Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Основы функционирования протокола TCP/IP (IP-адрес, маска подсети, основной шлюз; деление на подсети с помощью маски подсети; введение в IP-маршрутизацию).Стр 1 из 5Следующая ⇒
Основы функционирования протокола TCP/IP (IP-адрес, маска подсети, основной шлюз; деление на подсети с помощью маски подсети; введение в IP-маршрутизацию). Адресация узлов в IP-сетях В сетях TCP/IP принято различать адреса сетевых узлов трех уровней
Рассмотрим подробнее IP-адресацию. Компьютеры или другие сложные сетевые устройства, подсоединенные к нескольким физическим сетям, имеют несколько IP-адресов — по одному на каждый сетевой интерфейс. Схема адресации позволяет проводить единичную, широковещательную и групповую адресацию. Таким образом, выделяют 3 типа IP-адресов.
Unicast-адреса. Каждый сетевой интерфейс на каждом узле сети должен иметь уникальный unicast-адрес. IP-адрес имеет длину 4 байта (или 32 бита). Для удобства чтения адресов 32-битные числа разбивают на октеты по 8 бит, каждый октет переводят в десятичную систему счисления и при записи разделяют точками. Например, IP-адрес 11000000101010000000000000000001 записывается как 192.168.0.1. IP-адрес состоит из двух частей — идентификатор сети (префикс сети, Network ID) и идентификатор узла (номер устройства, Host ID). Такая схема приводит к двухуровневой адресной иерархии. Структура IP-адреса изображена на рис. 4.1.
Идентификатор сети идентифицирует все узлы, расположенные на одном физическом или логическом сегменте сети, ограниченном IP-маршрутизаторами. Все узлы, находящиеся в одном сегменте должны иметь одинаковый идентификатор сети. Идентификатор узла идентифицирует конкретный сетевой узел (сетевой адаптер рабочей станции или сервера, порт маршрутизатора). Идентификатор узла должен быть уникален для каждого узла внутри IP-сети, имеющей один идентификатор сети. Таким образом, в целом IP-адрес будет уникален для каждого сетевого интерфейса всей сети TCP/IP. Соотношение между идентификатором сети и идентификатором узла в IP-адресе определяется с помощью маски подсети (Network mask), которая имеет длину также 4 байта и также записывается в десятичной форме по 4 октета, разделенных точками. Старшие биты маски подсети, состоящие из 1, определяют, какие разряды IP-адреса относятся к идентификатору сети. Младшие биты маски, состоящие из 0, определяют, какие разряды IP-адреса относятся к идентификатору узла. IP-адрес и маска подсети — минимальный набор параметров для конфигурирования протокола TCP/IP на сетевом узле. Для обеспечения гибкости в присваивании адресов компьютерным сетям разработчики протокола определили, что адресное пространство IP должно быть разделено на три различных класса — А, В и С. В дополнение к этим трем классам выделяют еще два класса. D — этот класс используется для групповой передачи данных. Е — класс, зарезервированный для проведения экспериментов. IP-адреса класса А. Старший бит любого IP-адреса в сети класса А всегда равен 0. Идентификатор сети состоит из 8 бит, идентификатор узла — 24 бита. Маска подсети для узлов сетей класса A — 255.0.0.0. Структура IP-адресов класса А приведена на рис. 4.2.
IP-адреса класса B. Два старших бита любого IP-адреса в сети класса B всегда равны 10. Идентификатор сети состоит из 16 бит, идентификатор узла — 16 бит. Маска подсети для узлов сетей класса B — 255.255.0.0. Структура IP-адресов класса B приведена на рис. 4.3.
IP-адреса класса C. Три старших разряда любого IP-адреса в сети класса C всегда равны 110. Идентификатор сети состоит из 24 разрядов, идентификатор узла — из 8 разрядов. Маска подсети для узлов сетей класса C — 255.255.255.0. Структура IP-адресов класса C приведена на рис. 4.4.
