
Адресация в Интернете и локальных сетях
Смольняков В.Г., учитель информатики МБОУ СОШ №4 им. П.И. Климука ЩМР МО

Цели урока
- Познакомиться с понятиями «IP-адрес», «маска подсети», «адрес сети»
- Познакомиться с принципами адресации в сетях
- Научиться определять номер компьютера в сети
- Научиться определять IP-адрес, маску подсети или адрес сети по известным данным

Введение
Благодаря бурному развитию коммуникационных технологий в мире всё больше компьютеров объединяются в локальные и глобальные сети.
Проблема:
Как идентифицировать конкретный компьютер в локальной или глобальной сети?

Главные определения темы
ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ

Адрес компьютера
?
Для связи двух компьютеров в сети, необходимо, чтобы они имели уникальные (т.е. отличные от других) адреса.
Проблема: разные адреса могут строиться по-разному и занимать разное количество памяти.
Решение: организовать адресацию по единым правилам, используя один алфавит (для использования одинакового количества памяти)
Какой алфавит использовать?

IP-адрес
- IP-адресом называется последовательность чисел, присваиваемая каналу передачи данных, однозначно определяющая компьютер, подключенный к этому каналу, в пределах заданной сети.
- Понятие IP-адреса появилось вместе с появлением протокола TCP/IP
Основной
IP версии 4 (IPv4)
Обычно записывается в десятичной системе счисления
Состоит из 4 групп чисел, разделённых точками
В каждой группе числа от 0 до 255 (256 =2 8 вариантов, на каждый 8 бит = 1 байт), т.е. весь адрес занимает 4 байта
IP версии 6 (IPv6)
Обычно записывается в шестнадцатеричной системе счисления
Состоит из 8 групп чисел, разделённых точками
В каждой группе числа от 0 до FFFF (2 16 вариантов, на каждый 16 бит = 2 байта), т.е. весь адрес занимает 16 байт

Запись адресов IPv4
- Адреса от 0.0.0.0 до 255.255.255.255
(«лишние» нули не записываются)
- Сочетания могут быть любыми, но некоторые используются как служебные
Выберите правильные IP-адреса:
- 225.166.15.32
- 26.032.35.7
- 126.126.631.210
- 134.134.32.154
Правильные:
225.166.15.32
134.134.32.154

Адрес сети
Если бы каждый компьютер имел бы общий уникальный адрес в рамках Интернета адреса бы быстро закончились из-за большого количества компьютеров.
Поэтому для определения адреса компьютера используется адрес сети – адрес компьютера-сервера (шлюза), используемого компьютерами данной локальной сети для выхода в глобальную сеть.

Запись адреса сети
Адрес сети является адресом компьютера-сервера, соответственно строится по тем же правилам, что и IP-адрес любого другого компьютера
Проблема:
Как отличить адрес сети от адреса конечного компьютера в сети?

Маска подсети
- Маска подсети разделяет адрес сети и адрес компьютера в ней.
- В зависимости от маски подсети к сети может быть подключено разное количество компьютеров
- Маска подсети для IPv4 записывается как 4 группы чисел от 0 до 255 (в десятичной системе счисления)
- В двоичной записи маски подсети всегда сначала идут все 1, затем все 0 . Граница 1 и 0 определяет количество компьютеров в сети и разделяет адреса компьютера и самой сети.

Примеры масок подсети
255 . 255 . 255 . 0
11111111.11111111.11111111.00000000
255 . 255 . 224 . 0
11111111.11111111.11100000.00000000

Как можно определить место компьютера в Интернете?
АДРЕСАЦИЯ В ИНТЕРНЕТЕ

Вид адреса
Проблема:
Использовать IP-адрес для доступа к другим компьютерам неудобно (сложно запоминать большие числа)
31.131.249.168
!
?
Доменная
система имён
IP-адрес
31.131.249.168
Адрес (домен)
ucheba.ru
Решение:
Использовать адрес, состоящий из слов, проще запоминаемых человеком
ucheba.ru

Доменная система имён
- Для использования доменных системы имён – Domain Name System (DNS) – необходим промежуточный компьютер сервер, на котором хранилась бы «таблица соответствия» и адрес менялся с IP на доменный .
10.202.1.2 - ucheba.ru = 31.131.249.168
Отправка запроса
Преобразование
Получение запроса
Получение ответа
Преобразование
Отправка ответа
10.202.1.2

