پشتیبانی آنلاین ارسال تیکت تماس با ما
برخی از مشتریان :

آدرس دهی IP

 

بمنظور مدیریت و اشکال زدائی شبکه های مبتنی بر پروتکل TCP/IP ، می بایست شناخت مناسبی نسبت به تمامی جنبه ها ی آدرس دهی IP وجود داشته باشد. یکی از مهمترین عملیات مدیریتی در شبکه های مبتنی بر پروتکل TCP/IP ، نسبت دهی آدرس های IP مناسب و منحصربفرد به تمامی گره های موجود در شبکه است . با اینکه مفهوم نسبت دهی آدرس IP ، ساده بنظر می آید ولی مکانیزم واقعی اختصاص آدرس IP موثر با استفاده از Subnetting ، پیچیدگی های خاص خود را بدنبال دارد. علاوه بر موارد فوق ، ضروری است که شناخت مناسبی نسبت به جایگاه IP Broadcast ، ترافیک multicast و نحوه تطبیق آدرس های فوق به آدرس های لایه اینترفیس شبکه نظیر آدرس های MAC اترنت و Token Ring ، وجود داشته باشد .در مجموعه مقالاتی که در این خصوص ارائه خواهد به بررسی مفاهیم و ویژگی های آدرس دهی IP خواهیم پرداخت .

انواع آدرس های IP
آدرس IP ، یک آدرس منطقی سی و دو بیتی است که می تواند یکی از انواع زیر باشد :

  • Unicast . یک آدرس IP از نوع Unicast ، به یک اینترفیس شبکه متصل شده به یک شبکه مبتنی بر IP نسبت داده می شود. آدرس های IP از نوعUnicast در ارتباطات “یک به یک” ( One-To-One) استفاده می گردند .

  • Broadcast . یک آدرس IP از نوع Broadcast بمنظور پردازش توسط هر گره موجود بر روی سگمنت یکسان شبکه ، طراحی شده است . آدرس های IP از نوع Broadcast در ارتباطات از نوع “یک به همه ” ( one-to-everyone ) ، استفاده می گردند .

  • Multicast . یک آدرس IP از نوع Multicast ، آدرسی است که یک و یا چندین گره را قادر به گوش دادن به سگمنت های مشابه و یا متفاوت می نماید. آدرس های فوق ،ارتباط از نوع “یک به چند” (one-to-many ) را فراهم می نمایند .

نمایش آدرس IP
آدرس IP ، یک مقدار سی و دو بیتی است که کامپیوترها با مهارت خاصی از آن بمنظور انجام عملیات خود در یک شبکه کامپیوتری مبتنی بر TCP/IP استفاده می نمایند . انسان در مقابل استفاده از یک عدد باینری سی و دو بیتی که بخاطر سپردن آن همواره مشکل خواهد بود ، از سیستم دهدهی ، استفاده می نمایند . ( استفاده از سیستم دهدهی در مقابل سیستم باینری ) . بدین دلیل برای نمایش یک آدرس IP از شکل دهدهی ( decimal ) آن استفاده می گردد.آدرس های IP سی و دو بیتی از بیت با ارزش بالا بسمت بیت با ارزش پائین ، به چهار واحد هشت بیتی ( گروه هشتگانه ) که به هر یک از آنان Octet گفته می شود ، تقسیم می شوند . آدرس های IP معمولا” بصورت چهار octet دهدهی که توسط یک نقطه از یکدیگر جدا می گردند ، نوشته می شوند . مدل نمایشی فوق را Dotted Decimal می گویند . مثلا” آدرس IP : 00001010000000011111000101000011، پس از تقسیم به چهار Octet ( گروه هشتگانه ) ، بصورت زیر نمایش داده می شود:

۰۰۰۰۱۰۱۰ ۰۰۰۰۰۰۰۱ ۱۱۱۱۰۰۰۱ ۰۱۰۰۰۰۱۱

هر Octet ( گروه هشتگانه ) در ادامه به یک عدد دهدهی تبدیل و پس از جداسازی آنان توسط نفطه از یکدیگر بصورت زیر نمایش داده می شوند :

۱۰٫۱٫۲۴۱٫۶۷

یک آدرس عمومی IP بصورت w.x.y.z نشان داده می شود :

تبدیل از باینری به دهدهی
بمنظور تبدیل یک عدد باینری به معادل دهدهی ، باتوجه به ارزش مکانی هر رقم از توان های متفاوت دو استفاده می گردد .در چنین حالتی در صورتیکه یک رقم دارای مقدار یک باشد ، از معادل ارزش مکانی آن ( توان های متفاوت دو ) استفاده می گردد. شکل زیر یک عدد هشت بیتی و ارزش مکانی هر رقم با توجه به موقعیت آن در عدد باینری را نشان می دهد .