Класс D IP-адреса класса D используются для групповых адресов (multicast-адреса). Четыре старших разряда любого IP-адреса в сети класса D всегда равны 1110. Оставшиеся 28 бит используются для назначения группового адреса. Класс E Пять старших разрядов любого IP-адреса в сети класса E равны 11110. Адреса данного класса зарезервированы для будущего использования (и не поддерживаются системой Windows Server). Правила назначения идентификаторов сети (Network ID)
Диапазоны возможных идентификаторов сети приведены в табл. 4.1.
Правила назначения идентификаторов узла (Host ID)
Диапазоны возможных идентификаторов узла приведены в табл. 4.2.
Другим способом обозначения сети, более удобным и более кратким, является обозначение сети с сетевым префиксом. Такое обозначение имеет вид " /число бит маски подсети". Например, подсеть 192.168.1.0 с маской подсети 255.255.255.0 можно более кратко записать в виде 192.168.1.0/24, где число 24 длина маски подсети в битах. Введение в IP-маршрутизацию Для начала уточним некоторые понятия:
IP-маршрутизация — это процесс пересылки unicast-трафика от узла-отправителя к узлу –получателю в IP-сети с произвольной топологией. Когда один узел IP-сети отправляет пакет другому узлу, в заголовке IP-пакета указываются IP-адрес узла отправителя и IP-адрес узла-получателя. Отправка пакета происходит следующим образом:
Рассмотрим пример, изображенный на рис. 4.5.
В данном примере 2 подсети: 192.168.0.0/24 и 192.168.1.0/24. Подсети объединены в одну сеть маршрутизатором. Интерфейс маршрутизатора в первой подсети имеет IP-адрес 192.168.0.1, во второй подсети - 192.168.1.1. В первой подсети имеются 2 узла: узел A ( 192.168.0.5 ) и узел B ( 192.168.0.7 ). Во второй подсети имеется узел C с IP-адресом 192.168.1.10. Если узел A будет отправлять пакет узлу B, то сначала он вычислит, что узел B находится в той же подсети, что и узел A (т.е. в локальной подсети), затем узел A выполнит ARP-запрос для IP-адреса 192.168.0.7. После этого содержимое IP-пакета будет передано на канальный уровень, и информация будет передана сетевым адаптером узла A сетевому адаптеру узла B. Это пример прямой доставки данных (или прямой маршрутизации, direct delivery). Если узел A будет отправлять пакет узлу C, то сначала он вычислит, что узел C находится в другой подсети (т.е. в удаленной подсети). После этого узел A отправит пакет узлу, который в его конфигурации указан в качестве основного шлюза (в данном случае это интерфейс маршрутизатора с IP-адресом 192.168.0.1). Затем маршрутизатор с интерфейса 192.168.1.1 выполнит прямую доставку узлу C. Это пример непрямой доставки (или косвенной маршрутизации, indirect delivery) пакета от узла A узлу C. В данном случае процесс косвенной маршрутизации состоит из двух операций прямой маршрутизации. В целом процесс IP-маршрутизации представляет собой серии отдельных операций прямой или косвенной маршрутизации пакетов. Каждый сетевой узел принимает решение о маршрутизации пакета на основе таблицы маршрутизации, которая хранится в оперативной памяти данного узла. Таблицы маршрутизации существуют не только у маршрутизаторов с несколькими интерфейсами, но и у рабочих станций, подключаемых к сети через сетевой адаптер. Таблицу маршрутизации в системе Windows можно посмотреть по команде route print. Каждая таблица маршрутизации содержит набор записей. Записи могут формироваться различными способами:
Рассмотрим два примера: таблицу маршрутизации типичной рабочей станции, расположенной в локальной сети компании, и таблицу маршрутизации сервера, имеющего несколько сетевых интерфейсов. Рабочая станция. В данном примере имеется рабочая станция с системой Windows XP, с одним сетевым адаптером и такими настройками протокола TCP/IP: IP-адрес —192.168.1.10, маска подсети — 255.255.255.0, основной шлюз — 192.168.1.1. Введем в командной строке системы Windows команду route print, результатом работы команды будет следующий экран (рис. 4.6; в скобках приведен текст для английской версии системы):
