Что такое IP-адрес компьютера

 Очень часто при настройке сети дома или в офисе возникают вопросы, связанные с расчетом сетевой адресации: как разделить выделенную сеть на подсети, какого объема сети отвести для каждого отдела, какие адреса попадают в данную сеть, какая маска у этой сети.

Быстрый расчет IP сетей

 В сегодняшней статье мы постараемся отметить основные моменты для быстрого расчета IPv4 сетей. Хоть сейчас и идет постепенный переход на IPv6, все же IPv4 адресация еще долго будет в тренде и умение быстро рассчитывать IPv4 сети многим может пригодиться. Данная статья написана и оформлена совместно с моим коллегой и преподавателем сетевой академии CISCO — Кузьминым Евгением.

 Все мы привыкли к отображению IP адреса в виде четырех десятичных чисел, разделенных точками (также их называют октетами, так как они формируются из 8 бит). Все мы знаем, что компьютер для расчетов использует двоичную систему счисления, поэтому для компьютера сетевой адрес, например 192.168.1.1, имеет вид:

11000000 10101000 00000001 00000001

 Маска подсети в двоичном виде выглядит как последовательность единиц, а затем нулей и указывает на то, сколько первых битов IP-адреса будут относится к адресу сети (у всех компьютеров в одной сети они будут одинаковые), а остальные биты будут относится к адресу каждого узла (у всех компьютеров в одной сети они будут разные). Есть специальные адреса: адрес сети — адрес, у которого узловая часть состоит из одних нулей, и широковещательный адрес — это адрес, у которого  узловая часть состоит из одних единиц. Например, маска вида 255.255.255.0 в двоичном виде выглядит:

11111111 11111111 111111111 00000000

и указывает на то, что первые 24 бита относятся к адресу сети, а последние восемь к адресу конкретного узла в этой сети. Маска сети также может быть записана, как просто число, указывающее количество первых битов, относящихся к адресу сети. В данном случае — 24.

 Со стандартными маскам все легко, они имеют вид; 255.0.0.0, 255.255.0.0 и 255.255.255.0 и четко отделяют узловую часть от сетевой по границе каждого октета. Поэтому, для формировани адреса сети, октеты, у которых маска 255, мы не изменяем. а октеты у которых маска 0, превращаем в 0 (для широковещательного адреса в 255). Напимер, для адреса 192.168.25.128 с маской 255.255.0.0, адрес сети будет 192.168.0.0, а широковещательный – 192.168.255.255.

 Но когда нужно разделить сети на более мелкие подсети или объединить несколько сетей в одну общую могут возникнуть сложности. Основное — это запомнить, что каждое десятичное число в адресе состоит из 8 двоичных битов, и нужно знать десятичное значение каждого бита, которое является степенью двойки.

Любое число в адресе является суммой некоторых степеней двойки. Чтобы определить каких, нужно их последовательно складывать, двигаясь от 128 к 1, если сумма будет превышать нужное число, то эту степень пропускаем. Ниже приведу несколько примеров, в которых покажу основные алгоритмы расчета.

Пример 1

 Есть IP адрес 192.168.1.37/28, необходимо определить адрес сети и широковещательный адрес.

• Всего бит в адресе: 32, количество бит на адрес сети: 28, следовательно количество бит на адреса узлов: 32 – 28 = 4 бита.
• Количество возможных адресов для подсети: 2^4 = 16.
• Количество адресов для хостов (за минусом адреса сети и широковещательного адреса): 16 – 2 = 14.
• У адреса сети значения первых трех октетов будет таким же, как у адреса хоста, а значение последнего октета будет наибольшее число, не превышающее его значения в адресе хоста, кратное 16. И следовательно может формироваться из суммы: 128 или 64 или 32 или 16.

• Получаем адрес сети: 192.168.1.32
• Широковещательный адрес получаем прибавив к последнему октету адреса сети количество адресов сети минус 1:  192.168.1.{32+16-1}= 192.168.1.47

Пример 2

 Есть IP адрес 192.168.1.37/255.255.255.240, необходимо определить адрес сети.

• Количество адресов для подсети можно получить: 256 — 240 = 16.
• Количество адресов для хостов 16 – 2 = 14.
• У адреса сети, как и в прошлом примере, значения первых трех октетов будет таким же, как у адреса хоста, а значение последнего октета будет наибольшее число, не превышающее его значения в адресе хоста, кратное 16. И следовательно может формироваться из суммы: 128 или 64 или 32 или 16.

