Network + آموزش CCNA

فصل اول قسمت اول: IP Addressing

حمیدرضا وطنی
نوشته شده توسط حمیدرضا وطنی
بحث IP Addressing یکی از بحث های پایه CCNA میباشد که در دوره +NETWORK به آن میپردازند.

در اینجا نیز ما به طور کامل در مورد IP Addressing بحث خواهیم کرد.

 

معرفی:

بحث IP addressing اطلاعات پایه ای را برای نیاز شما به کانفیگ کردن روتر و IP دادن به کامپیوترها فراهم میکند. از قبیل اینکه چطور IP ها شکسته میشوند و subnetting چیست و به چه صورت کار میکند.

IP Address به عنوان یک شناسه در شبکه استفاده میگردد. به عنوان مثال vatani hamidreza اسم یک شخص است که در یک سازمان حضور دارد و وقتی بسته ای برای وی به سازمان ارسال شود، از روی اسم او مشخص میشود که بسته متعلق به چه کسی است.

 

الزامات:

شرکت سیسکو به شما پیشنهاد میکند که برای بحث IP اطلاعات کافی در مورد اعداد binary و decimal داشته باشید.

اطلاعات پایه:

address : یک ID منحصر به فرد است که به یک کامپیوتر و یا یک اینترفیس از یک شبکه داده میشود.

subnet : یک بخشی از شبکه که دارای IP های هم رنج است.

subnet mask : یک ترکیب 32 بیتی است که توصیف میکند کدام بخش از آدرس اشاره میکند به subnet و کدام بخش ار آدرس اشاره میکند به host.

interface : یک ارتباط شبکه ای ( بین سوئیچ و کامپیوتر و یا بین دو سوئیچ و یا … ) است.

درک آدرس های IP :

IP Address یک آدرس است که برای شناسایی یک دیوایس یا کامپیوتر یا اینترفیس منحصر به فرد در شبکه مورد استفاده قرار میگیرد.این آدرس یک آدرس 32 بیتی است که میتواند تقسیم شود به یک بخش network و یک بخش host. منظور از بخش network به طور مثال سازمان است و منظور از بخش host کامپیوتر های آن سازمان است. host هایی که داخل یک شبکه قرار ندارند قسمت network متفاوتی دارند. به عنوان مثال:

hostnetwork
hamidrezavatani
mortezavatani
amirhoseinvatani
mohsenvatani

در جدول فوق بخش (network(vatani به ما نشان میدهد که تمامی host ها (اسامی کوچک) ، عضو یک خانواده اند (در یک network قرار دارند) ولی در جدول زیر :

hostnetwork
hamidrezavatani
mohsenvatan khah

می بینید که این دو فرد عضو یک خانواده (network) نیستند چون به عبارتی بخش network متفاوتی دارند.

32 بیت IP address تقسیم میشوند به 4 بخش که هر بخش 8 بیت دارد. به هرکدام از بخش ها یک اکتد (octed) گفته میشود. پس هر IP address دارای 4 اکتد 8 بیتی است که جمعا میشود 32 بیت.

هر اکتد که شامل 8 بیت است از بیت یا عدد باینری به عدد دسیمال یا دهدهی تبدیل میشود که این 4 اکتد به وسیله نقطه یا (dot) از هم جدا شده اند. به همین دلیل IP address یک فرمت dotted decimal را ارائه میدهد. (به طور مثال 172.16.81.100) مقدار هر اکتد باید بین 0 تا 255 یا از وجه باینری بین  00000000 – 11111111 باشد.(زیرا هر اکتد از 8 بیت تشکیل شده است و هر بیت یا میتواند 0 باشد و یا 1 ، پس اگر کل 8 بیت را 0 بدهیم میشود 00000000 که به عدد دسیمال یعنی 0 و اگر کل 8 بیت را 1 بدهیم میشود 11111111 که به عدد دسیمال یعنی 255) یعنی به هر اکتد باید اعداد بین 0 تا 255 داده شود و به طور مثال IP address به این مدل 172.16.259.100 نداریم. زیرا عدد 259 بین 0 تا 255 نیست.

در اینجا روش تبدیل اعداد باینری به دسیمال را به طور مختصر توضیح میدهم.

گفتیم که هر اکتد از 8 بیت درست شده است و اگر همه بیت ها را مقدار 1 بدهم ، سمت راست ترین بیت ارزش 0^2 ( دو به توان صفر) را دارد و دومین بیت از سمت راست ارزش 1^2 را دارد و به همین ترتیب تا بیت 8 ام که ارزش 7^2 یعنی 128 را دارد.

