آشنایی با مقدمات اولیه TCP / IP و آدرس دهی زیر مجموعه

اطلاعات بیشتر

موفقیت TCP / IP به عنوان پروتکل شبکه اینترنت تا حد زیادی به دلیل توانایی آن در اتصال به یکدیگر شبکه هایی با اندازه های مختلف و سیستم های مختلف است. این شبکه ها به طور دلخواه در سه کلاس اصلی (به همراه چند مورد دیگر) تعریف شده اند که دارای اندازه های از پیش تعریف شده هستند که هر یک از آنها توسط مدیران سیستم می توانند به زیرشاخه های کوچکتر تقسیم شوند. از یک ماسک زیر شبکه برای تقسیم آدرس IP به دو قسمت استفاده می شود. یک قسمت میزبان (کامپیوتر) را مشخص می کند ، بخش دیگر شبکه ای را که به آن تعلق دارد شناسایی می کند. برای درک بهتر نحوه عملکرد آدرس های IP و ماسک های فرعی ، به آدرس IP (پروتکل اینترنت) نگاه کنید و ببینید که چگونه این سازمان یافته است.

آدرس های IP: شبکه ها و هاست

آدرس IP یک شماره 32 بیتی است که بطور جداگانه میزبان (کامپیوتر یا دستگاه دیگر ، مانند چاپگر یا روتر) را در یک شبکه TCP / IP مشخص می کند.

آدرس های IP معمولاً با فرمت نقطه ای اعشاری بیان می شوند ، و چهار شماره آنها با دوره جدا می شوند ، مانند 192.168.123.132. برای درک چگونگی استفاده از ماسک های زیر شبکه برای تمایز بین میزبان ، شبکه و کار زیرمجازها ، یک آدرس IP را در نماد باینری بررسی کنید.

به عنوان مثال ، آدرس IP با نقطه اعشار 192.168.123.132 (در علامت دودویی) عدد 32 بیتی 110000000101000111101110000100 است. ممکن است این عدد برای درک آن دشوار نباشد ، بنابراین آن را به چهار قسمت از هشت رقم باینری تقسیم کنید.

این هشت بخش بیتی به عنوان اکتوت معروف است. به این ترتیب ، آدرس IP 11000000.10101000.01111011.10000100 می شود. این عدد فقط کمی بیشتر حس می کند ، بنابراین برای اکثر استفاده ها ، آدرس دودویی را به قالب نقطه ای اعشاری (192.168.123.132) تبدیل کنید. اعداد اعشاری که به تفکیک دوره ها جدا می شوند ، اکتس هایی هستند که از دودویی به نماد اعشاری تبدیل می شوند.

برای اینکه یک شبکه گسترده TCP / IP (WAN) به عنوان یک مجموعه از شبکه ها کار کند ، روترهایی که بسته های داده را بین شبکه ها می گذرانند ، محل دقیق میزبان را که یک بسته اطلاعاتی برای آنها تعیین شده است ، نمی دانند. روترها فقط می دانند که میزبان عضو چه شبکه ای است و از اطلاعات ذخیره شده در جدول مسیر استفاده می کند تا نحوه دریافت بسته به شبکه میزبان مقصد را مشخص کند. پس از تحویل بسته به شبکه مقصد ، بسته به میزبان مناسب تحویل داده می شود.

برای این کار ، یک آدرس IP دارای دو بخش است. قسمت اول یک آدرس IP به عنوان آدرس شبکه استفاده می شود و قسمت آخر به عنوان آدرس میزبان. اگر نمونه 192.168.123.132 را مثال زدید و آن را در این دو قسمت تقسیم می کنید موارد زیر را دریافت می کنید:

192.168.123. شبکه .132 میزبان
-یا-
192.168.123.0 – آدرس شبکه. 0.0.0.132 – آدرس میزبان.

