Geek-koulun oppiminen Windows 7 - IP-osoitteen perusteet
Tässä Geek-koulun painoksessa tarkastellaan, miten IP-osoitteet toimivat. Haluamme myös käsitellä joitakin edistyneitä aiheita, kuten tietokoneen määrittäminen, onko yhteyden muodostava laite samassa verkossa kuin sinä. Sitten lopetamme lyhyen katsauksen kahteen nimiresoluutio-protokollaan: LLMNR ja DNS.
Muista tarkistaa tämän Geekin koulusarjan aiemmat artikkelit Windows 7: ssä:
- Esittelyssä How-To Geek School
- Päivitykset ja siirtymät
- Laitteiden määrittäminen
- Levyjen hallinta
- Sovellusten hallinta
- Internet Explorerin hallinta
Ja pysy ajan tasalla koko sarjan koko viikon ajan.
IP-perusteet
Kun lähetät kirjeen etanapostin kautta, sinun on määritettävä sen henkilön osoite, jolle haluat vastaanottaa postin. Samoin, kun yksi tietokone lähettää viestin toiselle tietokoneelle, sen on määritettävä osoite, johon viesti on lähetettävä. Näitä osoitteita kutsutaan IP-osoitteiksi ja tyypillisesti näyttävät tältä:
192.168.0.1
Nämä osoitteet ovat IPv4-osoitteita (Internet Protocol Version 4) ja kuten useimmissa näissä päivissä, ne ovat yksinkertainen abstraktio siitä, mitä tietokone todella näkee. IPv4-osoitteet ovat 32-bittisiä, joten ne sisältävät 32 ja nollan yhdistelmän. Tietokone näkisi yllä mainitun osoitteen seuraavasti:
11000000 10101000 00000000 00000001
Huomautus: Jokaisella desimaalilukukuvalla on maksimiarvo (2 ^ 8) - 1, joka on 255. Tämä on enintään 8 bittiä ilmaistavien yhdistelmien enimmäismäärä.
Jos haluat muuntaa IP-osoitteen binääriksi, voit luoda yksinkertaisen taulukon, kuten alla. Ota sitten yksi IP-osoitteen osa (teknisesti nimeltään oktetti), esimerkiksi 192, ja siirry vasemmalta oikealle tarkistaaksesi, jos voit vähentää numeron taulukon otsikosta desimaaliluvusta. Sääntöjä on kaksi:
- Jos taulukon otsikossa oleva numero on pienempi tai yhtä suuri kuin numero, merkitse sarake 1: llä. Uusi numero tulee numero, jonka olet vähentänyt sarakkeen otsikossa olevan numeron. Esimerkiksi 128 on pienempi kuin 192, joten merkitsen 128-sarakkeen 1: llä. Olen sitten jättänyt 192 - 128, joka on 64.
- Jos numero on suurempi kuin numero, merkitse se 0: lla ja siirry eteenpäin.
Seuraavassa on esimerkki 192.168.0.1: n esimerkkiosoitteestamme
| 128 | 64 | 32 | 16 | 8 | 4 | 2 | 1 |
| 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 |
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 |
Yllä olevassa esimerkissä otin ensimmäisen 192: n oktetin ja merkitsin 128-sarakkeen 1: llä. Sitten jäin 64: een, joka on sama kuin toisen sarakkeen numero, joten merkitsin sen myös 1: llä. Olin nyt jäljellä 0, koska 64 - 64 = 0. Se merkitsi, että loput rivistä olivat kaikki nollia.
Toisessa rivissä otin toisen oktetin, 168. 128 on pienempi kuin 168, joten merkitsin sen 1: llä ja jätettiin 40: een. 64 oli sitten suurempi kuin 40, joten merkin sen 0: lla. Kolmas sarake, 32 oli alle 40, joten merkitsin sen 1: llä ja jätettiin 8. 16: n ollessa suurempi kuin 8, joten merkitsin sen 0: lla. 0, joten loput sarakkeet merkittiin 0: lla.
Kolmas oktet oli 0, eikä mikään voi mennä 0: een, joten merkitsimme kaikki sarakkeet nollaan.