1        1        1        1        1        1         1       1
0^2    1^2    2^2    3^2    4^2    5^2    6^2    7^2

1         2       4         8        16      32      64      128   (128+64+32+16+8+4+2+1=255)

حالا در اینجا یک مدل دیگه ای را تبدیل میکنیم که همه بیت ها مقدارشان 1 نباشد.

1    0    0    0    0    0     1     0

1    0    0    0    0    0    64    0  (0+64+0+0+0+0+0+1=65)

و در اینجا یک مدلی از IP address نشان میدهم که شامل هر دو مدل دسیمال و باینری است.

19           .23           .1            .10

00001010.00000001.00010111.00010011

این اکتدها میتوانند با شکسته شدن ، به تمام سازمان ها به تعداد مختلف host یا user ، آدرس بدهند.

در هر شبکه 5 کلاس مختلف وجود دارد. کلاس A تا E .پس هر IP address میتواند جزو یکی از این 5 کلاس باشد.

در اینجا ما کلاس های A تا C را مورد بررسی قرار میدهیم و از کلاس D تا E رزرو شده هستند که در آینده در مورد آنها صحبت میکنم.

ما در هر IP address دو بخش NET و  HOST یا NODE داریم.بخش NET ثابت است و بخش NODE یا HOST متغیر.به طور مثال تلفن های منطقه ای از تهران در یک محله چهار رقم اول آن 2251 است و چهار رقم بعدی آن تغییر میکند.

22510201 و 22510809 و 22519894 و…

به بخش 2251 که ثابت است NET میگویند و به بخش دوم که تغییر میکند HOST میگویند.

کلاس های IP هم بر همین اساس تعیین میشوند به صورتی که IP کلاس A ، اکتد اول از سمت چپ یا 8 بیت پر ارزش آن عضو NET هستند و بقیه اکتد ها عضو HOST. کلاس B دو اکتد اول از سمت چپ عضو NET هستند و دو اکتد بعدی عضو HOST. و کلاس C سه اکتد اول از سمت چپ عضو NET هستند و اکتد بعدی عضو HOST.

Figure 1 نشان میدهد که کلاس های IP چطور بخش بندی میشوند.

ما برای اینکه مشخص کنیم این IP از نوع کلاس A است، اولین بیت را صفر میکنیم که در Figure 1 نشان داده شده است.پس اگر بقیه بیت ها را صفر بگذاریم میشود 0.0.0.0 و چون این IP را نمیتوان استفاده کرد از 1 شروع میکنیم که میشود 1.0.0.0 و اگر بقیه بیت ها را مقدار 1 بدهیم میشود 127.255.255.255.

پس نتیجه ای که میگیریم این است که اگر اکتد اول بین اعداد 1 تا 127 است ، آن IP از نوع کلاس A است.

مثال: کدام یک از IP های زیر عضو کلاس A هستند؟

  1. 192.168.2.5
  2. 129.5.2.10
  3. 10.1.1.2
  4. 172.16.1.2

جواب درست گزینه 3 است زیرا اکتد اول یعنی 10 بین اعداد 1 تا 127 است.

کلاس A یک اکتد عضو NET دارد و سه اکتد عضو HOST. پس ما میتوانیم مقدار آن 3 اکتد HOST را تغییر دهیم زیرا HOST قابل تغییر است پس ما میتوانیم برابر سه اکتد یعنی 24 بیت را تغییر دهیم و  24^2 IP به ما میدهد.

پس کلاس A میتواند به ما 24^2 IP بدهد.

اما برای اینکه بتوانیم کلاس B را مشخص کنیم مقدار بیت اول را 1 و بیت دوم را 0 میگذاریم، اگر هشت بیت اکتد اول که بیت اول آن 1 و بیت بعدی آن 0 باشد، بقیه بیت ها را 0 بگذاریم میشود 10000000 که به دسیمال عدد 128 میشود و اگر بقیه بیت ها را 1 بگذاریم میشود 10111111 که به دسیمال 191 میشود.در نتیجه اگر اکتد اول بین عدد 128 تا 191 باشد آن IP از نوع کلاس B است.کلاس B دو اکتد اولش عضو NET هستند و دو اکتد دیگر عضو HOST. بنابراین 16 بیت عضو HOST هستند و 16^2 مقدار میتوانیم بدهیم.پس 16^2 یعنی 65536 ، IP میتوانیم بدهیم.

در کلاس C نیز مقدار دو بیت اکتد اول را 1 و بیت سوم را 0 میگذاریم که نشان دهد این IP از نوع کلاس C است. بنابراین اگر بقیه بیت ها را مقدار 0 بگذاریم میشود 11000000 که به دسیمال میشود 192 و اگر بقیه بیت ها را مقدار 1 بدهیم میشود 11011111 که به دسیمال  میشود 223. پس اگر اکتد اول بین اعداد 192 تا 223 باشد این IP از نوع کلاس C است.در کلاس C سه اکتد اول عضو NET هستند و اکتد آخر عضو  HOST هستند و میتوان 8 بیت را تغییر داد بنابراین میتوان 8^2 IP address یعنی 256 تا IP داد.