 Получаем адрес сети 192.168.1.32

 Записать маску вида 255.255.255.240 в маску вида “/x”.

•  256 – 240 = 16.
• 16 = 2^4.  4 бита отводятся на адреса.
• А так как всего бит 32, то 32 – 4 = 28.

Значит 255.255.255.240 = /28

Пример 4

Записать маску вида /28 в маску вида XXX.XXX.XXX.XXX

•  Всего бит: 32.
• Количество Бит на адреса: 32 – 28 = 4.
• 2^4=16.  16 адресов в подсети.
• 256 – 16 = 240.

Значит маска: 255.255.255.240.

Заключение

  Как я уже говорил эта статья была написана и опубликована совместно c моим коллегой Евгением Кузьминым. В будущем мы планируем продолжить писать совместные статьи связанные с сетевыми технологиями и настройкой сетевого оборудования (маршрутизаторы, коммутаторы)

 Если вам нужно что-то настроить или получить консультацию по медиасерверам и системам, можете обращаться ко мне и нашей команде через форму контактов.

 Приглашаю подписаться на новости моей публичной страницы ВКонтакте, ее адрес http://vk.com/itmultimedia . Буду рад видеть Вас в своих подписчиках!

Всего хорошего!

Применяются два вида адресов: IPv4 и IPv6 (более новый). Первый уже сдает позиции и уступает второму, так как обозначить все компьютеры в интернете не может (не хватает символов и комбинаций).

При подключении компьютера к сети может выдаваться два типа IP адресов, которые отличаются механизмом присвоения адреса устройству.

• Динамический. Самый распространенный тип. Он выдается роутером (устройством, с помощью которого вы подключаетесь к сети) или интернет-провайдером автоматически. Как только компьютер подключился к сети – так он и получил его. Динамический IP может меняться. Стоит перезагрузить ПК или заново подключить его к интернету, как IP адрес поменяется. Такой тип повсеместно используется многими провайдерами.
• Статический. Присваивается раз и навсегда. Он не меняется ни при каких обстоятельствах. Обычно такие адреса раздаются провайдерами за отдельную плату. Также их можно встретить в домашней локальной сети, если пользователь настраивал сеть сам и собственноручно присвоил каждому устройству.

Также, существуют различные типы IP-адресов в зависимости от типа сети, в которой они используются. Различают внутренние и внешние IP.

• Внутренние. Это те, которые присваиваются устройствам в рамках одной сети. К примеру, это адрес компьютера в локальной сети квартиры или дома. Устройства, которые присоединяются к роутеру, также имеют внутренние IP-адреса.
• Внешние. Внешний адрес устройство получает, подключаясь к интернету напрямую. Вот у роутера будет внешний IP. У смартфона с включенной передачей мобильных данных тоже будет внешний IP. А вот компьютер напрямую присоединиться не может. Ему нужен роутер или модем.

Многие пользователи путают IP адрес и MAC адрес устройства. Это разные вещи. Дело в том, что MAC адрес присваивается устройству (сетевой карте, роутеру) еще на заводе — это уникальный идентификатор вашего устройства. Это своеобразный идентификатор «железки». Вот и вся разница.

Как узнать внутренний IP адрес на Windows

Для просмотра внутреннего и внешнего IP применяются разные способы. Начнем с внутреннего.

«Панель управления» в Windows

Этот простой способ подходит практически для всех версий ОС. Даже те, кто использует Windows 7 или Vista смогут просмотреть свой IP. Сделать требуется следующее.

1. Запускаем «Панель управления» с помощью специального ярлыка и кликаем по пункту «Центр управления сетями и общим доступом».
2. Теперь выбираем пункт «Изменение параметров адаптера».3. Кликаем правой кнопкой мыши по активному соединению (сеть должна быть подключена) (п. 1 на скриншоте) и в выпадающем меню выбираем «Состояние» (2).4. В появившемся окошке щелкаем «Сведения». 5. И в следующем окошке можно будет найти внутренний IP адрес компьютера, который был ему присвоен роутером или маршрутизатором

Командная строка

Многих пользователей пугает данный достаточно архаичный компонент операционной системы, так как управлять командной строкой нужно с помощью текстовых команд. Но на самом деле он очень полезен и может предоставить всю необходимую информацию о компьютере.