Структура адреса в Интернете
Принцип записи адреса
адрес файла или
адрес сервера
/
протокол
://
страницы на сервере
Пример адреса ресурса (сервера)
http://www.ucheba.ru
Протокол
Адрес сервера (сайта)
Пример адреса файла на сервере
ftp://www.ucheba.ru/info11.pdf
Протокол
Адрес сервера (сайта)
Адрес файла
(с расширением!)
14

Как решить задание 12 ЕГЭ и не только?
РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ

Восстановление IP-адреса
Задание 12 № 2230. На месте преступления были обнаружены четыре обрывка бумаги. Следствие установило, что на них записаны фрагменты одного IP-адреса. Криминалисты обозначили эти фрагменты буквами А, Б, В и Г. Восстановите IP-адрес. В ответе укажите последовательность букв, обозначающих фрагменты, в порядке, соответствующем IP-адресу. Если будет несколько вариантов решения, запишите их все через запятую.
Решение
Ни один отрывок не начинается с точки, значит фрагмент Б – последний (иначе 1.96xx. - выход за диапазон 0…255)
Ни один отрывок не заканчивается точкой, значит отрывок Г первый или второй (иначе невозможно – не хватит точки)
Если фрагмент Г – первый, то В – второй, иначе выход за диапазон 0.255, т.е. ответ ГВАБ (адрес 174.224.221.96)
Если фрагмент Г – второй, то ошибка! – не хватает точки.
Ответ: ГВАБ
14
Источник заданий – сайт «РЕШУ ЕГЭ» ( http :// inf.reshuege.ru ).

Восстановление адресов в Интернете
A
info
B
/
C
.net
D
.edu
E
http
F
exam
G
://
Задание 12 № 2225. На сервере info.edu находится файл exam.net, доступ к которому осуществляется по протоколу http. Фрагменты адреса данного файла закодированы буквами а, Ь, с ... g (см. таблицу).
Запишите последовательность этих букв, которая кодирует адрес указанного файла в Интернете.
Решение
Универсальный способ решения таких заданий: запомнить (выучить!) порядок записи элементов адреса:
Протокол://сервер/файл
Ответ: EGADBFC
Источник заданий – сайт «РЕШУ ЕГЭ» ( http :// inf.reshuege.ru ).
Определение IP-адреса сети
Задание 12 № 9693. В терминологии сетей TCP/IP маской сети называется двоичное число, определяющее, какая часть IP-адреса узла сети относится к адресу сети, а какая – к адресу самого узла в этой сети. Обычно маска записывается по тем же правилам, что и IP-адрес. Адрес сети получается в результате применения поразрядной конъюнкции к заданным IP-адресу узла и маске. По заданным IP-адресу узла и маске определите адрес сети.
IP-адрес узла: 32.130.201.117
Маска: 255.255.240.0
При записи ответа выберите из приведённых в таблице чисел четыре элемента IP-адреса сети и
запишите в нужном порядке соответствующие им буквы без использования точек.
A
240
B
C
201
D
192
E
130
117
F
G
32
H
9
0
Решение
В таком задании следует помнить, что адрес сети определяется путём побитового логического умножения IP-адреса узла на маску. Для этого нужно перевести адрес узла и маску в двоичную систему – получится 4 группы по 8 символов.
Однако всё переводить и умножать
не рационально!
При умножении:
На 1 – будет то, что было
На 0 – будет только 0
Источник заданий – сайт «РЕШУ ЕГЭ» ( http :// inf.reshuege.ru ).

Определение IP-адреса сети
Получаем (помним, что 255 10 =11111111 2 ):
IP
x x x x
Маска
сеть
Перевести в двоичную систему нужно только два числа!
Остальные части адреса можно записать по правилу: при умножении на 255 – то, что было, при умножении на 0 – записать 0
32.130.201.117
255.255.240.0
32.130.???.0
11000000 - 192.
Таким образом, полный адрес сети
32.130.192.0
Ответ:
FDCH
201-11001001
240-11110000
11000000
Определение маски
Задание 12 № 9196. В терминологии сетей TCP/IP маской сети называется 32-разрядная двоичная последовательность, определяющая, какая часть IP-адреса узла сети относится к адресу сети, а какая – к адресу самого узла в этой сети. При этом в маске сначала (в старших разрядах) стоят единицы, а затем с некоторого места нули. Адрес сети получается в результате применения поразрядной конъюнкции к заданному IP-адресу узла и маске. Обычно маска записывается по тем же правилам, что и IP-адрес – в виде четырёх байтов, причём каждый байт записывается в виде десятичного числа.
Для узла с IP-адресом 235.116.177.140 адрес сети равен 235.116.160.0. Чему равен третий слева байт маски? Ответ запишите в виде десятичного числа.
Решение
Фактически данная задача обратна предыдущей. Вспомним, какие особенности были в ней:
Если байт маски равен 255 – то соответствующий байт IP адреса узла равен байту адреса сети, а если байт маски равен 0, тогда соответствующий байт адреса сети равен 0
Источник заданий – сайт «РЕШУ ЕГЭ» ( http :// inf.reshuege.ru ).

