Адресация в компьютерных сетях (ЕГЭ)

Слайд 1

Слайд 2

Содержание 1.Что такое IP- Адрес 2.История появления IP- Адреса 3.Классы адресов (двухуровневой адресации, Трехуровневая адресация) 4.Маска подсети 5.Частные адреса 6. Адресация IPv6 7. DNS 8.TCP/IP 9.Тестирование сети 10.Основы администрирования. 11. Задачи ЕГЭ

Слайд 3

IP- Адрес IP-адрес ( aй-пи адрес, сокращение от англ. Internet Protocol Address ) — уникальный идентификатор (адрес) устройства (обычно компьютера), подключённого к локальной сети или интернету.

Слайд 4

История появления IP- адреса В июле 1976 Винт Серф и Боб Кан впервые продемонстрировали передачу данных с использованием TCP по трем различным сетям. Пакет прошел по следующему маршруту: Сан-Франциско — Лондон — Университет Южной Калифорнии. В конце своего путешествия пакет проделал 150 тысяч км, не потеряв ни одного бита. В 1978 году Серф , Постел и Дэни Кохэн решили выделить в TCP две отдельные функции: TCP и протокол Интернета ( Internet Protocol , IP). TCP был ответственен за разбивку сообщения на дейтаграммы и соединение их в конечном пункте отправки. IP отвечал за передачу (с контролем получения) отдельных дейтаграмм. Вот так родился современный протокол Интернета. А 1 января 1983 года ARPANET перешла на новый протокол. Этот день принято считать официальной датой рождения Интернета.

Слайд 5

Классы адресов (двухуровневой адресации) Когда был разработан метод идентификации адресов и классов по протоколу IPv4, двухуровневого метода адресации (сеть и хост) было достаточно. У каждого класса адресов (А, В и С) есть своя исходная маска, ассоциированная с ним, так как она является заранее известной, то, следовательно, нет необходимости ее явно указывать. Двухуровневая схема адресации позволяет присваивать внутри одной сети новые номера узлов независимо от других сетей. При этом компьютеры, входящие в одну и ту же подсеть, должны иметь IP-адреса с одинаковым номером сети. В случае если два компьютера имеют IP-адреса с разными номерами сетей (даже если они принадлежат одной физической сети), то для их взаимодействия необходим маршрутизатор .

Слайд 6

Классы адресов (двухуровневой адресации) При увеличении числа сетевых устройств становится ясно, что такой способ распределения адресов не эффективен. Для решения этой проблемы, была разработана трехуровневая адресация , использующая подсети.

Слайд 7

Трехуровневая адресация Рассмотренная выше двухуровневая схема адресации оказалась недостаточно гибкой и в 1985 году была определена трехуровневая схема адресации (RFC 950). Адрес подсети содержит исходную часть от класса сети и дополнительное поле для подсети, называемое также расширенный сетевой префикс. Поле подсети и поле хоста создается из хостовой части исходного классового адреса. Для создания адреса подсети, администратор сети использует биты из исходного поля хоста и назначает их полю подсети. Для нормальной работы сети с подсетями необходим способ идентификации части адреса, которая является идентификатором сети, и части, которая теперь является идентификатором хоста. Поэтому маску подсети необходимо указывать явно.

Слайд 8

Маска подсети Маска подсети — битовая маска, определяющая, какая часть IP-адреса узла сети относится к адресу сети, а какая — к адресу самого узла в этой сети (при этом, в отличие от IP-адреса, маска подсети не является частью IP-пакета). Чтобы получить адрес сети, зная IP-адрес и маску подсети, необходимо применить к ним операцию поразрядной конъюнкции (логическое И). Например, в случае более сложной маски (битовые операции в IPv6 выглядят аналогично): IP-адрес: 11000000 10101000 0000000 1 00000010 (192.168.1.2) Маска подсети: 11111111 11111111 1111111 0 00000000 (255.255.254.0) Адрес сети: 11000000 10101000 0000000 0 00000000 (192.168.0.0) Легенда: Часть маски, определяющая адрес сети, состоящая из единиц. Адрес сети, который определяется маской подсети. Диапазон адресов устройств в этой сети.