Узнать IP своего компьютера при помощи командной строки можно с помощью всего лишь одной команды. Сделать нужно следующее.

1. Нажимаем сочетание клавиш «Win+R» и вызываем системный компонент «Выполнить». В его строке вводим «cmd» (1) и жмем «ОК» или «Enter» на клавиатуре (2).
2. Сразу же запустится командная строка Windows. Вводим «ipconfig /all» (без кавычек) и жмем «Enter».
3.  После ввода этой команды появится вся информация о текущих соединениях.

Данный способ позволяет определить адрес компьютера в локальной сети. Консоль предоставит информацию как об IPv4, так и об IPv6 (на скриншоте выше).

Приложение «Параметры» (Windows 10)

Пользователи Windows 10 имеют возможность посмотреть IP компьютера альтернативным способом. В «десятке» появилось приложение «Параметры», которое призвано заменить стандартную «Панель управления». Хотя последняя тоже никуда не делась.

Приложение «Параметры» обладает новым оформлением, выполненным в стиле Windows 10 и дает доступ пользователю ко всем настройкам операционной системы. Делаем следующее.

1. Открываем меню «Пуск» и щелкаем по значку с изображением шестеренки.
2. Появится главное окно приложения. Здесь нужно выбрать раздел «Сеть и интернет».
3. Теперь щелкаем пункт «Просмотр свойств сети».

Вот и он.

Диспетчер задач

Диспетчер задач — это универсальный инструмент, который позволяет узнать практически все о текущем состоянии операционной системы. Он отображает количество запущенных процессов, расход оперативной памяти и многое другое.

Мало кто знает, но с помощью этого инструмента можно также определить IP адрес компьютера в локальной сети. Запускаем меню «Пуск» перемещаемся в каталог «Windows – Служебные» (1) и щелкаем по пункту «Диспетчер задач» (2).

1. 2. В главном окне диспетчера перемещаемся на вкладку «Производительность».3. Теперь щелкаем на пункт с отображением сети (там может быть написано «Wi-Fi» или «Ethernet»).4. В следующем окне будет отображен IP адрес компьютера. Такой вариант подходит тем, кто использует Windows 7, 8, 8.1 и 10. Способ позволяет не только узнать сетевой адрес ПК, но и проследить за состоянием сети в режиме реального времени. Очень полезная штука.

С помощью компонента «Информация о системе»

Это альтернативный вариант. Он также отличается простотой и доступностью.

1. Запускаем компонент «Выполнить» (с помощью «Win+R») и в строке вводим «msinfo32» (1). Нажимаем «ОК» или «Enter» (2).
2. Сразу же откроется окно с огромным количеством информации. Здесь требуется кликнуть по пункту «Компоненты» (1), перейти на «Сеть» (2) и выбрать «Адаптер» (3). Информация об IP будет отображаться в правой части окна. Как видите, вычислить IP компьютера не так-то сложно. Но речь шла исключительно о внутреннем адресе. Теперь поговорим о внешнем.

Многие пользователи удивляются, что в свойствах подключения обычно отображается два IP. Не стоит волноваться. Правильные оба. Просто один относится к типу IPv4, а другой – IPv6. Они даже отличаются стилем написания. В первом исключительно цифры, отделенные точками, а во втором – цифры и буквы латинского алфавита, отделенные двоеточиями.

Как узнать внешний IP адрес на ПК с Windows

Узнать внешний адрес средствами операционной системы не представляется возможным. Но для получения таких данных можно использовать онлайн-сервисы. Они могут определить IP. Рассмотрим самые популярные.

2ip.ru

Онлайн-сервис, который отображает внешний IP. Также сервис предоставляет информацию об используемом браузере, определяет примерное местоположение компьютера и выдает тип используемого браузера.

Достаточно в строке браузера вбить «2ip.ru» и нажать на «Enter» (пункт 1 на скриншоте). Сервис определит внешний адрес и выдаст всю требуемую информацию (2 на картинке).

Whoer.net

Данный онлайн-сервис имеет много опций. Есть даже собственный VPN. Но нас интересует только IP. 

