В предыдущей главе серии LFCA мы определили компьютерную сеть и кратко коснулись некоторых общих команд Linux для работы с сетями, которые можно использовать для получения полезной сетевой информации, такой как ваш IP-адрес, маска подсети, открытые порты и многое другое.
В взаимосвязанном мире сети играют огромную роль в улучшении беспрепятственного общения, доступа к информации и обмена файлами. Благодаря компьютерным сетям вы можете проверить свою электронную почту, купить билет на самолет и загрузить файлы.
Чтобы лучше понять компьютерные сети, мы идем дальше и рассматриваем следующие ключевые моменты.
- Продемонстрировать базовое понимание IP-адресации.
- Двоичная и десятичная точечная запись.
- Понимание масок подсети.
- Понимание различных классов IP-адресов и “точечной четверки”.
- Различие между частными и публичными IP-адресами.
- Модель TCP/IP. Получите лучшее понимание широко используемых портов и служб TCP (Протокол управления передачей), например, портов 21, 22, 53, 80, 110 и многих других.
Понимание основ IP-адресации в Linux
Одним из наиболее фундаментальных концепций в TCP/IP является IP-адресация. Так что такое IP-адрес? IP-адрес, просто IP, является 32-битным двоичным числом, которое присваивается вычислительному устройству, такому как ПК, планшет или смартфон, в IP-сети.
Он может быть динамически присвоен маршрутизатором с использованием протокола DHCP или настроен вручную пользователем Linux или администратором систем. IP-адрес – это уникальный идентификатор, который позволяет идентифицировать хост в локальной сети (LAN), а также в Интернете. IP-адрес – это программный адрес и не является зашитым на ПК, в отличие от MAC-адреса, который связан с сетевой интерфейсной картой.
Терминология IP
Прежде чем мы продолжим, давайте рассмотрим несколько ключевых концепций, которые помогут вам лучше понять протокол Интернета.
- Бит – Это одна цифра, представленная либо как 1, либо как 0.
- Байт – Это совокупность или серия из 8 бит. 1 байт = 8 бит.
- Октет – Октет состоит из 8 битов или 1 байта.
IP-адрес разделен на 4 октета или байта. Каждый октет имеет 8 битов, поэтому 1 октет = 8 битов.
IP-адрес может быть представлен следующим образом:
- В виде точечной десятичной записи. Например, 192.168.1.5.
- В виде двоичного числа, например, 11000000.10101000.00000001.00000101.
- В виде шестнадцатеричного значения: c0.a8.01.05.
Все вышеуказанные обозначения представляют один и тот же IP-адрес. Однако в большинстве случаев шестнадцатеричный формат редко используется для представления IP-адресов, поэтому наше внимание будет сосредоточено на первых двух форматах: точечно-десятичном и двоичном.
IP-адреса можно широко классифицировать на два:
1. IPv4-адрес
IPv4 (IP-версия 4) IP-адрес представляет собой 32-битное число, разделенное на 4 октета. Каждый октет состоит из 8 бит, которые могут быть представлены как в виде точечно-десятичного, так и двоичного формата.
Примеры IPv4-адресов включают:
10.200.50.20 172.16.0.20 192.168.1.5
IPv4-адрес можно классифицировать на 5 классов:
Class A Class B Class C Class D Class E
Однако мы рассмотрим только первые 3 класса – Класс A, B и C – которые в большинстве случаев используются в хост-системах. Остальные классы выходят за рамки данной сертификации. Класс D используется для многоадресной рассылки, а класс Е в основном для исследовательских и экспериментальных целей.
Давайте начнем с Класса A. Это самый большой класс, имеющий 16 777 216 IP-адресов, которые могут быть назначены хостам, и наименьшее количество назначаемых сетей по умолчанию, которых 126.
Затем у нас есть Класс B, который имеет второе по величине количество возможных IP-адресов, которые составляют 65 534, и 16 384 назначаемые сети по умолчанию.
Наконец, у нас есть Класс C, который является самым маленьким классом, предоставляя всего 254 возможных IP-адреса и 2 097 152 назначаемых сети по умолчанию.
Мы вернемся к классам IPv4-адресов позже.
2. IPv6-адрес
В ярком контрасте с адресом IPv4, адрес IPv6 использует 128 бит вместо 32 бит в IPv4. Он представлен в шестнадцатеричном формате, при этом каждый шестнадцатеричный символ состоит из 4 бит.
Адрес IPv6 разделен на 8 частей, каждая из которых содержит 4 шестнадцатеричных числа. Пример адреса IPv6 показан ниже:
2041:130f:0000:3f5d:0000:0000:875a:154b
Это можно дополнительно упростить следующим образом. Ведущие нули заменяются двоеточием, как показано.
2041:130f::3f5d::875a:154b
Адреса IPv6 были созданы для замены адресов IPv4, которые, по мнению экспертов, скоро иссякнут. Большее количество бит значительно увеличит адресное пространство. Мы еще не дошли до этой точки, и в основном мы будем говорить об адресах IPv4.
IP-адрес делится на две основные части: сетевая часть и часть хоста. В простом IP-адресе 192.168.1.5 с маской подсети или маской сети 255.255.255.0 (мы вернемся к маскам подсети позже в этой части), первые три октета слева представляют собой сетевую часть, а оставшийся октет – это часть, которая назначается хостовым машинам в вашей сети. Каждый хост получает уникальный IP-адрес, отличающийся от других, но разделяет один и тот же сетевой адрес с другими хостами в той же сети.
192.168. 1 5 Network part Host part
Это завершает первую часть нашей серии материалов по сетевым технологиям. Мы до сих пор определили, что такое IP-адрес, обсудили различные классы IP-адресов и два основных типа IP-адресов – IPv4 и IPv6. В следующем разделе мы подробно рассмотрим двоичную и десятичную четверичную нотацию.