Przeczytaj cz. 1
Adres IPv4 składa się z 32 bitów. Pewna część bitów, liczona od lewej strony, reprezentuje adres sieci, w której pracuje host. Pozostała część to adres hosta w konkretnej sieci. Podział ten związany jest z faktem, że wysłany do odbiorcy pakiet danych najpierw musi trafić do właściwej sieci, a dopiero potem do konkretnego hosta w tej sieci. Podobnie jest w przypadku tradycyjnej poczty – listy lub paczki najpierw trafiają do określonej w adresie miejscowości, dopiero potem pod wskazany numer domu na konkretnej ulicy.
To, jaka część bitów przeznaczona jest na adres sieci, a jaka na adres hosta, określa tzw. maska sieci, zwana również maską podsieci.
Maska sieci (podsieci) jednoznacznie wskazuje bity adresu IPv4, reprezentujące adresy sieci i hosta. Maska definiuje również wielkość sieci, czyli określa liczbę hostów, jakie mogą w sieci pracować. Maskę zawsze stosuje się razem z adresem IPv4! Nadając adres IPv4 urządzeniu, które pracuje w sieci, bezwzględnie przypisujemy mu również maskę.
Przykład konfiguracji adresu IP na komputerze z systemem Windows:
Podobnie jak adres IPv4, również maska zapisana jest w postaci liczby dziesiętnej, ale przez urządzenia sieciowe i komputery interpretowana jest jako 32‑bitowa liczba binarna, a jej zapis składa się wyłączenie z zer i jedynek. W konfiguracji urządzeń, podobnie jak w przypadku adresu IPv4, stosuje się zapis dziesiętny podzielony na cztery części (oktety).
Przykładowa maska podsieci może mieć postać:
255.255.255.0 – zapis dziesiętny,
11111111.11111111.11111111.00000000 – zapis binarny.
Możemy natrafić również na tzw. skrócony zapis maski, np. /24. Określa on, ile jest jedynek w binarnym zapisie maski. Jeśli adres IP podany jest z maską, np. w takiej formie: 192.168.1.0/24, mówimy wówczas o prefiksie sieci (ang. CIDR).
Oba sposoby zapisu maski, czyli zapis dziesiętny oraz prefiks, są równoważne!
Co oznacza przykładowa maska?
Maska zapisana w przytoczony sposób informuje, że pierwsze 24 bity odpowiadającego masce adresu IPv4 określają sieć, a pozostałe 8 bitów wskazuje na hosty pracujące w tej sieci.
Jaki jest wniosek?
Jedynki w postaci binarnej maski określą, że odpowiadające jej bity adresu IP to sieć, zera natomiast to hosty w tej sieci.
Zakładając, że komputer w sieci lokalnej, np. w domu, ma adres IPv4: 192.168.1.34, a maska sieci ma postać: 255.255.255.0 (lub /24), to adres sieci w jakiej pracuje ten komputer, określają jego pierwsze trzy oktety: 192.168.1.X. Oktet ostatni (X) oznacza numery – adresy hostów pracujących w tej sieci.
Jedynki w masce pojawiają się na kolejnych, następujących po sobie bitach, od strony lewej do prawej, a to znaczy, że nie spotkamy się z maską, w której zera znajdą się pomiędzy jedynkami, tak jak może się to zdarzyć przy adresie IP.
Przykładowo, zapis maski: 11111001.11001001.01100110.11111000 nie jest właściwy, ponieważ nie jesteśmy w stanie określić, która część adresu należy do sieci, a która do hosta. Stosując tę logikę zapisu, możemy mieć do czynienia z następującymi przykładowymi maskami (zapis binarny – zapis dziesiętny):
11111111.00000000.00000000.00000000 – 255.0.0.0,
11111111.11110000.00000000.00000000 – 255.240.0.0,
11111111.11111111.11000000.00000000 – 255.255.192.0,
11111111.11111111.11111111.00000000 – 255.255.255.0,
11111111.11111111.11111111.11100000 – 255.255.255.240.
Sieć w kontekście IPv4
Zastanówmy się, co oznacza w praktyce, że urządzenia pracują (bądź nie) w jednej sieci. O tym, w jakiej sieci pracuje dane urządzenie, decyduje jednoznacznie adres z maską podsieci.
Przykładowo, jeśli sieć ma adres: 192.168.1.0/24, to urządzenia w tej sieci mogą mieć przypisane adresy z puli od 192.168.1.1 do 192.168.1.254.
Każde urządzenie, które ma adres z podanej puli, będzie pracowało w tej sieci.
Gdybyśmy jednemu z urządzeń przypisali adres spoza puli, np. 192.168.2.45/24, znajdzie się ono w innej sieci niż pozostałe. W praktyce oznacza to, że gdybyśmy chcieli skomunikować urządzenie z pozostałymi, musielibyśmy użyć routeraroutera.
Fakt, iż urządzenia o adresach 192.168.1.53/24 oraz 192.168.2.45/24 pracują w różnych sieciach, wynika z maski. Jeśli ma ona postać /24 (255.255.255.0), to – aby urządzenia pracowały w jednej sieci – trzy pierwsze oktety adresu IP muszą być takie same.
W pierwszym adresie mamy liczbę 2, a w drugim liczbę 1 w trzecim oktecie, z czego wynika, że są to dwie różne sieci.
Można zmienić taki stan rzeczy. Modyfikując odpowiednio maskę, możemy spowodować, że oba adresy będą adresami z tej samej sieci.
Wystarczy zmienić maskę, np. ustawić ją na /16 (255.255.0.0). Wówczas zgodne muszą być tylko dwa pierwsze oktety, a pozostałe dwa mogą się różnić. W omawianym przypadku, gdybyśmy zastosowali maskę /16, zarówno adres 192.168.2.45, jak i adres 192.168.1.53 byłyby w tej samej sieci. Do komunikacji wystarczyłby wówczas tylko przełącznik sieciowy, który przesyła dane w sieciach LAN.
Modyfikując maskę, możemy zwiększać lub zmniejszać liczbę hostów, jaka może w danej sieci pracować.
Adres sieci, adres rozgłoszeniowy, adres hosta
W kontekście adresu IPv4 poza adresem sieci (w analogii będzie to ulica, przy której stoją budynki) oraz adresami hostów w sieci (domy stojące przy danej ulicy), wyróżniamy jeszcze adres rozgłoszeniowy (ang. broadcast address). Służy on do wysyłania danych do wszystkich jednocześnie (możemy go porównać do budynku, w którym zbierają się wszyscy mieszkańcy ulicy, aby otrzymać wspólną wiadomość od zarządcy osiedla).
Podsumowując, wyróżniamy trzy rodzaje adresów, które występują w każdej, nawet najmniejszej sieci komputerowej:
adres sieci (ang. network address) – określający całą sieć,
adres rozgłoszeniowy (ang. broadcast address) – używany w celu wysyłania danych do wszystkich hostów w określonej sieci,
adres hosta (interfejsu urządzenia końcowego) – przyporządkowany urządzeniu, które pracuje w sieci.
Słownik
urządzenie sieciowe łączące ze sobą różne sieci komputerowe; odpowiada za wybranie trasy przesyłania pakietów danych pomiędzy urządzeniami wchodzącymi w skład różnych struktur LAN