1.1 PREVOD ČÍSEL Z DVOJKOVEJ SÚSTAVY DO DESIATKOVEJ A NAOPAK

Transkript

1 1 IP ADRESOVANIE IPv4 adresa je má 32 bitov, inak 4 bajty a je to logická adresa sieťového rozhrania. Ak má systém viacej sieťových kariet, je pre každú sieťovú kartu vyhradená jedna IP adresa. Zápis adresy je tvorený číselnými hodnotami jednotlivých bajtov oddelených bodkou. Na vyjadrenie číselnej hodnoty sa používa dekadická (napr ) alebo binárna číselná sústava (napr ). Cieľom tejto kapitoly bude: Vysvetliť prevod čísel z dvojkovej sústavy do desiatkovej a naopak. Pochopiť význam podsieťovania. Rozdeliť siete na, pričom zadáme počet sietí alebo počet počítačov v jednotlivých podsieťach. Vysvetliť pojem VLSM sieťová maska s premenlivou dĺžkou. Vysvetliť rozdelenie jednej veľkej siete na, pričom každá z podsietí bude mať inú dĺžku sieťovej masky. 1.1 PREVOD ČÍSEL Z DVOJKOVEJ SÚSTAVY DO DESIATKOVEJ A NAOPAK Na pochopenie rozdelenia sietí na, potrebujeme nadobudnúť zručnosti s prevodom čísel z dvojkovej (binárnej) sústavy do desiatkovej a naopak. Dvojková číselná sústava, novšie tiež binárna číselná sústava je číselná sústava, ktorá zapisuje hodnoty pomocou dvoch symbolov, zvyčajne 0 a 1. Konkrétnejšie hovoríme o pozičnej číselnej sústave so základom dva. Každá pozícia je reprezentovaná zvyšujúcim sa násobkom dvoch: Takže, ak máme dvojkové číslo: , tak jednotku na každej pozícii vynásobíme s číslom dva umocnením na daný exponent: 1* * * * * * * * 2 0 = = 255 Ak máme dvojkové číslo : 1* * * * * * * * 2 0 = = 130 Tento výpočet platí pre jeden oktet (skupinu ôsmych bitov). Každá IP adresa je 4 bajtová, skladá sa teda zo štyroch oktetov, preto musíme previesť každý bajt osobitne do desiatkovej sústavy. Preveďme IP adresu v dvojkovej sústave do desiatkovej sústavy: 1. Rozdelíme IP adresu do štyroch oktetov:

2 Každé dvojkové v oktete prevedieme do desiatkovej sústavy: 1 x 128 = x 128 = 0 0 x 128 = 0 0 x 128 = 0 0 x 64 = 0 0 x 64 = 0 0 x 64 = 0 0 x 64 = 0 1 x 32 = 32 0 x 32 = 0 0 x 32 = 0 0 x 32 = 0 0 x 16 = 0 1 x 16 = 16 0 x 16 = 0 1 x 16 = 16 1 x 8 = 8 0 x 8 = 0 0 x 8 = 0 0 x 8 = 0 1 x 4 = 4 0 x 4 = 0 0 x 4 = 0 1 x 4 = 4 0 x 2 = 0 0 x 2 = 0 1 x 2 = 2 1 x 2 = 2 0 x 1 = 0 0 x 1 = 0 1 x 1 = 1 1 x 1 = 1 = =16 =2+1 = = 172 =16 =3 =23 Takže IP adresa v desiatkovej sústave bude: A teraz si ukážeme prevod z desiatkovej sústavy do dvojkovej: Preveďme číslo 48 z desiatkovej sústavy do dvojkovej: Začneme číslom 48 a budeme ho postupne deliť číslom 2. Vpravo vždy vpíšeme zvyšok po delení. Takže ak vydelíme číslo 48 dvojkou, výsledok je 24 a zvyšok 0. Ak vydelíme číslo 3 dvojkou, výsledok je 1 a zvyšok tiež 1. Akonáhle prídeme k číslu jeden, tak už ďalej nepočítame. Výsledkom budú zvyšky po delení (vrátane poslednej jednotky. Hodnoty usporiadame zdola nahor! Číslo 48 v desiatkovej sústave bude po prevedení do dvojkovej: Preveďme IP adresu do dvojkovej sústavy. Každé číslo do dvojkovej sústavy prevedieme samostatne:

