Адресация. 
Информатика

В больших сетях необходима собственная система адресации, не зависящая от способов адресации в отдельных сетях (подсетях) и позволяющая однозначно идентифицировать любой узел (интерфейс, сетевой адаптер, хост) всей сети. Такой системе удовлетворяет IP-адресация. Любой IP-адрес имеет длину 32 бита, разделенных на две части:

• • старшие биты идентифицирует сеть, т. е. определяют номер сети. Эту часть называют префиксом;
• • младшие биты определяют номер узла. Их называют хост-частью.

Максимальное количество различимых IP-адресов равно 232 или 4 294 967 296. Одна из основных задач при построении системы IP-адресации состоит в том, чтобы разделить адресное пространство между сетями и узлами. Рассмотрим некоторые способы ее решения.

Классовая IP-адресация

Для разделения составной сети на сети и узлы введены классы А, В, С и D (рис. 9.14) с фиксированным количеством номеров сетей. Классы различаются числом разрядов, выделенных для идентификации сетей. Например, для класса А выделено семь разрядов, поэтому количество сетей не должно превышать 27 = 128, а количество узлов в сети — 224 «64 млн. Поскольку адреса не могут состоять из одних нулей или единиц и, кроме того, некоторые разряды отводятся для служебных целей, в реальных условиях максимальное количество сетей и узлов имеет меньшее значение (табл. 9.3).

Рис. 9.14. Формат IP-адреса.

Таблица 9.3

Формы представления IP-a?peca (рис. 9.15). Адрес может быть представлен в двоичной или в шестнадцатеричной форме. Однако наиболее распространенной формой представления IP-адреса является запись в виде четырех десятичных чисел, разделенных точками. Каждое десятичное число отражает байт и соответствует его значению.

Особенности классов (рис. 9.14 и табл. 9.3). Для идентификации класса используются старшие биты адреса, а для идентификации сети — старшие байты. Приведенный на рис. 9.15 адрес относится к классу В (идентификатор 10), имеет номер сети 32 778 (128.10) и номер узла 542 (2.30). В табл. 9.3 для каждого класса помимо идентификаторов приведены диапазон номеров сети и максимальное количество сетей и узлов. Эти данные свидетельствуют о том, что сети:

• • класса А относятся к большим сетям, поскольку максимальное количество узлов каждой сети при небольшом их числе (126) составляет свыше 16 млн. К настоящему времени адреса сетей класса А заняты крупными корпорациями, учебными центрами и другими организациями;
• • класса С, содержащие небольшое количество узлов, следует отнести к малым сетям; адреса этого класса выделяются провайдерам сети Интернет;
• • класса В занимают среднее положение.

Рис. 9.15. Формы записи IP-адреса.

Адреса классов А, В и С являются индивидуальными адресами (Unicast Address) и используются для идентификации отдельных узлов (сетевых интерфейсов). Адреса класса D относятся к адресам многоабонентской доставки сообщений (Multicast Address), которые идентифицируют группу узлов, принадлежащих в общем случае разным сетям. Входящий в группу адрес наряду с обычным индивидуальным IP-адресом дополнительно получает групповой адрес, который помещается в поле адреса назначения IP-пакета. Если при отправке пакета в этом поле указан адрес класса Д то такой пакет должен быть доставлен всем узлам, которые входят в группу. Один и тот же узел может входить в несколько групп.

Достоинство классовой адресации является в том, что кроме IP-адреса узла не требуется никакой дополнительной информации. Однако этот способ может обеспечить только указанное в табл. 9.3 число сетей и узлов, т. е. он не позволяет эффективно использовать небольшое по современным меркам 32-разрядное адресное пространство из-за фиксированного его разделения на адреса сетей и узлов. Бесполезная потеря адресов потребовала разработки способов бесклассовой адресации.