پوشش زیر شبکه

مورد دوم ، که برای کار با TCP / IP لازم است ، ماسک زیر شبکه است. ماسک زیر شبکه توسط پروتکل TCP / IP برای تعیین اینکه میزبان در زیر شبکه محلی یا شبکه از راه دور باشد استفاده می شود.

در TCP / IP ، قسمت هایی از آدرس IP که به عنوان آدرس شبکه و میزبان استفاده می شوند ثابت نیستند ، بنابراین آدرس شبکه و میزبان فوق نمی تواند مشخص شود مگر اینکه اطلاعات بیشتری داشته باشید. این اطلاعات در شماره 32 بیتی دیگری به نام ماسک زیر شبکه تهیه می شود. در این مثال ، ماسک زیر شبکه 255.255.255.0 است. مشخص نیست که این عدد به چه معناست ، مگر اینکه بدانید که 255 علامت دودویی برابر با 11111111 است. بنابراین ، ماسک زیر شبکه زیر است:

11111111.11111111.11111111.0000000

آدرس IP و ماسک فرعی را در کنار هم قرار دهید و بخش و میزبان آدرس را از هم جدا کنید:

11000000.10101000.01111011.10000100 – آدرس IP (192.168.123.132)
11111111.11111111.11111111.00000000 – ماسک زیر شبکه (255.255.255.0)

24 بیت اول (تعداد موارد موجود در ماسک زیر شبکه) به عنوان آدرس شبکه مشخص می شود و 8 بیت آخر (تعداد صفرهای باقی مانده در ماسک زیر شبکه) به عنوان آدرس میزبان مشخص می شود. این موارد زیر را به شما می دهد:

11000000.10101000.01111011.00000000 – آدرس شبکه (192.168.123.0)
00000000.00000000.00000000.10000100 – آدرس میزبان (000.000.000.132)

بنابراین اکنون می دانید ، برای این مثال با استفاده از یک ماسک زیر شبکه 255.255.255.0 ، که ID شبکه 192.168.123.0 است و آدرس میزبان 0.0.0.132 است. هنگامی که یک بسته وارد زیر شبکه 192.168.123.0 (از زیر شبکه محلی یا یک شبکه از راه دور) می شود و دارای آدرس مقصد 192.168.123.132 می باشد ، کامپیوتر شما آن را از شبکه دریافت کرده و پردازش می کند.

تقریباً تمام ماسک های فرعی اعشاری به اعداد باینری تبدیل می شوند که همگی در سمت چپ و همه صفرها در سمت راست قرار دارند. برخی دیگر از ماسک های زیر شبکه مشترک:

اعشار دودویی
255.255.255.192 1111111.11111111.1111111.11000000
255.255.255.224 1111111.11111111.1111111.11100000

اینترنت RFC 1878 (از طریق nternic.net موجود است ) زیرنویس های معتبر و ماسک های فرعی را که می توان در شبکه های TCP / IP استفاده کرد ، توصیف می کند.

کلاسهای شبکه

آدرس های اینترنتی توسط InterNIC ( internic.net ) ، سازمانی که اینترنت را اداره می کند ، اختصاص داده شده است . این آدرسهای IP به کلاس ها تقسیم می شوند. متداول ترین این کلاس ها کلاس های A ، B و C هستند. کلاس های D و E وجود دارند ، اما به طور کلی توسط کاربران نهایی استفاده نمی شوند. هر یک از کلاس های آدرس دارای یک ماسک فرعی پیش فرض متفاوت است. شما می توانید با نگاه کردن به اولین اکتت آن ، کلاس یک آدرس IP را شناسایی کنید. در زیر محدوده آدرس های اینترنتی کلاس A ، B و C قرار دارد که هر یک دارای آدرس مثال هستند:

• شبکه های کلاس A از یک ماسک فرعی پیش فرض 255.0.0.0 استفاده می کنند و 0-127 را به عنوان اولین اکتان خود دارند. آدرس 10.52.36.11 آدرس کلاس A است. اوکت اول آن 10 عدد است که بین 1 تا 126 است.
• شبکه های کلاس B از یک ماسک فرعی پیش فرض 255.255.0.0 استفاده می کنند و 128-191 را به عنوان اولین اکتان خود دارند. آدرس 172.16.52.63 آدرس کلاس B است. اولين اوكتت آن 172 است كه بين 128 تا 191 است ، از جمله.
• شبکه های کلاس C از یک ماسک فرعی پیش فرض 255.255.255.0 استفاده می کنند و 192-223 را به عنوان اولین اکتان خود دارند. آدرس 192.168.123.132 یک آدرس کلاس C است. اولين اوكت آن 192 است كه بين 192 تا 223 است ، از جمله.
• در برخی از سناریوها ، مقادیر پیش فرض ماسک فرعی به دلیل توپولوژی فیزیکی شبکه ، یا نیازهای سازمان متناسب نیست ، یا به دلیل اینکه تعداد شبکه ها (یا هاست) در محدودیت های پیش فرض ماسک زیر شبکه قرار نمی گیرند. در بخش بعدی نحوه تقسیم شبکه ها با استفاده از ماسک های زیر شبکه توضیح داده شده است.

زیر مجموعه

یک شبکه کلاس A ، B ، یا TCP / IP می تواند توسط یک مدیر سیستم تقسیم شود یا زیر شبکه قرار گیرد. این امر هنگامی ضروری می شود که شما با طرح آدرس منطقی اینترنت (دنیای انتزاعی آدرس های IP و زیر شبکه ها) با شبکه های فیزیکی مورد استفاده جهان واقعی آشتی کنید.

مدیر سیستم که یک بلوک از آدرس های IP اختصاص داده است ممکن است شبکه هایی را اداره کند که به شکلی سازماندهی نشده باشند که به راحتی در این آدرس ها متناسب باشد. به عنوان مثال ، شما دارای یک شبکه گسترده با 150 میزبان در سه شبکه (در شهرهای مختلف) هستید که توسط یک روتر TCP / IP وصل می شوند. هر یک از این سه شبکه دارای 50 میزبان است. شما به شبکه کلاس C 192.168.123.0 اختصاص داده اید. (برای مثال ، این آدرس در واقع از محدوده ای است که در اینترنت اختصاص داده نشده است.) این بدان معنی است که می توانید برای 150 میزبان خود از آدرس های 192.168.123.1 تا 192.168.123.254 استفاده کنید.

دو آدرس که در مثال شما قابل استفاده نیست 192.168.123.0 و 192.168.123.255 است زیرا آدرس های باینری با یک قسمت میزبان از همه آن ها و همه صفر ها نامعتبر است. آدرس صفر نامعتبر است زیرا از آن برای مشخص کردن شبکه بدون تعیین میزبان استفاده می شود. آدرس 255 (به صورت دودویی ، آدرس میزبان همه آن ها) برای پخش پیام به هر میزبان در یک شبکه استفاده می شود. فقط به یاد داشته باشید که آدرس اول و آخر در هر شبکه یا زیر شبکه نمی تواند به هیچ میزبان اختصاصی اختصاص یابد.

اکنون می توانید آدرس IP را به 254 میزبان بدهید. اگر همه 150 رایانه در یک شبکه واحد قرار داشته باشند این کار خوب است. با این حال ، 150 رایانه شما در سه شبکه فیزیکی جداگانه قرار دارند. شما به جای درخواست بلوک آدرس بیشتر برای هر شبکه ، شبکه خود را به زیر شبکه ها تقسیم می کنید که به شما امکان می دهد از یک بلوک آدرس در چندین شبکه فیزیکی استفاده کنید.