3 Výsledkom bude IPadresa: Všimnite si, že ak je číslo kratšie ako 8 bitové, je jeho začiatok doplnený nulami tak, aby celkový počet bitov v oktete bol IP ADRESA A SIEŤOVÁ MASKA Každá IP adresa má dve časti: sieťovú časť a host časť. Ak máme IP adresu /24 (/24 je skrátený tvar masky ), rozpíšeme IP adresu aj masku pod seba v dvojkovej sústave: sieťová časť IP adresy host časť , Všetky bity IP adresy, ktoré sú v sieťovej maske nastavené na 1, tvoria sieťovú časť. Všetky bity IPadresy v sieťovej maske nastavené na 0 tvoria host časť IP adresy. V desiatkovej sústave je sieťovou časťou a host časť číslo 1. Sú tri typy adries v rámci každej IPv4 siete: Sieťová adresa je to vždy prvá adresa v sieti. Všetky bity host 1 časti IP adresy sú nastavené na 0. Broadcast adresa je to posledná adresa v sieti. Všetky bity host časti IP adresy sú nastavené na 1. Host adresa každé zariadenie je jednoznačne identifikované Ipv4 adresou. Je to adresa medzi sieťovou a broadcastovou adresou. Takže ak máme IP adresu s maskou siete: , tak potom sieťovú adresu získame ak vynásobíme bity IP adresy s bitmi v sieťovej maske je to tzv. AND operácia. IP adresa: * so sieťovou maskou : Výsledok: Sieťová adresa bude: , inak Host adresa bude Host = počítač, notebook, sieťová tlačiareň, IP telefón

4 Broadcast adrea bude Okrem unicast adresy (host adresy) a broadcast adresy poznáme aj multicast adresu. Multicast adresa je každá adresa, ktorá začína číslom, ktoré je z rozsahu od 224 do PRIVÁTNE A VEREJNÉ IP ADRESY Privátne adresy sú všetky adresy z rozsahu: to ( /8) to ( /12) to ( /16) 1.4 ADRESOVANIE V IPV4 Spôsob adresovania v IPv4 je možné rozdeliť do dvoch časových období. Prvé obdobie adresovania nezaťažovalo nedostatočný adresný priestor. Adresy boli rozdelené na dve časti: adresu siete a adresu host, pričom IP adresy boli rozdelené do piatich tried A, B, C, D a E (vid. Obr.3). Obrázok 1 Rozdelenie IPv4 adries do tried. Triedy A, B a C sa líšia vo veľkosti sieťovej masky, Defaultná sieťová maska triedy A je Defaultná sieťová maska triedy B je A defaultná sieťová maska triedy C je Ak vynásobíme sieťovú masku v binárnej sústave s IP adresou počítača, časť adresy určená hosta sa vynuluje a zostáva len adresa siete. Pre rozlíšenie tried A, B a C stačí poznať prvé tri bity prvého bajtu IP adresy, ktoré jednoznačne identifikujú triedu a veľkosť masky. Trieda D tvorí časť IP adries určených pre multicast, trieda E určuje rezervované adresy pre výskum. Obidve triedy je možné identifikovať pomocou prvých štyroch bitov.

5 1.5 IPV6 ADRESY Sú vyjadrené v šestnástkovej sústave. IPv6 sú 128 bitové a skupiny 16-tich bitov nazývame hextety. Napr. 2001:0DB8:0000:1111:0000:0000:0000:0200. Skupina 2001 je hextet. Pravidlá pre skrátený zápis IPv6 adresy: 1. Ak na začiatku hextetu sú nuly, môžeme ich v zápise vynechať. 2. Nulové hextety môžene nahradiť jedinou Viac za sebou nasledujúcich nulových hextetov môžeme nahradiť :: 4. Ak je viac nulových hextetov, ale nie za sebou, tak iba jednu skupinu nulových hextetov môžeme nahradiť :: Podľa uvedených pravidiel vyššie uvedenú adresu môžeme napísať takto: 2001:DB8:0:1111:: KONFIGURÁCIA IPV6 ADRESY Konfigurácia IPv6 pozostáva z konfigurácie IPv6 adries a lokal-link adries:

6 1.7 ÚLOHY A TESTY Úloha 1 Preveďte IP adresu do desiatkovej sústavy Úloha 2 Preveďte IP adresu do dvojkovej sústavy Úloha 3 Rozhodnite, či ide o adresu, broadcastovú adresu alebo adresu hosta ak je daná IP /25. IP adresa v dvojkovej sústave: Sieťová maska: Porovnáme bity hostov v IP adrese a sieťovej maske. Sú rovnaké? Ak áno, a sú to samé jednoty je to adresa, ak sú to samé nuly je to adresa. Ak bity nie sú rovnaké je to adresa Úloha 4 Rozhodnite, či ide o adresu, broadcastovú adresu alebo adresu hosta ak je daná IP adresa: / 27. IP adresa v dvojkovej sústave: Sieťová maska: Z porovnania bitov host časti IP adresy a v sieťovej maske vyplýva, že daná adresa je Úloha 5 Rozhodnite, či ide o adresu, broadcastovú adresu alebo adresu hosta ak je daná IP adresa: / 27. IP adresa v dvojkovej sústave: Sieťová maska: Z porovnania bitov host časti IP adresy a v sieťovej maske vyplýva, že daná adresa je Úloha 6 Rozhodnite, či ide o adresu, broadcastovú adresu alebo adresu hosta ak je daná IP adresa: / 27. IP adresa v dvojkovej sústave:

7 Sieťová maska: Z porovnania bitov host časti IP adresy a v sieťovej maske vyplýva, že daná adresa je Úloha 7 Napíšte skrátený tvar IPv6 adresy: 2001:0DB8:00AB:CD00:0000:0000:0000: Test 1. Koľko tried IP adries poznáme? A. 6 B. 5 C. 4 D Aký druh IP adresy je adresa: / 29? A. Sieťová B. Host adresa C. Broadcast adresa D. Multicast adresa 3. Máme IPv6 adresu FE80:0:0:0:2AA:FF:FE9A:4CAB Aký je jej správny skrátený zápis? A. FE8::2AA:FF:FE9A:4CA3B B. FE80::2AA:FF:FE9A:4CAB C. FE80::0:2AA:FF:FE9A:4CAB D. FE80:::0:2AA:FF:FE9A:4CAB 4. Ktorá z IP adries nie je privátna? A B C D Napíšte sieťovú adresu hosta / 27. A B C D Ktorý z uvedených výrokov nie je pravdivý? A. IPv4 adresy sú 32 bitové B. IPv6 adresy sú 64 bitové C. IPv6 adresy sú 128 bitové D. skupina bitov v šestnástkovej sústave sa nazýva hextet. 7. Ktorý výrok z uvedených nie je pravdivý? A. Defaultná sieťová maska triedy C je B. Defaultná sieťová maska triedy A je C. Trieda D sa využíva na experimentálne účely. D. Defaultná sieťová maska triedy B je

8 2 ROZDELENIE SIETÍ NA PODSIETE Pôvodné rozdelenie adries do tried predstavuje zbytočné plytvanie s adresným priestorom, preto zanikajú triedy s pevnou dĺžkou masky a nastupujú variabilné masky podsietí (CIDR Classless Interdomain Routing, VLSM Variable-Lenght Subnet Mask). S variabilnou dĺžkou sieťovej masky súvisí pojem prefix - dĺžka masky (počet jednotiek v sieťovej maske vyjadrenej v dvojkovej sústave) napr /25, kde číslo 25 označuje masku tvorenú 25 bitmi ( ). 2.1 ROZDELENIE SIETE NA PODSIETE (1.SPÔSOB) Poďme rozdeliť sieť /24 na 4. Riešenie: (1. spôsob) Keďže IP adresa začína číslom 192, patrí táto IP adresa do triedy C. Pre počítače v triede platí, že prvé tri oktety vyjadrujú sieťovú časť IP adresy a posledný, štvrtý oktet vyjadruje host časť: Takže maska siete je: Ak chceme vytvoriť 4, zo štvrtého oktetu si požičiame 2 bity. Preto 2 bity, lebo podľa vzťahu: 2 2 = 4, dané dva bity dokážu danú podsieť rozdeliť na 4. Na hostov zostalo 6 bitov. Maska potom bude: = = 129 Prvá podsieť bude mať adresu: a sieťovú masku v skrátenom tvare: / 26. Druhú podsieť dostaneme z počtu núl v maske (je ich 6, takže 2 6 =64. Takže druhá sieť bude Každú ďalšiu sieť vytvoríme tak, že k číslu v poslednom oktete pripočítame číslo 64. Takže tretia sieť bude mať tvar Broadcastová adresa je posledná adresa v danej podsieti. A keďže sme už vytvorili sieťové adresy podsietí, tak broadcastové adresy dostaneme tak, ak z IP adresy novej siete ( ) odčítame jednotku. Dostaneme: Potrebujeme 8 podsietí, vytvoríme si tabuľku podsietí:

9 Číslo ID Rozsah hostovských adries Broadcastová adresa ( ).31 ( ) ( ).63 ( ) Stále + 64 Tabuľka 1 Rozdelenie siete /24 na ROZDELENIE SIETE NA PODSIETE (2.SPÔSOB) Máte zadanú IP adresu a jej sieťovú masku Našou úlohou je túto sieť rozdeliť na 2. a) Ako prvé si musíme premeniť do dvojkovej sústavy IP adresu a jej masku. IP: MS: Adr. starej siete ID hosta ID siete Na 2 si potrebujeme požičať od hosta 1 bit. 2 1 = 2. Adr. novej siete Nová maska bude väčšia o 1 bit. ID siete ID ID hosta alebo zápis prefixom /20 LAN1 adr použiteľná IP posledná použit. IP broadcast

10 LAN2 adr použiteľná IP posledná použit. IP broadcast Názov siete Adresa Prvá použiteľná IP adresa Posledná použiteľná IP adresa Broadcast Maska LAN LAN Tabuľka 2 Rozdelenie siete /19 na 2 a) Počet bitov, ktoré ostali pre hosta (v sieťovej maske nastavených na 0) je jedenásť = = VLSM (1. SPÔSOB) V predchádzajúcich príkladoch sme sieť delili na rovnako veľké. Teda, ak sme raz zvolili, že sieť rozdelíme na 4, tak do každej sme mohli dať rovnako veľký počet počítačov, napr. 62. V praxi sa ale stretávame s takým delením sietí, kde jedno oddelenie firmy potrebuje 100 počítačov, ďalšie oddelenie 50 počítačov, zase iné oddelenie potrebuje pripojiť len 10 počítačov. Keby sme použili našu pôvodnú techniku delenia sietí na, tak sa nám to nepodarí. Preto existuje iná technika: VLSM (Variable Length Subnet Mask = sieťová maska s premenlivou dĺžkou sa využíva sa v prípadoch, keď potrebujeme použiť v našej sieti viac ako jednu sieťovú masku. Dôvod na jej vznik dala potreba oveľa efektívnejšieho prideľovania IP adries a zabrániť zbytočnému plytvaniu IP adresami. Typickým príkladom môže byť rozšírenie počtu počítačov v danej sieti. Vtedy potrebujeme urobiť variabilné podsieťovanie. Použitie VLSM si ukážeme na konkrétnom príklade: Sieť potrebujeme rozdeliť na 6 podsietí 2 po 40 hostov, 2 po 28 hostov, 1 podsieť po 12 hostov a 1 podsieť typu point to point pre 2 host-y.

11 Obrázok 2 VLSM Keby sme v danej schéme použili klasickú metódu rozdelenia siete, rozdelili by sme ju síce na 6 podsietí, ale do každej by sme vedeli dať maximálne 30 počítačov: 4. oktet: 2 3 = =30 hostov..nevyhovuje! Podsiete po 40 hostov by sa sem nezmestilo. Ale pomocou VLSM sa to dá. Takže použijeme iný postup: 1. Zoradíme siete od najväčšej po najnižšiu. 40, 40, 28, 28, 12, 2 2. Počet počítačov zaokrúhlime na najbližšiu vyššiu mocninu čísla 2. 64, 64, 32, 32, 16, 4 3. Určíme sieťové masky pre počty jednotlivých hostov: /26, /26, /27, /27, /28, /30 Maska 26, lebo do siete potrebujeme dostať 40 počítačov a to dokážeme, ak v sieťovej maske bude šesť núl, maska siete bude: Začneme danou sieťovou adresu a sieťovou maskou: , čiže ) podsieť teda bude: /26 z danej masky vyplýva, že v nej ostane šesť núl, to znamená, že ďalšia podsieť začne číslom 2 6 = 64 2) podsieť teda bude : /26 z danej masky vyplýva, že v nej ostane šesť núl, to znamená, že ďalšia podsieť začne číslom o 64 väčším = 128

