Разбиране на основите на подмрежите и TCP/IP адресирането

Преводи на статии Преводи на статии
ID на статията: 164015 - Преглед на продукти, за които се отнася тази статия.
Разгъване на всички | Сгъване на всички

На тази страница

ВЪВЕДЕНИЕ

Когато конфигурирате TCP/IP протокола на компютър с Microsoft Windows, в настройките за конфигурирането на TCP/IP се изискват IP адресът, маската на подмрежата и обикновено шлюзът по подразбиране.

За да конфигурирате TCP/IP правилно, е необходимо да разберете как се адресират TCP/IP мрежите и как се делят на мрежи и подмрежи. Тази статия е предназначена като общо въведение към понятията за IP мрежи и подмрежи. В края на статията е включен терминологичен речник.

Допълнителна информация

Успехът на TCP/IP като мрежов протокол в интернет се дължи основно на възможността му да свързва мрежи с различни размери и системи от различни видове. Тези мрежи се дефинират произволно в три основни класа (както и с няколко други), които имат предварително определени размери, като всеки от тях може да бъде разделен от системните администратори на по-малки подмрежи. Подмрежовата маска се използва за разделяне на IP адреса на две части. Едната част идентифицира хоста (компютъра), а другата идентифицира мрежата, към която той принадлежи. За да разберете по-добре как работят IP адресите и подмрежовите маски, погледнете един IP (интернет протокол) адрес и вижте как е организиран.

IP адреси: Мрежи и хостове

IP адресът е 32-битово число, което идентифицира по уникален начин хоста (компютър или устройства като принтер или маршрутизатор) в дадена TCP/IP мрежа.

IP адресите обикновено се изразяват в десетичен формат с четири цифри, разделени с точки, като например 192.168.123.132. За да разберете как се използват подмрежовите маски, за да различават хостовете, мрежите и подмрежите, разгледайте даден IP адрес в двоична бройна система.

Например IP адресът в десетичен формат 192.168.123.132 в двоична бройна система е 32-битовото число 110000000101000111101110000100. Тъй като това число е трудно за възприемане, го разделете на четири части от по 8 двоични цифри.

Тези осембитови секции се наричат октети. Така примерният IP адрес става 11000000.10101000.01111011.10000100. Това число също не е особено разбираемо и най-често двоичният адрес се конвертира в десетичен формат (192.168.123.132). Разделените с точки десетични числа са конвертираните от двоична в десетична система октети.

За да работи ефективно широката TCP/IP мрежа (WAN) като сбор от мрежи, маршрутизаторите, които прехвърлят пакети от информация между мрежите, не знаят точното местоположение на хоста, за който са предназначени пакетите с информация. Маршрутизаторите знаят единствено на коя мрежа е член хостът и използват информацията, съхранена на маршрутната им таблица, за да определят как да изпратят пакета до мрежата на крайния получател. След като пакетът се достави до мрежата по местоназначение, пакетът се доставя до подходящия хост.

За да работи този процес, IP адресът има две части. Първата част на IP адреса се използва като адрес на мрежата, а втората част – като адрес на хоста. Ако вземете за пример 192.168.123.132 и го разделите на тези две части ще получите следното:
   192.168.123.    Мрежа
              .132 Хост
				
или
   192.168.123.0 – адрес на мрежата.
   0.0.0.132     – адрес на хоста.
				

Подмрежова маска

Вторият елемент, който е необходим за работата на TCP/IP, е подмрежовата маска. Подмрежовата маска се използва от TCP/IP протокола, за да се определи дали хостът е на локална подмрежа или на отдалечена мрежа.

В TCP/IP частите на IP адреса, който се използват като адреси на мрежата и на хоста, не са фиксирани и така тези адреси не могат да се определят, без да имате повече информация. Тази информация се представя в друго 32-битово число, което се нарича подмрежова маска. В този пример подмрежовата маска 255.255.255.0. Не е ясно какво означава този номер, ако не знаете, че 255 в двоична бройна система се равнява на 11111111. Така подмрежовата маска е:
   11111111.11111111.11111111.0000000
				
Като се подредят заедно IP адресът и подмрежовата маска, частите от адреса на мрежата и на хоста може да бъдат отделени:
   11000000.10101000.01111011.10000100 -- IP адрес (192.168.123.132)
   11111111.11111111.11111111.00000000 -- Подмрежова маска (255.255.255.0)
				
Първите 24 бита (единиците от подмрежовата маска) се идентифицират като адрес на мрежата, докато последните 8 бита (оставащите нули в подмрежовата маска) се идентифицират като адрес на хоста. Това ви дава следното:
   11000000.10101000.01111011.00000000 -- Адрес на мрежата (192.168.123.0)
   00000000.00000000.00000000.10000100 -- Адрес на хоста (000.000.000.132)
				
Така сега знаете за този пример, че използването на 255.255.255.0 като подмрежова маска означава, че ИД на мрежата е 192.168.123.0, a адресът на хоста е 0.0.0.132. Когато даден пакет пристигне на мрежовата маска 192.168.123.0 (от локалната подмрежа или от отдалечена мрежа) и има адрес на местоназначение 192.168.123.132, компютърът ви ще го получи от мрежата и ще го обработи.

