آموزش مفاهیم IPV4
در این بخش، گذری به دنیای زیبای IP ها داریم و نحوهی آدرسدهی در شبکه را میآموزیم.
اگر با IP ها مشکلدارید حتماً این بخش را بهدقت مطالعه کنید.
شروع کار:
همانطور که مشاهده میکنید IPv4 از چهار قسمت تشکیلشده است که هر بخش آن 8 بیت است و اگر 8 ضربدر 4 کنیم، میشود 32 بیت، به همین راحتی.
به هر یک از این قسمتها یک هشتتایی یا همان octet میگویند. مثلاً 192.168.1.1 که به هر قسمت برفرض 192 یک octet میگویند.
IP ها به 5 کلاس تقسیم میشوند که هرکدام را باهم مرور میکنیم.
مثال:
192.168.1.1 که IP اول عدد آن 192 هست این IP، در رنج کلاس c قرار دارد. به همین صورت اگر IP قسمت octed اول دریکی از رنجهای مشخصشدهی بالا قرار داشته باشد، میگوییم که در این کلاس قرار دارد. مثلاً 10.10.10.1 یک IP در کلاس A است، چون 10 بین شماره 1-127 قرار دارد.
- تذکر: رنج IP کلاس A از 1 – 126 است و شماره 127 برای تست کارت شبکه میباشد که همان IP 127.0.0.1 است و به loopback معروف است. پس برای استفاده از کلاس A میتوان از شماره 1 – 126 را استفاده کرد.
توجه داشته باشید که کلاس D برای multicasting به کار میرود که این بحث را در درسهای بعدی باهم مرور میکنیم، این IP ها رویهاست یا همان سیستم تنظیم نمیشوند و IP های کلاس E برای تحقیقات به کار میرود و قابلاستفاده نیست. پس، فقط ما از IP های کلاسهای A,B,C برای شبکه خود استفاده میکنیم.
IP ها بر دو نوع میباشند:
IP هایی که با این اعداد شروع میشوند، مربوط به شبکه داخلی میباشند و اعتباری در اینترنت ندارند.
- Public Address: این دسته از IP ها توسط سازمانی به نام IANA ریجیستر میشوند و بعدازاین کار در اینترنت، اعتباردارند این دسته شامل تمام IP های کلاسهای A,B,C است به غیر از آدرسهای Private Address که در قسمت قبل باهم بررسی کردیم.
یک IP از دو بخش تشکیلشده است:
- Network address
- Host address
Network Address، به تعداد شبکههای موجود و Host address، به تعداد میزبان موجود اشاره دارد.
برای اینکه بتوانیم این دو موضوع را درک کنیم باید subnet mask را بررسی کنیم:
Subnet Mask:
این آدرس، نشاندهندهی این است که چه مقدار بیت متعلق به آدرس شبکه و چه مقدار آن، متعلق به میزبان شبکه است.
همانطور که مشاهده میکنید برای هر IP در کلاس مشخص یک subnet mask تعریفشده است که نشاندهندهی تعداد شبکه و هاست است.
در قسمت Subnet Mask اعداد 255 مربوط به قسمت Network Address و اعداد 0 مربوط به Host address میباشند.
مثلاً اگر IP به شماره 195.1.1.1 به شما بدهند و بگویند subnet Mask آن را مشخص کنید، سریع با نگاه کردن به کلاسهای IP متوجه میشوید که عدد اول این IP در رنج کلاس c قرار دارد و Subnet Mask آن بهصورت 255.255.255.0 است.
همیشه روال به این صورت نیست که IP ها به همین صورت، استاندارد در شبکهها نشان داده شوند به این کلاسبندیها اصولاً یک الگوی استاندارد میگویند، امّا همیشه اینچنین نیست و الگوی غیراستاندارد هم وجود دارد.
الگوی غیراستاندارد:
ببینید دوستان هر قسمت IP (octet) از هشت عدد تشکیلشده است که میتواند صفر یا یک باشد.
هرکدام از این شماره ها در هر بخش دارای یک شماره اختصاصی میباشند که بهصورت زیر است.
128 64 32 16 8 4 2 1 این شمارهها، روی هرکدام از چهار بخش بالا بهصورت جداگانه قرار میگیرند.