مثلا” ، عدد هشت بیتی ۰۱۰۰۰۰۱۱ ، معادل ۶۷ ( ۱ + ۲ + ۶۴ ) می باشد . حداکثر عددی را که می توان توسط هشت بیت نشان داد ( ۱۱۱۱۱۱۱۱ ) ، ۲۵۵ است ( ۱+۲+۴+۸+۱۶+۳۲+۶۴+۱۲۸) .

تبدیل از دهدهی به باینری
برای تبدیل یک عدد دهدهی به باینری ، عدد دهدهی را بمنظور آگاهی از وجود توان های متفاوت دو و از بیت با ارزش بالا ، آنالیز می نمائیم . از بیت با ارزش بالاتر شروع می کنیم ( ۱۲۸ ) ،در صورتیکه مقدار مربوط در عدد دهدهی موجود باشد ، بیت مورد نظر در آن موقعیت معادل یک در نظر گرفته خواهد شد . مثلا” عدد ۲۱۱ شامل حاصل جمع اعداد ۱۲۸ ، ۶۴ ، ۱۶ و ۲ است ، بنابراین شکل باینری آن بصورت ۱۱۰۱۰۰۱۱ خواهد بود .

آدرس های IP در IP Header
آدرس های IP استفاده شده در IP Header ، شامل فیلدهای مربوط به آدرس مبداء و مقصد می باشد :

  • فیلد آدرس مبداء IP Header ، همواره یک آدرس از نوع Unicast و یا آدرس خاصی بصورت IP: 0.0.0.0 است . آدرس نامشخص IP 0.0.0.0 ، صرفا” زمانی که گره مربوطه با یک آدرس IP پیکربندی نشده باشد و گره در تلاش برای بدست آوردن یک آدرس از طریق یک پروتکل پیکربندی نظیرDHCP)Dynamic Host Configuration Protocol) باشد ، استفاده می گردد .

  • فیلد آدرس مقصد IP Header، یک آدرس Unicast و یا یک آدرس از نوع Broadcast می باشد .

آدرس های IP ازنوع Unicast
هر اینترفیس شبکه که TCP/IP در ارتباط با آن فعا ل شده باشد، می بایست دارای یک آدرس IP منحصربفرد، منطقی و Unicast باشد .آدرس منحصربفردUnicast ، بمنزله یک آدرس منطقی خواهد بود. چراکه آدرس فوق در لایه اینترنت بوده که هیچگونه ارتباط مستقیمی با آدرس استفاده شده در لایه اینترفیس شبکه ندارد . مثلا” آدرس IP نسبت داده شده به یک میزبان ( host) بر روی یک شبکه اترنت ، هیچگونه ارتباطی با آدرس MAC چهل و هشت بیتی استفاده شده توسط آداپتور شبکه اترنت ندارد.
آدرس IP از نوع Unicast ، یک آدرس منحصر بفرد برای گره های موجود در یک شبکه مبتنی بر پروتکل TCP/IP بوده و از دو بخش مشخصه شبکه (network ID ) و مشخصه میزبان ( host ID ) ، تشکیل می گردد .

  • مشخصه شبکه ( network ID ) و یا آدرس شبکه ، گره هائی را که بر روی شبکه منطقی یکسانی قرار دارند ، مشخص می نماید . در اکثر موارد، یک شبکه منطقی مشابه یک سگمنت فیزیکی شبکه بوده که محدوده های مرزی آن توسط آدرس IP روترها تعریف می گردد . در برخی موارد ، چندین شبکه منطقی بر روی شبکه فیزیکی یکسانی وجود داشته که از روشی با نام Multinetting استفاده می نمایند. تمامی گره ها در یک شبکه منطقی یکسان ، مشخصه شبکه ( Network ID ) یکسانی را به اشتراک می گذارند . در صورتیکه تمامی گره ها بر روی یک شبکه منطقی یکسان ، بدرستی پیکربندی نگردند (عدم لحاظ نمودن مشخصه شبکه یکسان) ، عملیات روتینگ و عرضه بسته های اطلاعاتی با مشکل مواجه خواهد شد . مشخصه شبکه ، می بایست منحصر بفرد در نظر گرفته شود.