Список интерфейсов — список сетевых адаптеров, установленных в компьютере. Интерфейс MS TCP Loopback interface присутствует всегда и предназначен для обращения узла к самому себе. Интерфейс Realtek RTL8139 Family PCI Fast Ethernet NIC — сетевая карта. Далее идет сама таблица маршрутов. Каждая строка таблицы — это маршрут для какой-либо IP-сети. Ее столбцы: Сетевой адрес — диапазон IP-адресов, которые достижимы с помощью данного маршрута. Маска сети — маска подсети, в которую отправляется пакет с помощью данного маршрута. Адрес шлюза — IP-адрес узла, на который пересылаются пакеты, соответствующие данному маршруту. Интерфейс — обозначение сетевого интерфейса данного компьютера, на который пересылаются пакеты, соответствующие маршруту. Метрика — условная стоимость маршрута. Если для одной и той же сети есть несколько маршрутов, то выбирается маршрут с минимальной стоимостью. Как правило, метрика — это количество маршрутизаторов, которые должен пройти пакет, чтобы попасть в нужную сеть. Проанализируем некоторые строки таблицы. Первая строка таблицы соответствует значению основного шлюза в конфигурации TCP/IP данной станции. Сеть с адресом " 0.0.0.0" обозначает " все остальные сети, не соответствующие другим строкам данной таблицы маршрутизации". Вторая строка — маршрут для отправки пакетов от узла самому себе. Третья строка (сеть 192.168.1.0 с маской 255.255.255.0 ) — маршрут для отправки пакетов в локальной IP-сети (т.е. той сети, в которой расположена данная рабочая станция). Последняя строка — широковещательный адрес для всех узлов локальной IP-сети. Последняя строка на рис. 4.6 — список постоянных маршрутов рабочей станции. Это статические маршруты, которые созданы командой route add. В данном примере нет ни одного такого статического маршрута. Сервер. Теперь рассмотрим сервер с системой Windows 2003 Server, с тремя сетевыми адаптерами:
IP-сети провайдеров — условные, IP-адреса выбраны лишь для иллюстрации (хотя вполне возможно случайное совпадение с какой-либо существующей сетью). Кроме того, на сервере установлена Служба маршрутизации и удаленного доступа для управления маршрутизацией пакетов между IP-сетями и доступа в сеть компании через модемный пул. В данном случае команда route print выдаст таблицу маршрутизации, изображенную на рис. 4.7.
В таблице в списке интерфейсов отображены три сетевых адаптера разных моделей, адаптер обратной связи (MS TCP Loopback interface) и WAN (PPP/SLIP) Interface— интерфейс для доступа в сеть через модемный пул. Отметим особенности таблицы маршрутов сервера с несколькими сетевыми интерфейсами. Первая строка похожа на первую строку в таблице рабочей станции. Она также соответствует значению основного шлюза в конфигурации TCP/IP данной станции. Заметим, что только на одном интерфейсе можно задавать параметр " Основной шлюз". В данном случае этот параметр был задан на одном из внешних интерфейсов (это же значение отражено и в конце таблицы в строке " Основной шлюз" ). Как и в рабочей станции, для каждого интерфейса есть маршруты как для unicast-пакетов, так и для широковещательных (broadcast) для каждой подсети. Во второй строке содержится статический маршрут, сконфигурированный в консоли Службы маршрутизации и удаленного доступа, для пересылки пакетов в сеть196.15.20.16/24. Поддержка таблиц маршрутизации. Есть два способа поддержки актуального состояния таблиц маршрутизации: ручной и автоматический. Ручной способ подходит для небольших сетей. В этом случае в таблицы маршрутизации вручную заносятся статические записи для маршрутов. Записи создаются либо командой route add, либо в консоли Службы маршрутизации и удаленного доступа. В больших сетях ручной способ становится слишком трудоемким и чреват ошибками. Автоматическое построение и модификация таблиц маршрутизации производится так называемыми " динамическими маршрутизаторами" . Динамические маршрутизаторы отслеживают изменения в топологии сети, вносят необходимые изменения в таблицы маршрутов и обмениваются данной информацией с другими маршрутизаторами, работающими по тем же протоколам маршрутизации. В Windows Server реализована динамическая маршрутизация в Службе маршрутизации и удаленного доступа. В данной службе реализованы наиболее распространенные протоколы маршрутизации — протокол RIP версий 1 и 2 и протокол OSPF. Служба DNS: домены и зоны Как уже говорилось выше, каждый DNS-сервер отвечает за обслуживание определенной части пространства имен DNS. Информация о доменах, хранящаяся в БД сервера DNS, организуется в особые единицы, называемые зонами (zones). Зона - основная единица репликации данных между серверами DNS. Каждая зона содержит определенное количество ресурсных записей для соответствующего домена и, быть может, его поддоменов. Системы семейства Windows Server поддерживают следующие типы зон:
Рассмотрим на примере соотношение между понятиями домена и зоны. Проанализируем информацию, представленную на рис. 4.9.