Почти всички десетични подмрежови маски се конвертират в двоични числа, които са само с единици в лявата част и нули в дясната. Някои други често срещани подмрежови маски са:
   Десетично	      Двоично
   255.255.255.192         1111111.11111111.1111111.11000000
   255.255.255.224         1111111.11111111.1111111.11100000
				
Internet RFC 1878 (налично от http://www.internic.net) описва валидните подмрежи и подмрежови маски, които могат да се използват в TCP/IP мрежите.

Класове на мрежата

Интернет адресите се разпределят от InterNIC (http://www.internic.net). Това е организацията, която администрира интернет. Тези IP адреси са разделени в класове. Най-честите от тях са класовете А, B и C. Класовете D и E съществуват, но обикновено не се използват от крайни потребители. Всеки един от класовете на адреса има различна по подразбиране подмрежова маска. Можете да идентифицирате класа на даден IP адрес, като погледнете първия му октет. Следват диапазоните на интернет адресите от класовете A, B и C, като всеки е даден с примерен адрес:
  • Мрежите от клас А по подразбиране използват подмрежова маска 255.0.0.0 и имат 0-127 за първи октет. Адресът 10.52.36.11 е адрес от клас А. Неговият първи октет е 10, което е между 1 и 126 (включително).
  • Мрежите от клас B по подразбиране използват подмрежова маска 255.255.0.0 и имат 128-191 за първи октет. Адресът 172.16.52.63 е адрес от клас B. Неговият първи октет е 172, което е между 128 и 191 (включително).
  • Мрежите от клас C по подразбиране използват подмрежова маска 255.255.255.0 и имат 192-223 за първи октет. Адресът 192.168.123.132 е адрес от клас C. Неговият първи октет е 192, което е между 192 и 223 (включително).
В някои случаи стойностите на подмрежовата маска по подразбиране не отговарят на организацията поради физическата топология на мрежата или защото числата на мрежите (или хостовете) не отговарят на ограниченията по подразбиране за подмрежова маска. В следващия раздел е обяснено как мрежите могат да се разделят с помощта на подмрежови маски.

Подмрежи

TCP/IP мрежите от класове A, B или C могат да се разделят допълнително в подмрежи от системния администратор. Това е необходимо, за да се съгласува логическата схема на интернет адресите (абстрактните IP адреси и подмрежи) с физическите мрежи, които се използват в реалността.

Системен администратор, които разпределя блок от IP адреси, може да администрира мрежи, които не се организират по начин, който да отговаря лесно на тези адреси. Нека например има разширена мрежа със 150 хоста в три мрежи (в различни градове), които са свързани с TCP/IP маршрутизатор. Всяка от тези три мрежи има 50 хоста. На вас е разпределена мрежата 192.168.123.0 от клас C. (за целите на примера този адрес всъщност е от диапазон, който не се разпределя в интернет). Това означава, че можете да използвате адресите от 192.168.123.1 до 192.168.123.254 за вашите 150 хоста.

Два адреса, които не могат да се използват в примера ви, са 192.168.123.0 и 192.168.123.255, защото двоичните адреси с част за хоста, които се състоят само от единици и нули, не са валидни. Адресът с нули е невалиден, защото се използва, за да зададете мрежа, без да се уточнява хост. Адресът 255 (адресът на хоста, изписан само с единици в двоична система) се използва за предаването на съобщение до всеки хост в мрежата. Просто запомнете, че първият и последният адрес във всяка мрежа или подмрежа не могат да се назначават на даден хост.

Сега трябва да можете да дадете IP адреси на 254 хоста. Това ще функционира добре, ако всички 150 компютъра са в една мрежа. Обаче вашите 150 компютъра са в три отделни физически мрежи. Вместо да заявите повече блокове от адреси за всяка мрежа, можете да разделите мрежата в подмрежи, което ще ви разреши да използвате един блок от адреси на няколко физически мрежи.