Нужно зайти на сайт и на главной странице отобразится вся необходимая информация. Кроме данных об IP (1) вы увидите примерное расположение компьютера, имя провайдера, ОС, браузер и многое другое.

Hidemyna.me

Сервис с говорящим названием. Он создан для обеспечения анонимности в интернете, но может и показать всю нужную информацию о текущем IP адресе компьютера. Имеет русский язык в интерфейсе.

Сразу после перехода на сайт, появится окно с отображением информации о текущем IP (1 на картинке). Также рядом будет кнопка «Сменить IP адрес». Сервис умеет и это. Также сайт может предоставлять VPN и делать еще много чего интересного.

Поиск IP адреса в локальной сети и в сети провайдера

Найти IP в локальной сети можно с помощью вышеописанного способа с командной строкой. Но совсем по-другому нужно искать IP в сети провайдера. Для этого потребуется знать логин и пароль для доступа к настройкам роутера (по умолчанию – admin).

Поиск в локальной сети

Если компьютер подключен к интернету с помощью роутера, то вышеприведенный способ с командной строкой выдаст как раз локальный IP адрес. Для этого нужно всего лишь повторить действия, описанные в инструкции выше.

Адрес будет именно тем, который выдал маршрутизатор или роутер конкретному устройству. Если же компьютер просто подключен к локальной сети (без доступа в интернет), то результат будет точно таким же.

Поиск в сети провайдера

Для получения информации о публичном IP адресе в сети провайдера придется обратиться к настройкам роутера.

1. Открываем браузер и в адресной строке вводим «192.168.1.1» (стандартный для любого роутера) и жмем «Enter». Сразу же появится окошко для ввода логина и пароля (у вас оно может выглядеть по-другому в зависимости от роутера).
2. Вводим логин и пароль (по умолчанию – adminadmin) и жмем на «Вход». Если логин и пароль по умолчанию были изменены, вам нужно их узнать у того, кто настраивал роутер.

В блоке WAN будет отображаться нужный IP адрес и его тип.

Как узнать IP адрес в Mac OS и Ubuntu

В силу особенностей этих систем, действия будут немного отличаться от тех, что используются в Windows.

Mac OS

Сам по себе процесс не особо сложен, но придется контактировать с терминалом операционной системы. Итак, сначала нужно запустить терминал Mac OS.

Теперь вводим команду «ifconfig en0» (1 на скриншоте выше) и нажимаем «Enter». Нужный адрес будет отображен в появившейся информации (2 на картинке).

Ubuntu

Здесь тоже придется задействовать терминал. И ничего странного в этом нет, так как Mac OS и Linux основаны на Unix. Потому и очень похожи. Итак, сначала нужно запустить терминал Ubuntu и следовать дальнейшим указаниям.

Вводим команду «ifconfig» (1 на картинке выше) и нажимаем «Enter». И получаем локальный IP адрес (2 на скриншоте) и адрес роутера при подключении к Wi-Fi (3 на том же изображении).

Как поменять свой IP

Многие пользователи желают скрыть свой IP или сменить его. Зачем это делать? Для этого может быть несколько причин.

• Блокировка на форумах, досках объявлений и других сайтах. Многие сайты за нарушения блокируют пользователя по IP. Поэтому новый аккаунт создать нельзя. Для этого и может понадобиться смена адреса.
• Просмотр заблокированного контента. Некоторые органы власти могут блокировать определенный контент для жителей отдельно взятой страны. Для обхода блокировки требуется сменить адрес.

Сменить IP адрес компьютера можно как при помощи средств операционной системы, так и при помощи сторонних приложений. Если нужно сменить адрес так, чтобы системе казалось, что он из другой страны – то только при помощи программ. Но рассмотрим все варианты.

Использование командной строки Windows

Запускаем командную строку с помощью уже известного метода.

В консоли вводим команду «ipconfig /release» и нажимаем «Enter». Она сбросит текущий IP.

Теперь нужно ввести «ipconfig /renew». Эта команда обновит уже сброшенный адрес и он изменится.

Но частенько такой вариант не срабатывает. Потому и нужно использовать сторонние программы. Рассмотрим самые популярные и работоспособные.