В данном примере пространство имен DNS начинается с домена microsoft.com, который содержит 3 поддомена: sales.microsoft.com, it.microsoft.com иedu.microsoft.com (домены на рисунке обозначены маленькими горизонтальными овалами). Домен - понятие чисто логическое, относящееся только к распределению имен. Понятие домена никак не связано с технологией хранения информации о домене. Зона - это способ представления информации о домене и его поддоменах в хранилище тех серверов DNS, которые отвечают за данный домен и поддомены. В данной ситуации, если для хранения выбрана технология стандартных зон, то размещение информации о доменах может быть реализовано следующим образом:
Делегирование управления - передача ответственности за часть пространства имен другим серверам DNS. Установка службы DNS Установка службы DNS (как и других компонент системы) производится достаточно просто с помощью мастера установки компонент Windows:
Если система попросит указать путь к дистрибутиву системы, введите путь к папке с дистрибутивом. Выполним данное действие на обоих серверах. Создание основной зоны прямого просмотра. На сервере DC1 создадим стандартную основную зону с именем world.ru.
Создание дополнительной зоны прямого просмотра. На сервере DC2 создадим стандартную дополнительную зону с именем world.ru.
Настройка узлов для выполнения динамической регистрации на сервер DNS. Для выполнения данной задачи нужно выполнить ряд действий как на сервере DNS, так и в настройках клиента DNS. Сервер DNS.
Это нами уже выполнено. Клиент DNS.
После этого система предложит перезагрузить компьютер. После выполнения перезагрузки на сервер DNS в зоне world.ru автоматически создадутся записи типаA для наших серверов (рис. 4.12).
Создание зоны обратного просмотра.
Наши серверы зарегистрируются в обратной зоне DNS (рис. 4.13):
Резюме Первая часть данного раздела посвящена базовым понятиям протокола TCP/IP, являющегося в настоящее время основным протоколом корпоративных сетей и глобальной сети Интернет:
Во второй части изложены основы функционирования службы DNS:
Третья часть раздела содержит краткое описание наиболее часто используемых утилит командной строки для диагностики и настройки протокола TCP/IP и службы DNS с примерами применения этих утилит. Задачи сетевого администратора при управлении инфраструктурой протокола TCP/IP:
Задачи сетевого администратора при управлении инфраструктурой службы DNS:
Основы функционирования протокола TCP/IP (IP-адрес, маска подсети, основной шлюз; деление на подсети с помощью маски подсети; введение в IP-маршрутизацию). Адресация узлов в IP-сетях В сетях TCP/IP принято различать адреса сетевых узлов трех уровней
Рассмотрим подробнее IP-адресацию. Компьютеры или другие сложные сетевые устройства, подсоединенные к нескольким физическим сетям, имеют несколько IP-адресов — по одному на каждый сетевой интерфейс. Схема адресации позволяет проводить единичную, широковещательную и групповую адресацию. Таким образом, выделяют 3 типа IP-адресов.
