanseaza o cerere ARP la care raspunde gateway-ul. Tabela ARP a router-ului contine inregistrarile tuturor retelelor conectate direct la acesta.