Viimeinen oktetti oli 1, eikä mikään voi mennä 1: ään paitsi 1, joten merkin kaikki sarakkeet 0: lla, kunnes pääsimme 1-sarakkeeseen, jossa merkin sen 1: llä.
Aliverkon peitteet
Huomautus: Aliverkon peitto voi olla hyvin monimutkainen, joten tämän artikkelin soveltamisalaan aiomme keskustella vain klassisista aliverkon peiteistä.
IP-osoite koostuu kahdesta osasta, verkko-osoitteesta ja isäntäosoitteesta. Aliverkon peite on se, jota tietokone käyttää erottamaan IP-osoitteen verkko-osoitteeseen ja isäntäosoitteeseen. Aliverkon peite näyttää tyypillisesti tältä.
255.255.255.0
Joka binääri näyttää tältä.
11111111.11111111.11111111.00000000
Aliverkon peitteessä verkkobitit on merkitty 1: llä ja isäntäbitit on merkitty 0: lla. Yllä olevasta binäärimuodosta näet, että IP-osoitteen kolme ensimmäistä oktettia käytetään tunnistamaan verkko, johon laite kuuluu, ja viimeistä oktettia käytetään isäntäkoneen osoitteeseen.
IP-osoitteen ja aliverkon peitteen perusteella tietokoneemme voivat kertoa, onko laite samassa verkossa suorittamalla bitin ja toiminnan. Sano esimerkiksi:
- computerOne haluaa lähettää viestin tietokoneelle.
- computerOne: n IP on 192.168.0.1, ja aliverkon peite on 255.255.255.0
- Tietokoneella on IP 192.168.0.2, jonka aliverkon peite on 255.255.255.0
computerOne laskee ensin oman IP- ja aliverkon peitteen bitin JA-arvon.
Huomautus: Jos käytät bittivaihtoehtoa JA toimintoa, jos vastaavat bitit ovat molemmat 1, tulos on 1, muuten se on 0.
11000000 10101000 00000000 00000001
11111111 11111111 11111111 0000000011000000 10101000 00000000 00000000
Sitten se laskee bitin JA tietokoneelle kaksi.
11000000 10101000 00000000 00000010
11111111 11111111 11111111 0000000011000000 10101000 00000000 00000000
Kuten näette, bittivaiheiden tulokset ovat samat, joten laitteet ovat samassa verkossa.
Luokat
Kuten olet luultavasti arvannut jo nyt, sitä enemmän verkostoja (1s), joita sinulla on aliverkossa, peittää vähemmän isäntäkoneita (0). Koneiden ja verkkojen määrä on jaettu kolmeen luokkaan.
| verkot | Aliverkon peite | verkot | isännät | |
| Luokka A | 1-126.0.0.0 | 255.0.0.0 | 126 | 16 777 214 |
| Luokka B | 128-191.0.0.0 | 255.255.0.0 | 16 384 | 65 534 |
| Luokka C | 192-223.0.0.0 | 255.255.255.0 | 2 097 152 | 254 |
Varattuja alueita
Huomaa, että 127.x.x.x-alue on jätetty pois. Tämä johtuu siitä, että koko alue on varattu jotain, jota kutsutaan loopback-osoitteeksi. Silmukka-osoite osoittaa aina omaan tietokoneeseen.
169.254.0.x-alue oli varattu myös jollekin APIPA-nimiselle nimikkeelle, josta keskustelemme myöhemmin sarjassa.
Yksityiset IP-alueet
Jopa muutama vuosi sitten jokaisella Internet-laitteella oli yksilöllinen IP-osoite. Kun IP-osoitteet alkoivat loppua, otettiin käyttöön NAT-konsepti, joka lisäsi toisen kerroksen verkkojemme ja internetin välille. IANA päätti, että he varaavat useita osoitteita kustakin IP-luokasta:
- 10.0.0.1 - 10.255.255.254 luokasta A
- 172.16.0.1 - 172.31.255.254 luokasta B
- 192.168.0.1 - 192.168.255.254 luokasta C
Sitten sen sijaan, että jokaiselle laitteelle annettaisiin IP-osoite, Internet-palveluntarjoajasi tarjoaa sinulle NAT-reitittimeksi nimitetyn laitteen, jolla on yksi IP-osoite. Tämän jälkeen voit määrittää laitteesi IP-osoitteet sopivimmasta yksityisestä IP-alueesta. NAT-reititin ylläpitää sitten NAT-taulukkoa ja välittää yhteyden Internetiin.