12 3) podsieť teda bude: /27 z danej masky vyplýva, že v nej ostane päť núl, to znamená, že ďalšia podsieť začne číslom 2 5 = 32, o 32 väčším, = 160 4) podsieť teda bude: /27 z danej masky vyplýva, že v nej ostane päť núl, to znamená, že ďalšia podsieť začne číslom 2 5 = 32, teda = 192 5) podsieť teda bude: /28 z danej masky vyplýva, že v nej ostanú štyri nuly, to znamená, že ďalšia podsieť začne číslom 2 4 = 16, teda = 208 6) podsieť teda bude: /30 z danej masky vyplýva, že v nej ostanú dve nuly, to znamená, že ďalšia podsieť začne číslom 2 2 = 4, teda = 212. Pri určovaní broadcastovej adresy prvej siete budeme vychádzať zo sieťovej adresy nasledujúcej, teda druhej Odčítaním jednotky od čísla 64 (v štvrtom oktete) dostaneme hodnotu 63 a úplná boradcastová adresa bude mať tvar: Podobne postupujeme pri určovaní ostatných broadcastových adries. Číslo ID Rozsah hostov Broadcast / / / / / / Tabuľka 3 Tabuľka podsietí s VLSM 2.4 VLSM ( 2. SPÔSOB) K rovnakému záveru prídeme, ak použijeme trochu odlišný postup, pomocou metódy štvorca: Vypočítame sieťovú masku najväčšej a potom menších podsietí. Použijeme na to štvorec s číslami od 0 po 255 a postopne ho budeme predeľovať. Vždy najskôr vodorovne a potom zvisle. Štvorec predstavuje posledný, švrtý oktet IP adresy, čiže /24. Predelením rozdelíme adresy ne dve časti s prefixom /25. Ďalším predelením dostaneme prefix /26 a tak postupujeme ďalej, až kým nepokryjeme všetky požiadavky na. Z vytvoreného švorca potom vyčítame údaje na zostavenie tabuľky podsietí. Tabuľka bude obsahovať číslo, ID aj s prefixom, rozsah hostov v podsieti a broadcast. Maska pre 0 a 1: /26 Maska pre 2 a 3: /27 Maska pre podsiet 4: /28 Maska pre podsiet 5: /30 4. oktet /24

13 Obrázok 3 Podsieťovanie metódou štvorca Číslo ID Rozsah hostov Broadcast / / / / / / Obrázok 4 Tabuľka podsietí - metóda štvorca 2.5 ÚLOHY A TESTY Úloha 1 Máte zadanú IP adresu a jej sieťovú masku

14 a) Vašou úlohou je túto sieť rozdeliť na 4. Koľko bitov v sieťovej maske si musíme požičať z host časti, aby sme vytvorili 4? b) Koľko bitov ostane v host časti? c) Koľko použiteľných adries bude v jednej podsieti? d) Aký bude skrátený tvar sieťovej masky? e) Pre každú podsieť doplňte údaje do tabuľky: Názov siete LAN 1 Adresa Prvá použiteľná IP adresa Posledná použiteľná IP adresa Broadcast adresa Maska LAN 2 LAN 3 LAN Úloha 2 K dispozícii máte privátnu adresu triedy B /16. Je potrebné túto adresu rozdeliť na tak, aby v každej podsieti bolo max počítačov. a) Koľko bitov v sieťovej maske vyhradíme pre uvedený počet hostov? b) b) Koľko bitov ostane v sieťovej časti IP adresy? c) Koľko použiteľných adries bude v jednej podsieti? d) Aký bude skrátený tvar sieťovej masky? e) Koľko vznikne takýmto delením použiteľných podsietí? Zapíšte adresy pre prvé tri do tabuľky. Názov LAN 1 Adresa Prvá použiteľná IP adresa Posledná použiteľná IP adresa Broadcast Maska LAN 2 LAN Úloha 3 Podsieťujte technikou VLSM sieť /24 na 7 podsietí: Jedna sieť bude po 50 hostov, dve siete budú po 20 hostov, jedna po 8 hostov a tri sú typu point to point (po dva hosty) Úloha 4 Podsieťujte technikou VLSM sieť /25 na 10 podsietí: Tri siete budú mať po 10 hostov, tri siete budú mať po 7 hostov štyri siete budú typu point to point

15 2.5.5 Úloha 5 Podsieťujte technikou VLSM sieť /16 na 5 podsietí: Tri siete budú mať po 1000 hostov, jedna sieť bude mať 500 hostov jedna sieť bude typu point to point Test 1.Aký prefix má sieť, ktorá obsahuje 100 počítačov? A. /23 B. /24 C. /25 D. /26 2.Koľko počítačov dokážeme dať do siete /27? A. 32 B. 30 C. 64 D Koľko bitov z host časti si potrebujeme požičať, aby sme dokázali sieť rozdeliť na 6 rovnako veľkých podsietí? A. 5 B. 4 C. 3 D Koľko podsietí pri delení siete tak v skutočnosti vznikne? A. 7 B. 4 C. 3 D Koľko host adries je dostupných v sieti so sieťovou maskou ? A. 510 B. 512 C D Koľko hostov vieme dať do, ktorá vznikne z pôvodnej sieťovej masky /24, keď si požičiame z host časti 4 bity? A. 16 hostov B. 14 hostov C. 12 hostov D. 13 hostov