در این حالت ، شما با استفاده از ماسک زیر شبکه ای که باعث می شود آدرس شبکه بزرگتر و دامنه احتمالی آدرس هاست کوچکتر شود ، شبکه خود را به چهار زیر شبکه تقسیم می کنید. به عبارت دیگر ، شما در حال وام گرفتن برخی از بیتهایی هستید که معمولاً برای آدرس میزبان استفاده می شود و از آنها برای بخش شبکه آدرس استفاده می کنید. ماسک زیر شبکه 255.255.255.192 چهار شبکه از هر 62 میزبان را در اختیار شما قرار می دهد.

این امر به این دلیل کار می کند که در نماد دودویی ، 255.255.255.192 برابر با 1111111.11111111.1111111.11000000 است. دو رقم اول اکتت آخر به آدرس شبکه تبدیل می شوند ، بنابراین می توانید شبکه های اضافی 00000000 (0) ، 01000000 (64) ، 10000000 (128) و 11000000 (192) را بدست آورید. (بعضی از سرپرستان فقط از دو زیرشاخه با استفاده از 255.255.255.192 به عنوان ماسک زیر شبکه استفاده می کنند. برای اطلاعات بیشتر در مورد این موضوع ، به RFC 1878 مراجعه کنید.) در این چهار شبکه ،

سپس با استفاده از ماسک زیر شبکه 255.255.255.192 ، شبکه 192.168.123.0 شما به چهار شبکه 192.168.123.0 ، 192.168.123.64 ، 192.168.123.128 و 192.168.123.192 تبدیل می شوید. این چهار شبکه باید به عنوان آدرس میزبان معتبر داشته باشند:

192.168.123.1-62
192.168.123.65-126
192.168.123.129-190
192.168.123.193-254

مجدداً به یاد داشته باشید که آدرس های میزبان باینری با همه یا همه صفرها نامعتبر است ، بنابراین نمی توانید از آدرس هایی با آخرین اکتت 0 ، 63 ، 64 ، 127 ، 128 ، 191 ، 192 یا 255 استفاده

کنید . می توانید ببینید که چگونه این کار می کند با نگاهی به دو آدرس میزبان ، 192.168.123.71 و 192.168.123.133. اگر از ماسک پیش فرض کلاس C از 255.255.255.0 استفاده کرده اید ، هر دو آدرس در شبکه 192.168.123.0 قرار دارند. اما اگر از ماسک زیر شبکه 255.255.255.192 استفاده می کنید ، آنها در شبکه های مختلف هستند. 192.168.123.71 در شبکه 192.168.123.64 است ، 192.168.123.133 در شبکه 192.168.123.128 است.

دروازه های پیش فرض

اگر یک کامپیوتر TCP / IP نیاز به برقراری ارتباط با میزبان در شبکه دیگر داشته باشد ، معمولاً از طریق دستگاهی به نام روتر ارتباط برقرار می کند. در اصطلاحات TCP / IP ، روتر مشخص شده در هاست ، که زیر شبکه میزبان را به شبکه های دیگر وصل می کند ، یک دروازه پیش فرض نامیده می شود. در این بخش نحوه تعیین TCP / IP تعیین ارسال یا عدم ارسال بسته ها به دروازه پیش فرض خود برای دستیابی به رایانه یا دستگاه دیگری در شبکه تعیین شده است.

هنگامی که میزبان سعی می کند با استفاده از TCP / IP با دستگاه دیگری ارتباط برقرار کند ، با استفاده از ماسک زیر شبکه تعریف شده و آدرس IP مقصد در مقابل ماسک زیر شبکه و آدرس IP خاص خود ، یک فرایند مقایسه را انجام می دهد. نتیجه این مقایسه به رایانه می گوید که مقصد میزبان محلی است یا میزبان از راه دور.

اگر نتیجه این فرایند مقصد را به عنوان میزبان محلی تعیین کند ، آنگاه کامپیوتر به سادگی بسته را در زیر شبکه محلی ارسال می کند. اگر نتیجه مقایسه مقصد را به عنوان میزبان از راه دور تعیین کند ، آنگاه کامپیوتر بسته را به سمت دروازه پیش فرض تعریف شده در مشخصات TCP / IP خود هدایت می کند. پس از آن وظیفه روتر است که بسته را به زیر شبکه صحیح منتقل کند.