В този случай разделяте мрежата на четири подмрежи, като използвате подмрежова маска, която уголемява адреса на мрежата и намалява възможния диапазон от адреси на хоста. С други думи заемате част от битовете, които обикновено се използват за адресите на хоста, за да ги използвате в частта на адресите на мрежата. Маската на подмрежата 255.255.255.192 ви дава четири мрежи от 62 хоста. Това се получава, защото в бинарен вид 255.255.255.192 отговаря на 1111111.11111111.1111111.11000000. Първите две цифри от последния октет се превръщат в адреси на мрежи и така получавате допълнителните мрежи 00000000 (0), 01000000 (64), 10000000 (128) и 11000000 (192). (Някои администратори ще използват само две от подмрежите с помощта на 255.255.255.192 като подмрежова маска. За повече информация по тази тема виж RFC 1878). В тези четири мрежи последните 6 двоични цифри може да се използват за адреси на хостове.

Като използвате подмрежовата маска 255.255.255.192, вашата 192.168.123.0 мрежа ще се превърне в четирите мрежи 192.168.123.0, 192.168.123.64, 192.168.123.128 и 192.168.123.192. Тези четири мрежи ще имат валидни адреси на хост:
   192.168.123.1-62
   192.168.123.65-126
   192.168.123.129-190
   192.168.123.193-254
				
Припомнете си отново, че двоичните адреси на хостове, които се състоят само от нули или единици, не са валидни. Ето защо не можете да използвате адресите, в които последният октет е 0, 63, 64, 127, 128, 191, 192, или 255.

Можете да видите как става това, като погледнете двата адреса на хост 192.168.123.71 и 192.168.123.133. Ако сте използвали подмрежовата маска по подразбиране 255.255.255.0 от клас C, тогава и двата адреса ще са в мрежата 192.168.123.0. Ако обаче използвате подмрежовата маска 255.255.255.192, те ще са в различни мрежи. 192.168.123.71 е в мрежата 192.168.123.64, а 192.168.123.133 ще е в мрежата 192.168.123.128.

Шлюзове по подразбиране

Обикновено TCP/IP компютрите комуникират с хост или друга мрежа посредством устройство, което се нарича маршрутизатор. Маршрутизаторът, който е указан на даден хост, който свързва подмрежата на хоста с други мрежи, се нарича шлюз по подразбиране. В този раздел е описано как TCP/IP определя дали да се изпращат пакети до съответните шлюзове по подразбиране, за да достигнат друг компютър или устройство в мрежата.

Когато даден хост опитва да комуникира с друго устройство с помощта на TCP/IP, той сравнява определената подмрежова маска и IP адреса на местоназначението със собствения си IP адрес и подмрежовата маска. Резултатът от това сравнение посочва на компютъра дали местоназначението е локален или отдалечен хост.

Ако резултатът от този процес определи местоназначението като локален хост, то компютърът просто ще изпрати пакета на локалната подмрежа. Ако резултатът от сравнението определи местоназначението като отдалечен хост, тогава компютърът ще препрати пакета до шлюза по подразбиране, определен в неговите свойствата на TCP/IP. След това маршрутизатора поема отговорността да препрати пакета до правилната подмрежа.

Отстраняване на неизправности

Проблемите с TCP/IP мрежите често се получават от неправилна конфигурация на трите основни записа в свойствата на TCP/IP на компютъра. Ако разбирате как грешките в конфигурацията на TCP/IP засягат операциите на мрежата, можете да решите много от най-честите проблеми на TCP/IP.

Неправилна подмрежова маска: Ако дадена мрежа използва подмрежова маска, различна от маската по подразбиране за съответния клас на адреса, и конфигурацията на клиента е все още с подмрежовата маска по подразбиране за класа на адреса, комуникацията ще бъде неуспешна с някои мрежи в близост, но не и с по-отдалечените мрежи. Ако например създадете четири подмрежи (като в примера с подмрежите), но използвате неправилната подмрежова маска 255.255.255.0 в конфигурацията на TCP/IP, хостовете няма да могат да определят, че някои компютри не се намират в тяхната подмрежа. Когато това се случи, определените пакети за хостове на други физически мрежи, които са част от същия адрес от клас C, няма да бъдат изпратени за доставка до шлюза по подразбиране. Чест симптом за това е възможността на компютъра да комуникира с хостове, които са в локалната му мрежа, както и възможността да се свързва с отдалечени мрежи с изключение на тези, които са в близост и имат същия клас на адреса A, B или C. За да коригирате този проблем, просто въведете правилната подмрежова маска в конфигурацията на TCP/IP за този хост.