  • مشخصه میزبان ( host ID ) و یا آدرس میزبان ، یک گره موجود در شبکه را مشخص می نماید . یک گره می تواند یک روتر و یا یک میزبان ( یک ایستگاه کاری ، سرویس دهنده و یا سایر سیستم های مبتنی بر TCP/IP ) باشد . مشخصه میزبان ، می بایست در هر سگمنت شبکه منحصر بفرد باشد .

شکل زیر ، نمونه ای از یک آدرس IP بهمراه مشخصه های شبکه و میزبان را نشان می دهد :

کلاس های آدرس دهی IP
در ابتدا لازم است به این نکنه اشاره گردد که شبکه های مدرن ، مبتنی بر کلاس های آدرس اینترنت نمی باشد . با توجه به رشد سریع اینترنت ، ساختار اولیه ارائه شده مبتنی بر کلاس ، شرایط لازم بمنظور گسترش و پاسخگوئی به یک شبکه گسترده جهانی را دارا نمی باشد. مثلا” در صورتیکه همچنان از آدرس دهی مبتنی بر کلاس ، استفاده شود، می بایست صدها و یا هزاران روتر در جداول روتینگ مربوط به روترهای ستون فقرات اینترنت وجود داشته باشد . بمنظور پیشگیری و ممانعت از این موضوع ، آدرس دهی در اینترنت مدرن بصورت Classless خواهد بود. علیرغم موارد فوق ، آشنائی و آگاهی لازم در خصوص کلاس های آدرس دهی ، یکی از عناصر مهم در زمینه شناخت آدرس دهی IP محسوب می گردد.
RFC 791
، آدرس های IP از نوع Unicast را کلاس های آدرس دهی خاصی تعریف می نماید که از آنان بمنظور ایجاد شبکه ها با ابعاد و اندازه های متفاوت استفاده می گردد( توانائی تعریف مناسب شبکه ها ) . اهداف اولیه طراحی کلاس های آدرس دهی ، نیل به خواسته های زیر بود :

  • ایجاد تعدادی اندک از شبکه های وسیع ( شبکه هائی با تعداد زیادی از گره ها )

  • ایجاد تعدادی متوسط از شبکه هائی با ابعاد متوسط ( نه خیلی زیاد و نه خیلی کم )

  • ایجاد تعدادی زیاد از شبکه های کوچک

برای تامین اهداف فوق ، کلاس های متفاوت آدرس دهی ایجاد گردید . بدین ترتیب، زیر شاخه( نوع ) یک آدرس سی و دو بیتی IP از طریق تنظیم بیت های با ارزش بالا مشخص و سایر بیت های باقیمانده به دو بخش مشخصه شبکه و مشخصه میزبان ، تقسیم می گردند .
کلاس A
آدرس های کلاس A ، برای شبکه هائی که دارای تعداد بسیار زیادی میزبان می باشند، طراحی شده است ( ایجاد تعدادی اندک از شبکه هائی که دارای میزبانان زیادی می باشند ) . بیت با ارزش بالا مقدار صفر را دارا خواهد بود . اولین گروه هشتگانه ( اولین octet ) ، بعنوان مشخصه شبکه و آخرین بیست و چهار بیت ( سه octet بعد) بعنوان مشخصه میزبان تعریف می گردد . شکل زیر ساختار آدرس های کلاس A را نشان می دهد .

کلاس B
آدرس های کلاس B ، برای شبکه هائی با ابعاد متوسط که دارای تعداد متوسطی ( نه خیلی زیاد و نه خیلی کم ) از میزبانان می باشند ، طراحی شده است ( ایجاد تعدادی متوسط از شبکه هائی که دارای میزبانان متوسطی می باشند ). دو بیت با ارزش بالا ، دارای مقدار ۱۰ می باشد . اولین شانزده بیت ( دو octet اولیه ) بعنوان مشخصه شبکه و آخرین شانزده بیت ( دو octet آخر) بعنوان مشخصه میزبان در نظر گرفته می شوند. شکل زیر ساختار آدرس های کلاس B را نشان می دهد .