اولین قسمت از سمت چپ را در زیر مشاهده میکنید، به نحوهی قرار گرفتن اعداد توجه کنید.
برای درک بهتر موضوع، یک مثال را باهم بررسی میکنیم:
192.168.1.1، برای به دست آوردن Binary این IP، طبق شمارههایی که در هر قسمت به شما گفتیم، عمل کنید.
مثلاً اگر بخواهیم شمارهی 192 را از بین شمارههای 128 64 32 16 8 4 2 1 به دست بیاوریم، همیشه از سمت چپ شروع میکنیم، میگوییم 128 از 192 کوچکتر است، پس زیر 128 را 1 قرار میدهیم، در ادامه 128 را که تا اینجا به دست آوردیم، پس عدد بعدی ما چند است؟ خوب اگر 64 را با 128 که قبلاً به دست آوردیم جمع کنیم میشود 192!!! چه جالب 192 شد پس زیر 64 هم 1 قرار میدهیم، با این حساب، توانستیم شمارهی 192 را پیدا کنیم، وقتی به شمارهی موردنظر رسیدیم، زیر بقیهی شمارهها، صفر قرار میدهیم. طبق جدول:
1 | 2 | 4 | 8 | 16 | 32 | 64 | 128 |
0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 |
پس شمارهی باینری بهدستآمده، 11000000 است. بقیهی اعداد هم بهصورت زیر است.
1 | 1 | 168 | 192 |
00000001 | 00000001 | 10101000 | 11000000 |
در یک رنج IP، دو نوع IP قابلاستفاده نیستند، به مثال زیر توجه کنید (مهم):
IP: 192.168.1.1
Sbnet Mask:255.255.255.0
همانطور که آموختیم، 255 به این نکته اشاره میکند که IP های 192.168.1 ثابت است و فقط octet آخر قابلتغییر از 0 تا 255 است. ببینید دوستان هر یک از قسمتهای IP از 0 تا 255 قابلتغییر است.
خوب این IP، فقط در قسمت آخر قابلتغییر است، بین 0 تا 255، همانطور که گفتیم دو IP در هر رنج مانند این IP قابلاستفاده نیستند. به جدول زیر توجه کنید:
Network address | 192.168.1.0 |
IP قابلاستفاده | 192.168.1.1 |
IP قابلاستفاده | 192.168.1.2 |
IP قابلاستفاده | 192.168.1.3 |
.
. . . . |
|
Broadcast | 192.168.1.255 |
اولین IP بهعنوان Network address و آخرین IP بهعنوان Broadcast IP انتخاب میشود و نمیتوانیم در شبکه از آنها استفاده کنیم.
تذکر: نام دیگر Network address، Net ID است.
مثالی دیگر: در IP زیر، Net ID و Broadcast ID را به دست میآوریم:
172.16.1.1
255.255.0.0
در این مثال،IP از رنج B است. همانطور که مشاهده میکنید، subnet mask از دو تا 255 تشکیلشده است پس 2 قسمت اول IP، ثابت (172.16) و دو قسمت بعد قابلتغییرند، به این صورت نتیجه میدهد که:
Net ID: 172.16.0.0
Broadcast ID: 172.16.255.255
اختصاص دادن رنج IP به شبکه:
زمانی پیش میآید که شما مدیر شبکهی یک شرکت یا یک کارخانه میشوید، رئیس شما یک رنج IP خاصی را به شما میدهند و میگویند که این رنج IP را به اتاقهای مختلف این شرکت بدهید، بهطوریکه IP ها هدر نرود و کم نیاید.
خوب برای این کار یک مثال میزنیم و باهم حل میکنیم:
شما در یک شرکت کار میکنید که از 3 اتاق حسابداری، کامپیوتر و طراحی تشکیلشده است؛ در این اتاقها، چندین کامپیوتر بهقرار زیر وجود دارد.
اتاق حسابداری 50 کامپیوتر،
اتاق کامپیوتر 60 کامپیوتر،
اتاق طراحی 14 کامپیوتر.
رئیس شرکت به شما یک IP در رنج زیر میدهد.
