Adresowanie IPv4

Artykuł  | Damian Stelmach

Jednym z kluczowych zadań warstwy sieci jest adresowanie. Adresowanie w sieciach IP jest bardzo podobne do adresowania stosowanego przez nas, ludzi. Oczywiście tylko na poziomie logicznym, mechanizmy adresowania są różne. Hosty w sieciach zostały pogrupowane w celu łatwiejszego nimi zarządzania i adresowania.

Podobnie jak u ludzi, też mieszkamy w miastach, na konkretnych ulicach. Dzięki temu wspomniana wcześniej paczka od cioci z Ameryki łatwo mogła dotrzeć do odbiorcy. Najpierw została wysłana promem do Polski, potem ciężarówką do Twojego miasta, następnie mniejszym autem pod wskazaną ulicę i numer domu. Bardzo podobnie jest z adresowanie hostów. Pakiet przesyłany pomiędzy sieciami, najpierw trafia do sieci, do której przynależy host, a potem przesyłany jest już do konkretnego hosta. Ten typ adresowania nazywany jest adresowaniem hierarchicznym, bo najpierw doczytywane są informacje ogólne, czyli w przypadku przesyłania danych adres sieci, potem dopiero te szczegółowe, czyli adres IP konkretnego hosta.

Rozbudowany tutorial dotyczący adresowania IP, wraz z omówieniem jak wykonywać obliczenia na adresach IPv4, znajdziesz na naszym kanale:

W sieciach komputerowych hosty mogą się ze sobą komunikować na trzy sposoby:

  • z wykorzystaniem transmisji pojedynczej (ang. Unicast);
  • poprzez rozsyłanie grupowe (ang. Multicast);
  • poprzez rozgłaszanie (ang. Broadcast).

Transmisja typu unicast stosowana jest najczęściej, wykorzystywana jest w typowych połączeniach pomiędzy dwoma hostami. Przykładowo, kiedy klient wysyła żądanie do serwera, wykorzystuje do tego właśnie transmisje unicast.

Zastosowanie transmisji grupowej, czyli multicast w znacznym stopniu pozwala zredukować zużycie pasma w sieci ponieważ nie wysyła się pojedynczych pakietów do wielu hostów, tak jak byłoby to realizowane z użyciem transmisji pojedynczej, lecz wysyła się jeden pakiet, który trafić może do wielu odbiorców jednocześnie.

Multicast może być stosowany przez rutery do wymiany informacji związanych z rutingiem, jak również do dystrybucji oprogramowania. W transmisji multicast stosuje się specjalną pulę adresów, zwaną adresami grupowymi, w protokole IPv4 to jest zakres, który widoczny poniżej:

Broadcast, czyli rozgłaszanie, polega z kolei na wysyłaniu pakietów do wszystkich hostów w danej sieci. Wykorzystywany jest do tego specjalny adres, adres rozgłoszeniowy, więc nie jest tak, że w pakiecie IP zapisane są adresy wszystkich hostów w sieci. Byłoby to technicznie nie możliwe, to raz, a dwa transmisję rozgłoszeniową stosuję się na przykład wówczas, kiedy nieznany jest adres konkretnego urządzania. Ten rodzaj transmisji wykorzystywany jest najczęściej w sieciach lokalnych, rzadko zdarza się, że rozgłaszanie stosuje się do komunikacji z hostami spoza danej sieci lokalnej.

W całej puli adresów IPv4 wyodrębniono grupy adresów, tzw. specjalnego zastosowania. Są to adresy, które niestosowane są do komunikacji w sieciach rozległych. Wśród tych adresów specjalnych znajdują się adresy, tak zwanych pętli zwrotnych (ang. loopback). Adres pętli zwrotnej to nic innego jak adres samego siebie, każdy komputer w sieci, oprócz właściwego adresu IP wykorzystywanego do komunikacji, ma przypisany również adres samego siebie, najczęściej jest to adres 127.0.0.1. Ponadto, każdy adres z puli służy do testowania poprawności konfiguracji protokołu IPv4 na hoście.

Innym rodzajem adresów specjalnych, są adresy łącza lokalnego, (ang. Link-local). Tego typu adresy stosuje się wówczas, kiedy host powinien uzyskać adres IP z serwera DHCP, ale ten z jakiś powodów jest niedostępny. Host wówczas przyjmie adres właśnie z puli adresów łącza lokalnego. Transmisja danych z wykorzystaniem takich adresów może odbywać się tylko w obrębie sieci lokalnej, w której pracuje danych host. No i jeszcze jedna, ostatnia już grupa adresów specjalnych, czyli adresy typu TEST-NET. Podobnie jak adresy lokalnego łącza służą one do komunikacji tylko w obszarze sieci lokalnej, stosowane są w celach edukacyjnych. Mogą być wykorzystywane w dokumentacji czy też w przykładach, np. podczas zajęć z sieci. Nie powinny natomiast być używane na stałe. Zakresy adresów specjalnych widoczne są w tabeli poniżej:

Zakres adresówNazwa
127.0.0.1 – 127.255.255.254Pętla zwrotna (ang. Loopback)
169.254.0.1 – 169.254.255.254Łącze lokalne (ang. Local-Link)
192.0.2.0 – 192.0.2.254Edukacyjne (ang. Test-Net)

Komentarze

Czy macie jakieś uwagi, pytania, sugestie? A może zauważyliście literówkę albo błąd? Dajcie koniecznie znać w komentarzach. Dziękujemy Wam za poświęcony czas!