LFCA: Opi verkon IP-osoitteiden perusteet – Osa 9


Edellisessä LFCA-sarjan luvussa määritimme tietokoneverkon ja käsittelimme lyhyesti joitakin yleisiä Linux-verkkokomentoja, joilla voit hakea hyödyllisiä verkkotietoja, kuten IP-osoitteesi, aliverkon peitteen, avoimet portit ja paljon muuta.

Yhteenliitetyssä maailmassa verkoilla on valtava rooli saumattoman viestinnän, tiedonsaannin ja tiedostojen jakamisen parantamisessa. Tietokoneverkkojen ansiosta voit tarkistaa sähköpostisi, ostaa lentolipun ja ladata tiedostoja.

Ymmärtääksemme tietokoneverkkoja paremmin, menemme askeleen pidemmälle ja tarkastelemme seuraavia keskeisiä kohtia.

  • Osoita IP-osoitteiden perusymmärrystä.
  • Binääri- ja desimaalipisteinen nelilukumerkintä.
  • Ymmärrä aliverkon maskit.
  • Ymmärrä eri IP-osoitteiden luokkia ja "pisteneliö".
  • Erota yksityiset ja julkiset IP-osoitteet.
  • TCP/IP-malli. Opi ymmärtämään paremmin yleisesti käytettyjä TCP (Transmission Control Protocol) -portteja ja -palveluita, kuten portit 21, 22, 53, 80, 110 ja paljon muuta.

IP-osoitteiden perusteiden ymmärtäminen Linuxissa

Yksi TCP/IP:n peruskäsitteistä on IP-osoite. Joten mikä on IP-osoite? IP-osoite, yksinkertaisesti IP, on 32-bittinen binäärinumero, joka on määritetty tietokonelaitteelle, kuten tietokoneelle, tabletille tai älypuhelimelle IP-verkossa.

Sen voi määrittää dynaamisesti DHCP-protokollaa käyttävä reititin tai Linux-käyttäjä tai järjestelmänvalvoja määrittää sen manuaalisesti. IP-osoite on yksilöllinen tunniste, jonka avulla isäntä voidaan tunnistaa lähiverkossa (LAN) sekä Internetin kautta. IP-osoite on ohjelmistoosoite, jota ei ole koodattu tietokoneeseen, toisin kuin MAC-osoite, joka liittyy verkkokorttiin.

IP-terminologiat

Ennen kuin jatkamme eteenpäin, tutustutaan joihinkin keskeisiin käsitteisiin, jotka auttavat sinua ymmärtämään paremmin Internet-protokollan.

  • Bitti – Tämä on yksinumeroinen numero, joka on joko 1 tai 0.
  • tavu – Tämä on 8 bitin kokoelma tai sarja. 1 tavu=8 bittiä.
  • Oktetti – Oktetti koostuu 8 bitistä tai 1 tavusta.

IP-osoite on segmentoitu 4 oktetiin tai tavuun. Jokaisessa oktettissa on 8 bittiä, joten 1 oktetti=8 bittiä.

IP-osoite voidaan kuvata seuraavilla tavoilla:

  • Piste-desimaalilukuna. Esimerkiksi 192.168.1.5.
  • Binäärimuodossa, kuten 11000000.10101000.00000001.00000101.
  • Heksadesimaaliarvona: c0.a8.01.05.

Kaikki yllä olevat merkinnät edustavat samaa IP-osoitetta. Useimmissa tapauksissa heksadesimaalimuotoa käytetään kuitenkin harvoin edustamaan IP-osoitteita, ja siksi keskitymme kahteen ensimmäiseen muotoon: piste-desimaalimuotoon ja binäärimuotoon.

IP-osoitteet voidaan jakaa laajasti kahteen osaan:

1. IPv4-osoite

IPv4 (IP-versio 4) IP-osoite on 32-bittinen numero, joka on segmentoitu 4 oktetiin. Jokaisessa oktetissa on 8 bittiä, jotka voidaan esittää joko piste-desimaali- tai binäärimuodossa.

Esimerkkejä IPv4-osoitteista ovat:

10.200.50.20
172.16.0.20
192.168.1.5

IPv4-osoite voidaan luokitella 5 luokkaan:

Class 	A 
Class 	B
Class 	C
Class 	D 
Class 	E 

Käsittelemme kuitenkin vain kolme ensimmäistä luokkaa – A, B ja C – joita käytetään enimmäkseen isäntäjärjestelmissä. Muut luokat eivät kuulu tämän sertifikaatin piiriin. D-luokkaa käytetään monilähetykseen ja E on enimmäkseen tutkimus- ja kokeellisiin tarkoituksiin.

Aloitetaan luokasta A. Tämä on luokkansa suurin, jossa on 16 777 216 IP-osoitetta, jotka voidaan määrittää isännille, ja vähiten määritettäviä verkkoja, joita on oletuksena 126.

Seuraavaksi meillä on B-luokka, jolla on toiseksi suurin määrä mahdollisia IP-osoitteita, jotka ovat oletuksena 65 534 ja 16 384 määritettäviä verkkoja.

Lopuksi meillä on C-luokka, joka on pienin luokka, joka tuottaa oletuksena vain 254 mahdollista IP-osoitetta ja 2 097 152 määritettävissä olevaa verkkoa.

Palaamme IPv4-osoitteiden luokkiin myöhemmin.

2. IPv6-osoite

Toisin kuin IPv4-osoite, IPv6-osoite käyttää 128-bittistä IPv4:n 32-bittiä. Se esitetään heksadesimaalimuodossa, ja jokainen heksadesimaali käsittää 4 bittiä.

IPv6-osoite on jaettu 8 osaan, joista jokaisessa on 4 heksadesimaalilukua. Esimerkki IPv6-osoitteesta näytetään:

2041:130f:0000:3f5d:0000:0000:875a:154b

Tätä voidaan yksinkertaistaa edelleen seuraavasti. Alkunollat korvataan kaksoistäydellä kaksoispisteellä kuvan osoittamalla tavalla.

2041:130f::3f5d::875a:154b

IPv6-osoitteet luotiin korvaamaan IPv4-osoitteet, jotka asiantuntijoiden mukaan pian loppuvat. Suurempi bittien määrä lisää merkittävästi osoiteavaruutta. Emme ole vielä päässeet siihen pisteeseen, ja keskitymme pitkälti IPv4-osoitteisiin.

IP-osoite on jaettu kahteen pääosaan: verkko-osaan ja isäntäosaan. Yksinkertaisessa IP-osoitteessa 192.168.1.5, jossa aliverkon peite tai verkkopeite on 255.255.255.0 (alaverkon peitteitä käsitellään myöhemmin tässä osassa ), kolme ensimmäistä oktettit vasemmalta edustavat verkko-osaa ja jäljelle jäävä oktetti on osa, joka on määritetty verkon isäntäkoneille. Jokainen isäntä saa yksilöllisen IP-osoitteen, joka eroaa muista, mutta jakaa saman verkko-osoitteen muiden samassa verkossa olevien isäntien kanssa.

192.168. 1       5
Network part	Host part

Tämä päättää verkostoitumissarjamme ensimmäisen osan. Olemme toistaiseksi määrittäneet, mikä IP-osoite on, käsitellyt eri IP-osoitteiden luokkia ja kahta päätyyppiä IP-osoitteita - IPv4 ja IPv6. Seuraavassa osiossa sukeltamme binääri- ja desimaalineliömerkintään.