عیب یابی

مشکلات شبکه TCP / IP اغلب در پیکربندی نادرست سه مدخل اصلی در خصوصیات TCP / IP رایانه ایجاد می شود. با درک چگونگی تأثیر خطاها در پیکربندی TCP / IP بر عملکرد شبکه ، می توانید بسیاری از مشکلات رایج TCP / IP را حل کنید.

نادرست زیر شبکه ماسک: اگر شبکه ای از ماسک زیر شبکه ای غیر از ماسک پیش فرض برای کلاس آدرس خود استفاده کند ، و مشتری هنوز با استفاده از ماسک زیر شبکه پیش فرض برای کلاس آدرس پیکربندی شده باشد ، ارتباط با برخی از شبکه های اطراف اما نه از راه دور انجام می شود. به عنوان نمونه ، اگر چهار زیر شبکه ایجاد کنید (مانند مثال زیر زیربنایی) اما از پیکربندی نادرست زیر شبکه 255.255.255.0 در پیکربندی TCP / IP خود استفاده می کنید.

میزبان ها قادر نخواهند بود تشخیص دهند که بعضی از رایانه ها در زیر شبکه های مختلف نسبت به آنها وجود دارند. مال خود وقتی این اتفاق بیفتد ، بسته هایی که برای هاست در شبکه های مختلف فیزیکی که بخشی از همان آدرس کلاس C هستند ، قرار دارند برای تحویل به یک دروازه پیش فرض ارسال نمی شوند. یکی از علائم شایع این زمانی است که یک کامپیوتر می تواند با میزبانانی که در شبکه محلی خود هستند ارتباط برقرار کند و می تواند با همه شبکه های از راه دور به جز آنهایی که در این نزدیکی هستند صحبت کند و دارای همان کلاس A ، B یا C است. برای رفع این مشکل ، کافی است ماسک زیر شبکه صحیح را در پیکربندی TCP / IP برای آن هاست وارد کنید.

آدرس IP نادرست: اگر رایانه هایی را با آدرس های IP که باید در زیر شبکه های جداگانه در یک شبکه محلی با یکدیگر باشند قرار دهید ، قادر به برقراری ارتباط نخواهند بود. آنها سعی خواهند کرد که از طریق روتر بسته هایی را به یکدیگر ارسال کنند که قادر نخواهند بود به درستی آنها را بفرستند. علائم این مشکل رایانه ای است که می تواند با میزبان ها در شبکه های از راه دور صحبت کند ، اما نمی تواند با برخی یا همه رایانه های شبکه محلی خود ارتباط برقرار کند. برای رفع این مشکل ، مطمئن شوید که تمام رایانه های موجود در یک شبکه فیزیکی یکسان دارای آدرس های IP در یک زیر شبکه IP هستند. اگر آدرس های IP را در یک بخش شبکه از بین نبرید ، راه حل هایی وجود دارد که فراتر از محدوده این مقاله است.

نادرست پیش فرض دروازه: یک رایانه پیکربندی شده با یک دروازه پیش فرض نادرست قادر به برقراری ارتباط با هاست در بخش شبکه خود خواهد بود ، اما در برخی از شبکه های از راه دور قادر به برقراری ارتباط با هاست نخواهد بود. اگر یک شبکه فیزیکی تنها بیش از یک روتر داشته باشد و روتر اشتباه به عنوان یک دروازه پیش فرض پیکربندی شده باشد ، میزبان قادر به برقراری ارتباط با برخی شبکه های از راه دور خواهد بود ، اما نه با دیگران. اگر یک سازمان دارای روتر به یک شبکه TCP / IP داخلی و یک روتر دیگر متصل به اینترنت باشد ، این مشکل معمول است.