نکته : اگر سازمانی داشتیم که میخواهیم IP اختصاص بدیم به روش زیر عمل میکنیم.

اگر تعداد حداکثر 254 عدد کامپیوتر یا HOST داشتین از کلاس C استفاده میکنیم.

اگر تعداد بین  256 تا 65534 عدد کامپیوتر یا HOST داشتین از کلاس B استفاده میکنیم.

و اگر از 65534 عدد کامپیوتر یا HOST به بالا داشتین از کلاس A استفاده میکنیم.

مثال: کدام یک از IP های زیر کلاس B هستنذ؟

  1. 10.10.10.1
  2. 192.0.16.1
  3. 172.16.2.3
  4. 100.1.1.1

جواب درست گزینه 3 میباشد زیرا اکتد اول یعنی 172 بین اعداد 128 تا 191 است.

سوال : آیا آدرس های 130.11.12.13 ، 130.11.15.10 در یک شبکه قرار دارند؟

جواب : ابتدا نگاه میکنیم که این IP ها عضو چه کلاسی هستند، چون میخواهیم بخش network را از host جدا کنیم ، هردو آدرس کلاس B میباشند پس بنابر این داریم:

HOSTNETWORK
12.13130.11
HOSTNETWORK
15.10130.11

و چون قسمت network برابری دارند پس در یک شبکه قرار دارند.

NETWORK MASKS:

network mask به شما کمک میکند تا متوجه شوید کدام قسمت از IP برای بخش NET است و کدام قسمت از IP برای بخش HOST.

سه کلاس A,B,C دارای default mask هستند که در زیر به آنها اشاره میکنیم:

Class A : 255.0.0.0

Class B : 255.255.0.0

Class C : 255.255.255.0

در حقیقت اگر تمامی بیت های عضو NET را مقدار یک و تمامی بیت های عضو HOST را مقدار صفر بدهیم ، NETWORK MASK هر IP به دست می آید.مثلا IP CLASS A چون هشت بیت اولش عضو NET است مقدار یک و بقیه بیت ها را مقدار صفر میدهیم بنابراین 255.0.0.0 به دست می آید.

در مثال زیر متوجه میشویم که به چه صورت MASK به شما کمک میکند که  8.20.15.1 عضو کلاس A است:

8.20.15.1 =   00001000.00010100.00001111.00000001

255.0.0.0 =   11111111.00000000.00000000.00000000

 

انجام دادن subnetting :

عمل subnetting به شما کمک میکند تا network های کوچکتر و منطقی ایجاد کنید که وجود دارند در کلاس های A,B,C. اگر شما subnetting انجام ندهید ، مجبور به استفاده از کل کلاس های A,B,C هستید.مثلا سازمانی 72 عدد کامپیوتر دارد و ما نهایتا 100 عدد IP میخواهیم که اگر از کلاس C استفاده کنیم ، 254 عدد  IP در اختیار داریم که 154 عدد اضافه تر از کامپیوتر های ما است. بنابراین ما میتوانیم با subnetting تعداد کمتری IP از کلاس C در بیاریم. به بیان دیگر شیوه تقسیم یک شبکه به دو یا چند شبکه دیگر زیرشبکه‌بندی (به انگلیسی: Subnetting) می‌گویند.

نکته : اگر از لحاظ باینری AND یک IP با SUBNET MASK یک کامپیوتر در یک سازمان با AND  یک IP با SUBNET MASK دیگر کامپیوتر در آن سازمان یکی شود، آن دو کامپیوتر در یک شبکه و یا هم رنج هستند. به طور مثال:

IP COMPUTER 1 :                             192.     168.     2.       2

subnet mask :                                  255.     255.   255.      0

AND=                                              192.    168.      2.       0

 

IP COMPUTER 2 :                             192.     168.     2.       12

subnet mask :                                  255.     255.   255.      0

AND=                                              192.    168.      2.       0

چون AND دو کامپیوتر  192.168.2.0 شد و باهم یکی شد ، بنابراین این دو کامپیوتر در یک شبکه و یا هم رنج هستند.

همچنین 192.168.2.0 را IP شبکه میگویند و نمیتوان این IP را به کامپیوتر و یا اینترفیسی داد.

ادامه بحث IP Addressing در بخش دوم توضیح داده خواهد شد.

قسمت بعد فهرست آموزش CCNA
[تعداد رای:1]

درباره نویسنده

حمیدرضا وطنی

حمیدرضا وطنی

درج دیدگاه