SafeIP

Данная утилита позволяет полностью сменить даже статический IP адрес компьютера. Причем для этого можно выбрать сервер из любой страны. Программа позволит просмотреть тот контент, что недоступен для конкретной страны.Сначала нужно запустить утилиту. Затем в левом столбце выбрать нужный сервер (№1 на скриншоте) и щелкнуть по кнопке «Изменить IP» (2 на картинке). Адрес будет сменен незамедлительно. Преимуществом этой программы является наличие русского языка.

Chameleon

Бесплатная версия программы имеет свои ограничения. К примеру, в списке адресов для смены присутствует только один украинский сервер.Для смены адреса нужно всего лишь запустить программу и в списке серверов выбрать нужный (1 на скриншоте). Только менять адрес на украинский нет смысла. Поэтому потребуется приобрести полную версию программы.

Proxy Switcher

Простая программа, простой процесс установки. Все, что требуется – запустить программу.

Для начала работы нужно нажать зеленую кнопку в панели управления программой (1 на скриншоте). Утилита имеет набор мощных инструментов для работы с соединением. Но обычному пользователю они не нужны.

Как узнать адрес чужого компьютера

Вычислить месторасположение чужого компьютера по IP тоже вполне возможно. Для этого существует несколько способов. Все они способны дать пользователю определенное количество информации.

Использование почты mail.ru

Этот способ позволяет узнать IP чужого компьютера только в том случае, если пользователь присылал сообщение на ваш почтовый адрес. Алгоритм действий прост. Нужно только знать, где искать IP.

1. Открываем браузер, заходим в почтовый ящик и открываем нужное сообщение.
   • 
   • 
   • 
   • 
2. Теперь в панели чуть выше окна кликаем кнопку «Еще» (1) и выбираем «Служебные заголовки» (2).3. Появится окно со служебной информацией. Нужный адрес будет в месте, которое выделено на скриншоте.

Использование сервиса 2ip

Уже известный сервис, который показывает пользователю его IP. Но он может найти и чужой компьютер. Но для этого опять придется использовать почту. Алгоритм действий следующий:

1. Открываем почтовый ящик, ищем интересующее письмо, открываем его и жмем на кнопку «Переслать». В качестве адреса вписываем «knowemailip@gmail.com» (1) и нажимаем «Отправить» (2).

2. Через несколько секунд переходим на сервис 2ip по ссылке «2ip.ru/know-email-ip/» и в соответствующее поле вводим почтовый ящик адресата (1) и нажимаем «Проверить» (2).

Получилось ли у вас решить свою задачу? Поделитесь своим опытом в комментариях.

Насколько вам была полезна статья?

Кликните по звездочке, чтобы оставить оценку!

Нам очень жаль, что статья вам не понравилась!

Помогите нам ее улучшить!

<label> Скажите, как мы можем улучшить статью? </label>

Спасибо за обратную связь!

Краткий курс — основы компьютерных сетей. В этом материале я расскажу (сжато) об основах компьютерных сетей. Статья предназначена для начинающих, а так же будет полезна школьникам старших классов и студентам. Начнем с базовых определений.

Сеть – совокупность систем связи и систем обработки информации, которая может использоваться несколькими пользователями.

Компьютерная сеть – сеть, в узлах которой содержатся компьютеры и оборудование коммуникации данных.

Вычислительная сеть – соединенная каналами связи система обработки данных, ориентированная на конкретного пользователя.

Компьютерная сеть — представляет собой систему распределенной обработки информации. Что тут важно. Важно то, что в распределенной системе не важно откуда и с какого устройства вы заходите. Вы можете войти в сеть с любого устройства (персональный компьютер, ноутбук, планшетный компьютер, телефон) из любой точки мира где есть интернет.

Краткая история развития компьютерных сетей

Компьютерные сети появились в результате развития телекоммуникационных технологий и компьютерной техники. То есть появились компьютеры. Они развивались. Были телекоммуникационные системы, телеграф, телефон, то есть связь. И вот люди думали, хорошо было бы если бы компьютеры могли обмениваться информацией между собой. Эта идея стала основополагающей идеей благодаря которой появились компьютерные сети.

50-е годы: мейнфреймы

В 50-х года 20-го века появились первые «компьютеры» — мейнфреймы. Это были большие вычислительные машины которые могли занимать по площади современный спортивный зал.  Вычислительные мощности были не большие, но факт в том что вычисления уже производила машина.