Определение маски
Получаем (помним, что 255 10 =11111111 2 ):
IP
x x x x
Маска
сеть
ГЛАВНОЕ!
Если результат умножения 1 – то это только 1*1
Если произведение 0 – один из множителей равен 0
235.116.177.140
255.255.???.0
235.116.160.0
Помни!
В маске сначала все 1, затем все 0!
Если нашли границу 0 и 1 – можно записать ответ
177-10110001
**10****
160-10100000
11100000 - 224
Ответ:
224

Определение номера компьютера в сети
Задание 12 № 2232. Маской подсети называется 32-разрядное двоичное число, которое определяет, какая часть IP-адреса компьютера относится к адресу сети, а какая часть IP-адреса определяет адрес компьютера в подсети. В маске подсети старшие биты, отведенные в IP-адресе компьютера для адреса сети, имеют значение 1; младшие биты, отведенные в IP-адресе компьютера для адреса компьютера в подсети, имеют значение 0.Если маска подсети 255.255.255.192 и IP-адрес компьютера в сети 10.18.134.220, то номер компьютера в сети равен_____
Решение
Для решения данной задачи необходимо проанализировать маску для того, чтобы определить различие между адресом сети и адресом узла. Исходя из предыдущих задач ясно, что разница будет только в последнем байте маски.
Поэтому для анализа переведём его значение в двоичный вид
Источник заданий – сайт «РЕШУ ЕГЭ» ( http :// inf.reshuege.ru ).

Определение номера компьютера в сети
Получаем:
IP
x x x x
Маска
сеть
ГЛАВНОЕ!
Если в маске нет нулевых байтов, то их не будет и в адресе сети
10.18.134.220
255.255.255.192
10.18.134.***
Разница только в последнем байте. Именно там и скрывается номер компьютера. Вспомним, что нули в маске показывают диапазон, в котором содержится адрес компьютера в сети (а соответственно и номер).

Определение номера компьютера в сети
Теперь сравним последние байты маски и адреса узла
ГЛАВНОЕ!
Здесь важны не различия адресов, а место, откуда в маске начинаются нули
220 - 11 011100
192 - 11 000000
Компьютеры в данной сети могут иметь нумерацию от 000001 до 111110 (000000 и 111111 не используются как служебные адреса)
Эта нумерация последовательная, поэтому для определения номера нужно перевести 011100 в десятичную систему.
011100 2 =28 10 . Это и будет номером компьютера в данной сети.
Ответ: 28

Определение количества компьютеров в сети
Задание 12 № 2237. В терминологии сетей TCP/IP маской подсети называется 32-разрядное двоичное число, определяющее, какие именно разряды IP-адреса компьютера являются общими для всей подсети - в этих разрядах маски стоит 1. Обычно маски записываются в виде четверки десятичных чисел - по тем же правилам, что и IP-адреса. Для некоторой подсети используется маска 255.255.255.192. Сколько различных адресов компьютеров теоретически допускает эта маска, если два адреса (адрес сети и широковещательный) не используют?
Решение
Вспомним предыдущую задачу: нули адреса маски показывают адрес и номер конкретного компьютера. На общий диапазон влияет количество этих нулей – чем их больше, тем больше компьютеров возможно подключить к сети. Не используются адреса, состоящие только из нулей (адрес сети), или единиц (широковещательный)
Источник заданий – сайт «РЕШУ ЕГЭ» ( http :// inf.reshuege.ru ).

Определение количества компьютеров в сети
Анализируем байт маски, где находится граница нулей и единиц (в данном случае последний)
ПОМНИ!
Граница проходит в том байте, где значение отличается от 0 и 255
192 - 11 000000
Компьютеры в данной сети могут иметь нумерацию от 000001 до 111110 (000000 и 111111 не используются как служебные адреса)
Поэтому для нахождения общего возможного количества компьютеров в сети нужно взять максимальный номер
111110 2 =62 10 . Это и будет теоретически возможным количеством компьютеров.
Можно также взять 1000000 2 =64 10 -2 (служебные)=62
Ответ: 62

Домашнее задание
Прочитать параграф 11, ответить на вопросы
(учебник «Информатика» базовый уровень, автор Семакин И.Г)
Спасибо за внимание!