Неправилен IP адрес: Ако сложите компютри с IP адреси, които трябва да са в различни подмрежи, заедно в локална мрежа, те няма да могат да комуникират един с друг. Ще опитват да си изпращат пакети чрез маршрутизатор, който няма да може да им ги препраща правилно. Симптом за този проблем е възможността на компютъра да комуникира с хостовете на отдалечени мрежи, но липсата на възможност да го прави с някои или с всички компютри от локалната си мрежа. За да се оправи този проблем, се уверете че всички компютри от същата физическа мрежа имат IP адреси в същата IP подмрежа. Ако не ви останат IP адреси в даден мрежов сегмент, има решения, които не са предмет на тази статия.

Неправилен шлюз по подразбиране: Компютър, който е конфигуриран с неправилен шлюз по подразбиране, ще може да комуникира с хостове от собствения си мрежов сегмент, но няма да може да го прави с някои или с всички отдалечени мрежи. Ако дадена физическа мрежа има повече от един маршрутизатор и грешният маршрутизатор е конфигуриран като шлюз по подразбиране, хостът ще може да комуникира с някои от отдалечените мрежи, но не с всички от тях. Този проблем се среща често, ако даде организация има маршрутизатор към вътрешна TCP/IP мрежа и друг маршрутизатор, свързан към интернет.

Библиография

Две популярни препратки за TCP/IP са:

„Илюстриране на TCP/IP, том 1: Протоколите“, Ричард Стивънс, Адисън Уесли, 1994 г.

„Работа в интернет с TCP/IP, том 1: Принципи, протоколи и архитектура“, Дъглас Е. Камър, Prentice Hall, 1995 г.

Препоръчително е системния администратор, който отговаря за TCP/IP мрежите, да разполага с поне един от тези източници.

Терминологичен речник

Адрес на излъчване – IP адрес с част на хоста, която съдържа само единици.

Хост – Компютър или друго устройство в TCP/IP мрежа.

Интернет – Глобална колекция от мрежи, които са свързани заедно и споделят общ диапазон от IP адреси.

InterNIC – Организацията, отговорна за администрирането на IP адреси в интернет.

IP – Мрежов протокол, използван за изпращане на мрежови пакети в TCP/IP мрежа или интернет.

IP адрес – Уникален 32-битов адрес за хост на TCP/IP мрежа или работа в интернет.

Мрежа – Има две употреби на термина мрежа в тази статия. Едната е група от компютри в един физически сегмент на мрежа, а другата – диапазон на IP мрежов адрес, който се разпределя от системен администратор.

Мрежов адрес – IP адрес с част на хоста, която съдържа само нули.

Октет – 8-битово число, на което 4 от битовете представляват 32-битов IP адрес. Те имат диапазон от 00000000 до 11111111, който съответства на десетични стойности от 0 до 255.

Пакет – Единица данни, която се предава през TCP/IP мрежа или разширена мрежа.

RFC (молба за коментар) – Документ, който се използва за определяне на стандарти в интернет.

Маршрутизатор – Устройство, което предава мрежов трафик между различни IP мрежи.

Подмрежова маска – 32-битово число, което се използва за различаване на частите на мрежата и хоста на даден IP адрес.

Подмрежа или Subnetwork – По-малка мрежа, създадена чрез разделяне на по-голяма мрежа на равни части.

TCP/IP – Използван широко набор от протоколи, стандарти и помощни програми, често използвани в интернет и големи мрежи.

Разширена мрежа (WAN) – Голяма мрежа, която е колекция от по-малки мрежи, разделени от маршрутизатори. Интернет е пример за много голяма WAN.

Свойства

ID на статията: 164015 - Последна рецензия: 07 май 2014 г. - Редакция: 4.0
Важи за:
  • Microsoft Windows 2000 Server
  • Microsoft Windows 2000 Advanced Server
  • Microsoft Windows 2000 Professional Edition
  • Microsoft Windows NT Server 3.51
  • Microsoft Windows NT Server 4.0 Standard Edition
  • Microsoft Windows NT Workstation 3.1
  • Microsoft Windows NT Workstation 3.5
  • Microsoft Windows NT Workstation 3.51
  • Microsoft Windows NT Workstation 4.0 Developer Edition
  • Microsoft Windows NT Advanced Server 3.1
  • Microsoft Windows 95
Ключови думи: 
kbnetwork kbusage KB164015

Изпратете обратна информация

 

Contact us for more help

Contact us for more help
Connect with Answer Desk for expert help.
Get more support from smallbusiness.support.microsoft.com