Начало 60-х годов: многотерминальные системы

В дальнейшем к одному мейнфрейму стали подключать несколько устройств ввода-вывода, появился прообраз нынешних терминальных систем да и сетей в целом.

70-е годы: первые компьютерные сети

?0-е годы, время холодной войны. СССР и США сидели возле своих ракет и думали кто же атакует (или не атакует) первым. Центры управления ракетами США располагались в разных местах удаленных друг от друга. Если в одном центре производится запуск ракет, после которого в центр попадает ракета врага, то вся информация в этом центре — утеряна. Управление перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США (Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA)) ставит перед учеными задачу — разработать технологию которая позволяла бы передавать информацию из одного стратегического центра в другой на случай его уничтожения.

В 1969 году появляется ARPANET (от англ. Advanced Research Projects Agency Network) — первая компьютерная сеть созданная на основе протокола IP который используется и по сей день. За 11 лет ARPANET развивается до сети способной обеспечить связь между стратегическими объектами вооруженных сил США.

Середина 70-х годов: большие интегральные схемы

На основе интегральных схем появляются «мини компьютеры». Они  начинают выходить за пределы министерства обороны и постепенно внедряются в повседневную жизнь. За компьютерами начинают работать бухгалтера, менеджеры, компьютеры начинают управлять производством. Появляются первые локальные сети.

Сетевая технология – согласованный набор программных и аппаратных средств (драйверов, сетевых адаптеров, кабелей и разъемов), а также механизмов передачи данных по линиям связи, достаточный для построения вычислительной сети.

В период с 80-х до начала 90-х годов появились и прочно вошли в нашу жизнь:

1. Ethernet.
2. Token Ring.
3. Arcnet.
4. FDDI (Fiber Distributed Data Interface) — волоконнооптический интерфейс передачи данных.
5. TCP/IP используется в ARPANET.
6. Ethernet становится лидером среди сетевых технологий.
7. В 1991 году появился интернет World Wide Web.

Общие принципы построения сетей

Со временем основной целью компьютерных развития сетей (помимо передачи информации) стала цель распределенного использования информационных ресурсов:

1. Периферийных устройств: принтеры, сканеры и т. д.
2. Данных хранящихся в оперативной памяти устройств.
3. Вычислительных мощностей.

Достичь эту цель помогали сетевые интерфейсы. Сетевые интерфейсы это определенная логическая и/или физическая граница между взаимодействующими независимыми объектами.

Сетевые интерфейсы разделяются на:

• Физические интерфейсы (порты).
• Логические интерфейсы (протоколы).

Порт

Из определения обычно ничего не ясно. Порт и порт, а что порт?

Начнем с того что порт это цифра. Например 21, 25, 80.

Это число записывается в заголовках протоколов транспортного уровня (об этом ниже). Порт указывает для какой программы предназначен тот или иной пакет (грубо говоря та или иная информация). Например, http-сервер работает через порт 80. Когда вы открываете браузер, вы отправляете запрос на веб-сервер через 80 порт и сервер понимает что это http запрос и вам нужен сервер который передаст вам страницу в формате html (ответ сервера).

Протокол

Протокол, например TCP/IP это адрес узла (компьютера) с указанием порта и передаваемых данных. Например что бы передать информацию по протоколу TCP/IP нужно указать следующие данные:

Пара клиент—сервер

Начнем с определений.

Клиент — это модуль, предназначенный для формирования и передачи сообщений-запросов к ресурсам удаленного компьютера от разных приложений с последующим приемом результатов из сети и передачей их соответствующим приложениям.

Проще говоря Сервер — это компьютер на котором установлена программа, или принтер. Клиент — это компьютер который подключается к программе, работает с ней и распечатывает какие-либо результаты, например.

При этом программа может быть установлена на Клиенте, а база данных программы на Сервере.

Топология физических сетей

Под топологией сети понимается конфигурация графа, вершинам которого соответствуют конечные узлы сети (например, компьютеры) и коммуникационной оборудование (например, маршрутизаторы), а ребрам – физические или информационные связи между вершинами.

• Полносвязная (а).
• Ячеистая (б).
• Кольцо (в).
• Звезда (г).
• Дерево (д).
• Шина (е).