192.168.1.0
255.255.255.0
خوب سریع این IP را در ذهن خود تحلیل کنید، حداکثر IP قابلاستفاده، 255 تا عدد است. امیدوارم بحثهای قبلی را خوب خوانده باشید، اگر متوجه شده باشید که حتماً همینطور است، Subnet mask از سه قسمت ثابت تشکیلشده است که فقط، گزینهی آخر قابلتغییر از 0 تا 255 است.
برای اختصاص دادن IP به این اتاقها، اولازهمه، اتاقی را انتخاب کنید که بیشترین کامپیوتر را دارد که در این مثال، اتاق کامپیوتر از 60 کلاینت برخوردار است.
همانطور که قبلاً گفتیم در هر قسمت از IP، اعدادی استاندارد و ثابتی وجود دارد.
128 64 32 16 8 4 2 1
همیشه این اعداد را در ذهن خود نگهداشته باشید، کل IP به همین اعداد خلاصه میشود و در ادامه، خیلی به آن نیاز داریم.
خوب شما اول باید ببینید 60 بین کدامیک از اعداد بالا قرار دارد. باکمی دقت متوجه میشوید که بین 32 و 64 قرار دارد، چون ما احتیاج به 60 تا IP داریم، پس عدد 64 انتخاب میشود.
IP ما میشود 192.168.1.0~63 در این IP، از علامت ~ استفاده کردیم که نشاندهندهی تعداد IP است. همانطور که گفتیم دو آدرس از این رنج برای Net ID و Broadcast ID است؛ یعنی رنج زیر:
Net ID: 192.168.1.0
Broadcast ID: 192.168.1.63
پس با کسر این دو IP، 62 آدرس برای ما میماند که 60، IP آن به کامپیوترها تخصیص داده میشود و 2، IP هم برای زمانی که اگر خواستیم کامپیوتر جدید در اتاق اضافه کنیم، به کار میرود.
رنج IP را به دست آوردیم؛ ولی subnet mask مربوط به این IP را به دست نیاوردیم؛ برای این کار همان عدد 64 را که درون شمارهها به دست آوردیم را منهای 256 میکنیم (256 عددی است که از اعداد 0 تا 255 به دست میآید).
256 – 64 = 192
پس subnet mask برای این IP میشود: 255.255.255.192 که 192 نشاندهندهی 64، IP برای این شبکه است.
اتاق بعدیای که انتخاب میشود اتاق حسابداری است که شامل 50 کامپیوتر است، برای به دست آوردن رنج IP برای این اتاق، از IP هایی که استفادهنشده است، استفاده میکنیم.
IP هایی که در اختیارداریم بهصورت زیر است:
192.168.1.64
به این خاطر، از عدد 64 در آخر این IP استفاده کردم که 64 تا آدرس به اتاق قبلی دادهشده است و قابلاستفاده نیست.
مانند اتاق قبلی، شما به 64، IP نیاز دارید؛ چون 50 بین 32 و 64 قرار دارد، پس 64 انتخاب میشود.
IP و subnet mask برای این اتاق، بهصورت زیر است:
192.168.1.64~128
255.255.255.192
برای اتاق سوم (طراحی)، احتیاج به 14،IP داریم، باید از بین 8 و 16 عدد 16 را انتخاب کنیم، پس IP و subnet mask بهصورت زیر میشود:
192.168.1.129~145
255.255.255.240
باید متوجه شده باشید که ما احتیاج به 16، IP داریم؛ پس، برای به دست آوردن subnet mask باید 16 را از 256 کم کنیم تا عدد آخر که 240 است به دست بیاید.
با این حساب، جدول نهایی IP ها بهصورت زیر است:
طراحی | حسابداری | کامپیوتر |
192.168.1.129~145 | 192.168.1.64~128 | 192.168.1.0~63 |
255.255.255.240 | 255.255.255.192 | 255.255.255.192 |
16 | 64 | 64 |
در این رنجها، حداقل هدر رفت IP را داشتیم.
در این قسمت اگر مشکلی داشتید، میتوانید از طریق ایمیل با من در تماس باشید.
IP ها به دو نوع Class Full و Class Less تقسیم میشوند که کلاسهای A,B,C از نوع Class Full میباشند، به این دلیل به آنها Class Full میگویند که subnet mask آنها ثابت میباشد و تغییری نمیکند؛ مثلاً 255.255.0.0 که این subnet مربوط به Class b میباشد.