کلاس C
آدرس های کلاس C برای شبکه های کوچک که دارای تعداد اندکی از میزبانان می باشند ، طراحی شده است .( ایجاد تعدادی زیادی از شبکه هائی که دارای میزبانان اندکی می باشند) . سه بیت با ارزش بالا ، دارای مقدار ۱۱۰ می باشد . اولین بیست و چهار بیت ( سه octet اولیه ) بعنوان مشخصه شبکه و هشت بیت آخر ( آخرین Octet ) بعنوان مشخصه میزبان در نظر گرفته می شوند. شکل زیر ساختار آدرس های کلاس C را نشان می دهد .

کلاس های آدرس دهی اضافه : علاوه بر کلاس های آدرس دهی B ,A و C ، با توجه به ضرورت های مربوطه کلاس D و E ، نیز تعریف شده اند .
کلاس D : آدرس های کلاس D بمنظور Multicast طراحی شده اند . چهار بیت با ارزش بالا، دارای مقدار ۱۱۱۰ می باشد. بیست و هشت و بیت بعد بمنظور آدرس های multicast در نظر گرفته شده است .
کلاس E :
آدرس های کلاس E ، آدرس های رزو شده برای استفاده آتی می باشند . پنج بیت با ارزش بالا، دارای مقدار ۱۱۱۱۰ می باشد .

قوانین مشخصه شبکه ( Network ID)
در زمان استفاده از مشخصه شبکه ، قوانین زیر رعایت می گردد:

  • مشخصه شبکه نمی تواند با ۱۲۷ بعنوان اولین Octet آغاز گردد . تمامی آدرس های IP: 127.x.x.x ، بعنوان آدرس های Loopback رزو شده می باشند .

  • تمامی بیت های مشخصه شبکه ، نمی تواند ارزش یک را داشته باشد. مشخصه های شبکه که مقدار تمامی بیت های آن یک است ، بمنظور آدرس هایBroadcast رزو شده اند .

  • تمامی بیت های مشخصه شبکه ، نمی تواند ارزش صفر را داشته باشد. مشخصه های شبکه که مقدار تمامی بیت های آن صفر است ، یک میزبان بر روی شبکه محلی را مشخص می نمایند.

  • مشخصه شبکه در شبکه های مبتنی بر IP عمومی ، می بایست منحصربفرد باشد .

جدول زیر محدوده کلاس های آدرس دهی برای مشخصه شبکه را نشان می دهد.

تعداد شبکه ها

آخرین مشخصه شبکه

اولین مشخصه شبکه

کلاس

۱۲۶ ۱۲۶٫۰٫۰٫۰ ۱٫۰٫۰٫۰

A

۱۶,۳۸۴ ۱۹۱٫۲۵۵٫۰٫۰ ۱۲۸٫۰٫۰٫۰

B

۲,۰۹۷,۱۵۲ ۲۲۳٫۲۵۵٫۲۵۵٫۰ ۱۹۲٫۰٫۰٫۰

C

IP مربوط به مشخصه های شبکه ، حتی اگر بصورت اعداد دهدهی که توسط نقطه از یکدیگر جدا شده اند ، ارائه گردد ، بمنزله آدرس های IP نسبت داده شده به اینترفیس های شبکه در نظر گرفته نخواهد شد . IP مشخصه شبکه ، آدرس شبکه ای است که برای تمامی اینترفیس های شبکه متصل شده به یک شبکه منطقی یکسان ، مشترک خواهد بود .

قوانین مشخصه های میزبان (Host ID)
در زمان استفاده از مشخصه میزبان ، قوانین زیر رعایت می گردد :

  • تمامی بیت ها ی مشخصه میزبان ، نمی تواند ارزش یک را داشته باشد . مشخصه های میزبان که مقدار تمامی بیت های آن یک است ، برای آدرس هایBroadcast رزو شده اند .

  • تمامی بیت های مشخصه میزبان ، نمی تواند ارزش صفر را داشته باشد.مشخصه های میزبان که مقدار تمامی بیت های آن صفر است ، برای ارائه IPمربوط به مشخصه های شبکه ، رزو شده اند .

  • مشخصه میزبان می بایست در شبکه، منحصر بفرد باشد .

جدول زیر محدوده کلاس های آدرس دهی برای مشخصه میزبان را نشان می دهد.

تعداد میزبانان

آخرین مشخصه میزبان

اولین مشخصه میزبان

کلاس

۱۶,۷۷۷,۲۱۴ w.255.255.254 w.0.0.1

A

۶۵,۵۳۴ w.x.255.254 w.x.0.1

B

۲۵۴ w.x.y.254 w.x.y.1

C

در بخش دوم این مقاله به بررسی Subnets و Subnet Mask ، خواهیم پرداخت .