Основных топологий сети 6. В целом тут все просто. На сегодняшний день наиболее распространенная топология — Дерево.

Адресация узлов сети

Для преобразования адресов из одного вида в другой используются специальные вспомогательные протоколы, которые называют протоколами разрешения адресов.

Коммутация

Соединение конечных узлов через сеть транзитных узлов называют коммутацией. Последовательность узлов, лежащих на пути от отправителя к получателю, образует маршрут.

Обобщенные задачи коммутации

1. Определение информационных потоков, для которых требуется прокладывать маршруты.
2. Маршрутизация потоков.
3. Продвижение потоков, то есть распознавание потоков и их локальная коммутация на каждом транзитном узле.
4. Мультиплексирование и демультиплексирование потоков.

Уровни сетевой модели OSI и уровни TCP/IP

(OSI) Open System Interconnection — многоуровневая модель взаимодействия открытых систем, состоящая из семи уровней. Каждый из семи уровней предназначен для выполнения одного из этапов связи.

Для упрощения структуры большинство сетей организуются в наборы уровней, каждый последующий возводится над предыдущим.

Целью каждого уровня является предоставление неких сервисов для вышестоящих уровней. При этом от них скрываются детали реализации предоставляемого сервиса.

Протокол – формализованное правило, определяющие последовательность и формат сообщений, которыми обмениваются сетевые компоненты, лежащие на одном уровне, но в разных узлах.

Протоколы, реализующие модель OSI никогда не применялись на практике, но имена и номера уровней используются по сей день.

1. Физический.
2. Канальный.
3. Сетевой.
4. Транспортный.
5. Сеансовый.
6. Представления.
7. Прикладной.

Для лучшего понимания приведу пример. Вы открываете страницу сайта в интернете. Что происходит?

Браузер (прикладной уровень) формирует запрос по протоколу HTTP (уровень представлений и сеансовый уровень), формируются пакеты, передаваемые на порт 80 (транспортный уровень), на IP  адрес сервера (сетевой уровень). Эти пакеты передаются по сетевой карте компьютера в сеть (канальный и физический уровень).

Уровни OSI — краткий обзор

Физический уровень. Если коротко и просто, то на физическом уровне данные передаются в виде сигналов. Если передается число 1, то задача уровня передать число 1, если 0, то передать 0. Простейшее сравнение — связать два пластиковых стаканчика ниткой и говорить в них. Нитка передает вибрацию физически.

Канальный уровень. Канальный уровень это технология каким образом будут связаны узлы (передающий и принимающий), тут вспоминает топологию сетей: кольцо, шина, дерево. Данный уровень определяет порядок взаимодействия между большим количеством узлов.

Сетевой уровень. Объединяет несколько сетей канального уровня в одну сеть. Есть, например, у нас кольцо, дерево и шина, задача сетевого уровня объединить их в одну сеть, а именно — ввести общую адресацию. На этом уровне определяются правила передачи информации:

1. Сетевые протоколы (IPv4 и IPv6).
2. Протоколы маршрутизации и построения маршрутов.

Транспортный уровень обеспечивает надежность при передачи информации. Он контролирует отправку пакетов. Если пакет отправлен, то должно придти (на компьютер который отправлял пакет) уведомление об успешной доставке пакета. Если уведомление об успешной доставке не поступило то нужно отправить пакет еще раз. Например TCP и UDP.

Сеансовый уровень. Отвечает за управление сеансами связи. Производит отслеживание: кто, в какой момент и куда передает информацию. На этом уровне происходит синхронизация передачи данных.

Уровень представления. Уровень обеспечивает «общий язык» между узлами. Благодаря ему если мы передаем файл с расширением .doc, то все узлы понимают что это документ Word, а не музыка. На этом уровне к передаваемым пакетам данных добавляется потоковое шифрование.

Прикладной уровень. Осуществляет взаимодействие приложения (например браузера) с сетью.

Уровни TCP/IP

Набор протоколов TSP/IP основан на собственной модели, которая базируется на модели OSI.

• Прикладной, представления, сеансовый = Прикладной.
• Транспортный =  Транспортный.
• Сетевой = Интернет.
• Канальный, физический = Сетевой интерфейс.

Уровень сетевого интерфейса

Уровень сетевого интерфейса (называют уровнем 2 или канальным уровнем) описывает стандартный метод связи между устройствами которые находятся в одном сегменте сети.