CIDR (Class Less Inter-Domain Routing)
این قسمت را باکمال دقت بخوانید.
این دسته از IP ها، برای شرکتهایی که ISP هستند و ارائهدهندهی خدمات اینترنتی میباشند، به کار میرود. برای این شبکهها، مهم است که چه مقدار IP را به چه کسی میدهند.
IP هایی که به عنوان Class Less شناخته میشوند، بهصورت زیر میباشند:
172.16.1.1/16
یکچیز جدید در این IP مشاهده میکنید و آنهم، یک slash به همراه یک IP است که نشاندهندهی تعداد شبکه یا همان Net ID است که در این رابطه باهم بهصورت کامل بحث میکنیم.
بعد از Slash، عددی بین 1 تا 32 قرار میگیرد؛ این همان عددی است که در ابتدای کار اشاره کردم؛ یعنی هر IP از چهار قسمت هشتتایی تشکیلشده که میشود 32 تا، توجه داشته باشید که حداکثر عددی که پشت slash قرار گیرد 30 است، چون 2 بیت برای host Bite است.
مثال: تعداد Host و subnet mask رنج IP زیر را به دست میآوریم:
192.168.1.1/24
سریعترین روش برای به دست آوردن جواب بهصورت زیر است:
ببینید دوستان، هر قسمت از IP از هشت بیت تشکیلشده است که بهصورت زیر میباشد:
در مثالی که زدیم، /24 است که اگر به شکل نگاه کنید 3 تا octet اول را با هم جمع کنیم 24 میشود پس، میتوان IP و Subnet mask را به این صورت نوشت:
192.168.1.0
255.255.255.0
/24 میگوید که 3 تا octet اول ثابت باشد و octet آخر تغییر کند.
مثال بعدی:
172.16.1.1/17
اگر به شکل زیر درست نگاه کنید 16 عدد اول را داریم، پس 2 تا عدد اول IP ثابت است که در یکگوشه مینویسیم 172.16 بعد نگاه میکنیم که عدد 17 در octet سوم قرار دارد؛ پس، فقط با octet سوم کار میکنیم.
سریع اعداد 1 2 4 8 16 32 64 128 یادداشت میکنیم و بعدازآن، این اعداد را، بالای عدد 17 تا 24 از سمت چپ به راست قرار میدهیم تا عدد 17 را پیدا کنیم. به شکل زیر توجه کنید:
در این شکل، بهراحتی میتوانید درک کنید که /17 یعنی چه، ببینید سؤال از ما /17 را میخواهد؛ پس طبق شکل، ما با octed3 کارداریم و دو octet اول را بهصورت ثابت مینویسیم؛ چون تمام اعداد آن 1 است. پس برای به دست آوردن عدد 17، باید اعداد 1 2 4 8 16 32 64 128 را یادداشت کرده و از سمت چپ، اعداد 17 تا 24 را به آنها اختصاص دهیم؛ یعنی عدد اولی که 128 باشد، بهعنوان عدد 17 است و عدد دوم که عدد 64 باشد، بهعنوان عدد 18 است. به شکل زیر توجه کنید:
پس 17 همان عدد 128 است. این عدد را از 256 کم میکنیم و subnet mask ما به دست میآید.
172.16.0~127.0
255.255.128.0
مثال پایانی این بحث:
همانطور که مشاهده میکنید /11 از octed اول رد شده است؛ پس با octed دوم کارداریم این قسمت از عدد 9 شروعشده و به 16 ختم میشود، عددی که در مثال گفته /11 است؛ پس، از 9 و 10 باید بگذریم تا به عدد 11 برسیم، برای این منظور اعداد 1 2 4 8 16 32 64 128 و از سمت چپ اعداد را با شماره 9 و بعد 10 و بعد 11 شمارهگذاری میکنیم؛ مانند شکل بالا عدد زیر 11 که عدد 32 است را از 256 کم میکنیم که 224 به دست میآید.
10.0~32.0.0
255.224.0.0
منبع: کتاب آموزشی CCNA فرشید باباجانی
دیدگاهتان را بنویسید