Skip to content

Adresacja w sieciach komputerowych

Protokół ARP

ARP (Address Resolution Protocol) jest używany w sieciach komputerowych do mapowania adresów IP na fizyczne adresy MAC.Kiedy urządzenie w sieci chce komunikować się z innym ale zna tylko jego adres IP to przed rozpoczęciem komunikacji wysyła zapytanie ARP Request do wszystkich dostępnych urządzeń. Jeżeli któreś z urządzeń będzie miało zgodny adres IP, odpowie wysyłając komunikat ARP Reply. Protokół ARP działa w warstwie łącza danych (warstwa 2 modelu OSI) i jest niezbędny do prawidłowego funkcjonowania komunikacji w sieci Ethernet.

IPv4

IPv4 (Internet Protocol version 4) używa 32-bitowego adresu, który jest zazwyczaj zapisywany w postaci czterech liczb dziesiętnych oddzielonych kropkami np. 192.168.1.1. Każdy adres IPv4 składa się z czterech oktetów po 8 bitów. Pomimo swojej popularności, przestrzeń adresowa IPv4 jest ograniczona, co prowadzi do wyczerpywania się dostępnych adresów IP w wyniku rosnącej liczby urządzeń podłączonych do internetu. Do rozwiązania tego problemu mamy dostępny protokół IPv6 oraz wszechobecny NAT (Network Address Translation).

Adresy IPv4 można podzielić na różne klasy w zależności od zakresu i przeznaczenia.

Przykład:

  • Klasa A

    • Zakres adresów: 1.0.0.0 do 127.255.255.255
    • Maska podsieci: 255.0.0.0 (lub /8 w notacji CIDR)
    • Przeznaczenie: Używane głównie dla dużych sieci, gdzie możliwe jest przydzielenie wielu adresów hostów w jednej sieci.
    • Przykład: 10.0.0.1

  • Klasa B

    • Zakres adresów: 128.0.0.0 do 191.255.255.255
    • Maska podsieci: 255.255.0.0 (lub /16 w notacji CIDR)
    • Przeznaczenie: Używane dla średniej wielkości sieci, gdzie liczba hostów jest większa niż w klasie C, ale mniejsza niż w klasie A.
    • Przykład: 172.16.0.1

  • Klasa C

    • Zakres adresów: 192.0.0.0 do 223.255.255.255
    • Maska podsieci: 255.255.255.0 (lub /24 w notacji CIDR)
    • Przeznaczenie: Używane w małych sieciach, gdzie potrzeba niewielkiej liczby adresów hostów (do 254 hostów na jedną sieć).
    • Przykład: 192.168.1.1

  • Klasa D (adresy multicastowe)

    • Zakres adresów: 224.0.0.0 do 239.255.255.255
    • Maska podsieci: Klasa D nie ma standardowej maski, ponieważ jej adresy są przeznaczone do komunikacji typu multicast, a nie do routowania na poziomie pojedynczych sieci.
    • Przeznaczenie: Adresy wykorzystywane do transmisji multicastowej, czyli wysyłania danych do grupy odbiorców.
    • Przykład: 224.0.0.1

  • Klasa E

    • Zakres adresów: 240.0.0.0 do 255.255.255.255
    • Maska podsieci: Podobnie jak w przypadku klasy D, klasa E nie ma standardowej maski i nie jest przeznaczona do użytku w tradycyjnych sieciach.
    • Przeznaczenie: Adresy przeznaczone do celów eksperymentalnych i badawczych. Zwykle nie są używane w praktyce.
    • Przykład: 240.0.0.1

  • Adresy prywatne To adresy, które nie są routowane w internecie, używane w sieciach lokalnych (LAN). Ich zakresy to:

    • Klasa A: 10.0.0.0 - 10.255.255.255 (maska 255.0.0.0)
    • Klasa B: 172.16.0.0 - 172.31.255.255 (maska 255.240.0.0)
    • Klasa C: 192.168.0.0 - 192.168.255.255 (maska 255.255.255.0)

IPv4 - podział sieci

Subnetting to proces dzielenia dużej sieci na mniejsze. Zabieg ten pozwala efektywnie wykorzystać przestrzeń adresową i poprawić pracę całej sieci. Podział polega na modyfikowaniu maski podsieci, aby wydzielić część adresów IP przeznaczonych na identyfikację hostów w danej podsieci.