Сегмент сети — часть сети состоящая из сетевых интерфейсов, отделенных только кабелями, коммутаторами, концентраторами и беспроводными точками доступа.

Этот уровень предназначен для связи расположенных недалеко сетевых интерфейсов, которые определяются по фиксированным аппаратным адресам (например MAC-адресам).

Уровень сетевого интерфейса так же определяет физические требования для обмена сигналами интерфейсов, кабелей, концентраторов, коммутаторов и точек доступа. Это подмножество называют физическим уровнем (OSI), или уровнем 1.

Например, интерфейсы первого уровня это Ethernet, Token Ring, Point-to-Point Protocol (PPP) и Fiber Distributed Data Interface (FDDI).

Немного о Ethernet на примере кадра web-страницы

Пакеты Ethernet называют кадрами. Первая строка кадра состоит из слова Frame. Эта строка содержит общую информацию о кадре.

Далее в кадре располагается заголовок — Ethernet.

После заголовка кадра идет заголовок протокола IPv4, TCP и HTTP.

В конце идет заголовок HTTP с запросом GET (GET — один из вариантов запроса к веб-серверу).

Таким образом цель кадра — запрос содержимого веб-страницы которая находится на удаленном сервере.

В полном заголовке Ethernet есть такие значения как DestinationAddress и SourceAddress которые содержат MAC-адреса сетевых интерфейсов.

DestinationAddress показывает MAC шлюза в локальной сети, а не веб-сервера, так как протоколы 2-го уровня «не видят» дальше локальной сети.

Поле EthernetType указывает на следующий протокол более высокого уровня в кадре (IPv4).

Коммутаторы считывают адреса устройств локальной сети и ограничивают распространение сетевого трафика только этими адресами. Поэтому коммутаторы работают на уровне 2.

Уровень Интернета

Уровень интернета называют сетевым уровнем или уровнем 3. Он описывает схему адресации которая позволяет взаимодействовать устройствам в разных сетевых сегментах.

На уровне интернета преимущественно работает протокол IP, работающие на уровне 3 устройства — маршрутизаторы. Маршрутизатор читает адрес назначения пакета, а затем перенаправляет сообщение по соответствующему пути в пункт назначения. Подробнее о маршрутизации вы можете почитать в статье маршрутизация в windows.

Если адрес в пакете относится к локальной сети или является широковещательным адресом в локальной сети, то по умолчанию такой пакет просто отбрасывается. Поэтому говорят, что маршрутизаторы блокируют широковещание.

Стек TCP/IP реализован корпорацией Microsoft ну уровне интернета (3). Изначально на этом уровне использовался только один протокол IPv4, позже появился протокол IPv6.

IPv4

Протокол версии 4 отвечает за адресацию и маршрутизацию пакетов между узлами в десятках сегментах сети. IPv4 использует 32 разрядные адреса. 32 разрядные адреса имеют довольно ограниченное пространство, в связи с этим возникает дефицит адресов.

IPv6

Протокол версии 6 использует 128 разрядные адреса. Поэтому он может определить намного больше адресов. В интернете не все маршрутизаторы поддерживают IPv6. Для поддержки IPv6 в интернете используются туннельные протоколы.

В Windows по умолчанию включены обе версии протоколов.

Транспортный уровень

Транспортный уровень модели TCP/IP представляет метод отправки и получения данных устройствами. Так же он создает отметку о предназначении данных для определенного приложения. В TCP/IP входят два протокола транспортного уровня:

1. Протокол TCP. Протокол принимает данные у приложения и обрабатывает их как поток байт.Байты группируются, нумеруются и доставляются на сетевой хост. Получатель подтверждает получение этих данных. Если подтверждение не получено, то отправитель отправляет данные заново.
2. Протокол UDP.Этот протокол не предусматривает гарантию и подтверждение доставки данных. Если вам необходимо надежное подключение, то стоит использовать протокол TCP.

Прикладной уровень

Используемые источники:

• https://itmultimedia.ru/poleznye-sovety-dlya-rascheta-setevoj-ip-adresacii/
• https://kkg.by/chto-takoe-ip-adres-kompyutera/
• https://abuzov.com/osnovy-kompjuternyh-setej/