Unicast-адреса. Каждый сетевой интерфейс на каждом узле сети должен иметь уникальный unicast-адрес. IP-адрес имеет длину 4 байта (или 32 бита). Для удобства чтения адресов 32-битные числа разбивают на октеты по 8 бит, каждый октет переводят в десятичную систему счисления и при записи разделяют точками. Например, IP-адрес 11000000101010000000000000000001 записывается как 192.168.0.1. IP-адрес состоит из двух частей — идентификатор сети (префикс сети, Network ID) и идентификатор узла (номер устройства, Host ID). Такая схема приводит к двухуровневой адресной иерархии. Структура IP-адреса изображена на рис. 4.1.
Идентификатор сети идентифицирует все узлы, расположенные на одном физическом или логическом сегменте сети, ограниченном IP-маршрутизаторами. Все узлы, находящиеся в одном сегменте должны иметь одинаковый идентификатор сети. Идентификатор узла идентифицирует конкретный сетевой узел (сетевой адаптер рабочей станции или сервера, порт маршрутизатора). Идентификатор узла должен быть уникален для каждого узла внутри IP-сети, имеющей один идентификатор сети. Таким образом, в целом IP-адрес будет уникален для каждого сетевого интерфейса всей сети TCP/IP. Соотношение между идентификатором сети и идентификатором узла в IP-адресе определяется с помощью маски подсети (Network mask), которая имеет длину также 4 байта и также записывается в десятичной форме по 4 октета, разделенных точками. Старшие биты маски подсети, состоящие из 1, определяют, какие разряды IP-адреса относятся к идентификатору сети. Младшие биты маски, состоящие из 0, определяют, какие разряды IP-адреса относятся к идентификатору узла. IP-адрес и маска подсети — минимальный набор параметров для конфигурирования протокола TCP/IP на сетевом узле. Для обеспечения гибкости в присваивании адресов компьютерным сетям разработчики протокола определили, что адресное пространство IP должно быть разделено на три различных класса — А, В и С. В дополнение к этим трем классам выделяют еще два класса. D — этот класс используется для групповой передачи данных. Е — класс, зарезервированный для проведения экспериментов. IP-адреса класса А. Старший бит любого IP-адреса в сети класса А всегда равен 0. Идентификатор сети состоит из 8 бит, идентификатор узла — 24 бита. Маска подсети для узлов сетей класса A — 255.0.0.0. Структура IP-адресов класса А приведена на рис. 4.2.
IP-адреса класса B. Два старших бита любого IP-адреса в сети класса B всегда равны 10. Идентификатор сети состоит из 16 бит, идентификатор узла — 16 бит. Маска подсети для узлов сетей класса B — 255.255.0.0. Структура IP-адресов класса B приведена на рис. 4.3.
IP-адреса класса C. Три старших разряда любого IP-адреса в сети класса C всегда равны 110. Идентификатор сети состоит из 24 разрядов, идентификатор узла — из 8 разрядов. Маска подсети для узлов сетей класса C — 255.255.255.0. Структура IP-адресов класса C приведена на рис. 4.4.
Класс D IP-адреса класса D используются для групповых адресов (multicast-адреса). Четыре старших разряда любого IP-адреса в сети класса D всегда равны 1110. Оставшиеся 28 бит используются для назначения группового адреса. Класс E Пять старших разрядов любого IP-адреса в сети класса E равны 11110. Адреса данного класса зарезервированы для будущего использования (и не поддерживаются системой Windows Server). Правила назначения идентификаторов сети (Network ID)
Диапазоны возможных идентификаторов сети приведены в табл. 4.1.
Правила назначения идентификаторов узла (Host ID)
Диапазоны возможных идентификаторов узла приведены в табл. 4.2. |
Последнее изменение этой страницы: 2017-04-12; Просмотров: 632; Нарушение авторского права страницы