Przykład: Załóżmy, że mamy sieć 192.168.1.0/24, co oznacza, że do dyspozycji jest 256 adresów (od 192.168.1.0 do 192.168.1.255). Stosujac maske 255.255.255.192 (/26) podzielimy naszą sieć na cztery podsieci:

  • 192.168.1.0/26 (adresy od 192.168.1.0 do 192.168.1.63),
  • 192.168.1.64/26 (adresy od 192.168.1.64 do 192.168.1.127),
  • 192.168.1.128/26 (adresy od 192.168.1.128 do 192.168.1.191),
  • 192.168.1.192/26 (adresy od 192.168.1.192 do 192.168.1.255).

Każda z nowopowstałych podsieci ma 64 dostępne adresy IP (po 62 dostępne dla hostów, ponieważ pierwszy adres to adres sieci, a ostatni to adres rozgłoszeniowy).

IPv4 - podział sieci VLSM

VLSM (Variable Length Subnet Masking) to technika w subnettingu, która pozwala na używanie różnych masek podsieci w ramach jednej sieci. VLSM pozwala zredukować marnotrawstwo adresów IP w dużych sieciach komputerowych.

Przykład: Załóżmy, że mamy sieć 192.168.1.0/24 i chcemy podzielić ją na różne podsieci:

  • Potrzebujemy jednej podsieci z 50 adresami IP. Możemy zastosować maskę /26 (255.255.255.192), co daje 64 adresy, z których 62 można wykorzystać na hosty.

  • Potrzebujemy drugiej podsieci z 20 adresami IP. Możemy zastosować maskę /27 (255.255.255.224), co daje 32 adresy, z których 30 można przeznaczyć dla hostów.

  • Potrzebujemy trzeciej podsieci z 10 adresami IP. Możemy zastosować maskę /28 (255.255.255.240), co daje 16 adresów, z których 14 można przeznaczyć dla hostów.

W ten sposób, precyzyjnie dostosowujemy wielkość podsieci do rzeczywistych potrzeb.

IPv6

IPv6 (Internet Protocol version 6) to najnowsza wersja protokołu internetowego, zaprojektowana w celu rozwiązania problemu wyczerpywania się adresów IPv4. W odróżnieniu od IPv4, IPv6 wykorzystuje 128-bitowy adres, co pozwala na ogromną liczbę unikalnych adresów (około 340 undecylionów). IPv6 zapewnia także usprawnienia w zakresie bezpieczeństwa (np. wbudowane szyfrowanie i autentykację), konfiguracji automatycznej urządzeń (stateless address autoconfiguration).

IPv6 - typy adresów

IPv6 definiuje kilka typów adresów, które różnią się przeznaczeniem oraz sposobem użycia w sieci.

Unicast Adres unicast służy do identyfikowania pojedynczego urządzenia w sieci.

2001:0db8::1 - adres przypisany do jednego urządzenia w sieci.

Global Unicast Address Adresy te są unikalne w Internecie, podobne do publicznych adresów IPv4. Są przydzielane w sposób globalny i pozwalają na bezpośrednią komunikację w sieci Internet.

2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334

Link-local Address Adresy link-local są używane w obrębie jednej sieci lokalnej (np. w obrębie segmentu Ethernet) i są automatycznie przypisywane do każdego urządzenia. Adresy link-local zaczynają się od prefiksu fe80::

fe80::a00:27ff:fe96:7b8e

Unique Local Address Adresy podobne do prywatnych adresów IPv4 (np. 192.168.x.x),używane w sieciach lokalnych. Są unikalne w ramach danej organizacji.

fc00::/7

Multicast Adresy multicast służą do wysyłania pakietów do grupy odbiorców. W odróżnieniu od unicast, gdzie pakiet trafia tylko do jednego odbiorcy, multicast wysyła dane do wielu odbiorców jednocześnie. Adresy multicast zaczynają się od prefiksu ff00::.

ff02::1

Anycast Adresy anycast są przypisywane do wielu urządzeń, ale pakiety wysyłane do tego adresu są kierowane do najbliższego (najbardziej efektywnego) urządzenia w sieci, które jest przypisane do tego adresu. Adresy anycast są używane głównie w sieci dla usługi, która jest dostępna w wielu lokalizacjach, np. serwery DNS.

Kalkulator

Dobrze wiedzieć jak coś działa ale zdecydowanie szybciej będzie skorzystać z gotowych narzędzi np. taki kalkulator.

🕞 Ostatnia aktualizacja 28.11.2024