Huomautus: NAT-reitittimen IP-osoite on yleensä määritetty dynaamisesti DHCP: n kautta, joten se muuttuu normaalisti riippuen Internet-palveluntarjoajan asettamista rajoituksista.
Nimi Ratkaisu
Meille on helpompi muistaa ihmisen luettavia nimiä kuten FileServer1 kuin muistaa IP-osoitteen, kuten 89.53.234.2. Pienissä verkoissa, joissa muita nimiresoluutio ratkaisuja, kuten DNS, ei ole olemassa, kun yrität avata yhteyden FileServer1: ään, tietokone voi lähettää monilähetysviestin (joka on hieno tapa sanoa lähettää viestin jokaiselle verkossa olevalle laitteelle) kysyy kuka FileServer1 on. Tätä nimien erottelumenetelmää kutsutaan LLMNR: ksi (Link-lock Multicast Name Resolution), ja vaikka se on täydellinen ratkaisu kodin tai pienyritysten verkkoon, se ei skaalaudu hyvin, koska lähetys tuhansille asiakkaille kestää liian kauan ja toiseksi koska lähetykset eivät yleensä kulje reitittimiin.
DNS (Domain Name System)
Yleisin tapa skaalautuvuusongelman ratkaisemiseksi on käyttää DNS: ää. Domain Name System on minkä tahansa verkon puhelinmuistio. Siinä kartoitetaan ihmisen luettavissa olevat koneen nimet niiden taustalla oleviin IP-osoitteisiin jättiläisen tietokannan avulla. Kun yrität avata yhteyden FileServer1: ään, tietokone pyytää DNS-palvelinta, jonka määritte, kuka on FileServer1. DNS-palvelin vastaa sitten IP-osoitteella, jonka tietokoneesi voi puolestaan muodostaa yhteyden. Tämä on myös maailman suurimman verkon eli internetin käyttämä nimitysratkaisumenetelmä.
Verkkoasetusten muuttaminen
Napsauta hiiren kakkospainikkeella verkkoasetusten kuvaketta ja valitse pikavalikosta Avaa verkko- ja jakamiskeskus.
Napsauta nyt Muuta sovittimen asetuksia hyperlinkkiä vasemmalla puolella.
Napsauta sitten verkkokorttia hiiren kakkospainikkeella ja valitse pikavalikon Ominaisuudet.
Valitse nyt Internet Protocol Version 4 ja napsauta sitten ominaisuudet-painiketta.
Täällä voit määrittää staattisen IP-osoitteen valitsemalla ”Käytä seuraavaa IP-osoitetta” -valintanappi. Yllä olevilla tiedoilla varustettuna voit täyttää IP-osoitteen ja aliverkon peitteen. Oletusyhdyskäytävä on reitittimen IP-osoite kaikilla tarkoituksilla.
Valintaikkunan alareunassa voit määrittää DNS-palvelimen osoitteen. Kotona sinulla ei todennäköisesti ole DNS-palvelinta, mutta reitittimessä on usein pieni DNS-välimuisti ja välityspyynnöt Internet-palveluntarjoajalle. Vaihtoehtoisesti voit käyttää Googlen julkista DNS-palvelinta, 8.8.8.8.
Kotitehtävät
- Tänään ei ole kotitehtäviä, mutta tämä on ollut pitkä, joten lue se uudelleen. Jos olet vielä nälkäinen, voit lukea lisää kehittyneestä verkkoaiheesta nimeltä CIDR (Classless Interdomain Routing)..
Jos sinulla on kysyttävää, voit piilottaa minulle @taybgibb tai jättää kommentin.