Слайд 9

Частные адреса . Частный IP-адрес (англ. private IP address ), также называемый внутренним , внутрисетевым , локальным или « серым » — IP-адрес, принадлежащий к специальному диапазону, не используемому в сети Интернет. Такие адреса предназначены для применения в локальных сетях, распределение таких адресов никем не контролируется. В связи с дефицитом свободных IP-адресов, провайдеры всё чаще раздают своим абонентам именно внутрисетевые адреса — а не внешние, а один внешний IP выдаётся нескольким клиентами

Слайд 10

Адресация IPv6 IPv6 (англ. Internet Protocol version 6 ) — новая версия протокола IP, призванная решить проблемы, с которыми столкнулась предыдущая версия (IPv4) при её использовании в Интернете, за счёт использования длины адреса 128 бит вместо 32. Протокол был разработан IETF. Несмотря на огромный размер адреса IPv6 (16 байтов вместо 4 в ipv4), благодаря этим улучшениям заголовок пакета удлинился всего лишь вдвое: с 20 до 40 байт. Перевод на IPv6 начал осуществляться внутри Google с 2008 года. Тестирование IPv6 признано успешным. 6 июня2012 года состоялся Всемирный запуск IPv6 Улучшения IPv6 по сравнению с IPv4: В сверхскоростных сетях возможна поддержка огромных пакетов — до 4 гигабайт; Появились метки потоков и классы трафика; Появилось многоадресное вещание.

Слайд 11

DNS DNS (англ. Domain Name System — система доменных имён) — компьютерная распределённая система для получения информации о доменах. Чаще всего используется для получения IP-адреса по имени хоста (компьютера или устройства), получения информации о маршрутизации почты, обслуживающих узлах для протоколов в домене. Основой DNS является представление об иерархической структуре доменного имени и зонах . Каждый сервер, отвечающий за имя, может делегировать ответственность за дальнейшую часть домена другому серверу (с административной точки зрения — другой организации или человеку), что позволяет возложить ответственность за актуальность информации на серверы различных организаций (людей), отвечающих только за «свою» часть доменного имени.

Слайд 12

TCP/IP Стек протоколов TCP/IP — набор сетевых протоколов передачи данных, используемых в сетях, включая сеть Интернет. Название TCP/IP происходит из двух наиважнейших протоколов семейства — Transmission Control Protocol (TCP) и Internet Protocol (IP), которые были разработаны и описаны первыми в данном стандарте. Также изредка упоминается как модель DOD в связи с историческим происхождением от сети ARPANET из 1970-х годов (под управлением DARPA, Министерства обороны США). Уровни протоколов TCP/IP расположены по принципу стека (англ. stack , стопка) — это означает, что протокол, располагающийся на уровне выше, работает «поверх» нижнего, используя механизмы инкапсуляции. Например, протокол TCP работает поверх протокола IP. Стек протоколов TCP/IP включает в себя четыре уровня: прикладной уровень , транспортный уровень, сетевой уровень, канальный уровень.

Слайд 13

Тестирование сети Целостность и качество кабельного сегмента можно проверить программным путем, используя, например, системную утилиту ping . Например, чтобы проверить сегмент коаксиального пути, необходимо соединить им два компьютера и установить на них терминаторы. Далее нужно настроить IP-адресацию каждого компьютера, присвоив одному, например, IP-адрес 192.168.2.1, а второму – 192.168.2.2 с маской подсети 255.255.255.0. Затем на компьютере с адресом 192.168.2.1 следует запустить командную строку, в которой ввести следующую команду: ping 192.168.2.2 Если в результате выполнения этой команды последует ответ "Ответ от 192.168.2.2: число байт=32 время < 1мс TTL=64", значит, кабельный сегмент физически цел. Если же в результате выполнения команды на экране появится надпись "Превышен интервал ожидания для запроса", это будет свидетельствовать о том, что кабель имеет обрыв или коннекторы обжаты неправильно.

Слайд 14

Основы администрирования. Администратор сети – специалист, отвечающий за нормальное функционирование и использование ресурсов автоматизированной системы и (или) вычислительной сети. Администрирование информационных систем включает следующие цели: Установка и настройка сети. Поддержка её дальнейшей работоспособности. Установка базового программного обеспечения. Мониторинг сети.

Слайд 15

Основы администрирования. Администратор сети должен выполнять следующие задачи: Планирование системы. Установка и конфигурация аппаратных устройств. Установка программного обеспечения. Установка сети. Архивирование (резервное копирование) информации. Создание и управление пользователями. Установка и контроль защиты. Мониторинг производительности.

Слайд 16

Команды Администрирования Пользователи и группы : I d - Команда id выводит идентификатор пользователя (реальный и эффективный) и идентификаторы групп, в состав которых входит пользователь. l ast - Выводит информацию о последних входах/выходах пользователей в ситему , основываясь на записях в файле / var / log / wtmp . useradd , userdel - Команда useradd добавляет учетную запись нового пользователя в систему и создает домашний каталог для данного пользователя. Противоположная, по смыслу, команда userdel удаляет учетную запись пользователя из системы и удалит соответствующие файлы. p asswd - Устанавливает или изменяет пароль пользователя.

Слайд 17

Команды Администрирования Команды управления процессами и загрузкой : init - предок (родитель) всех процессов в системе. Вызывается на последнем этапе загрузки системы и определяет уровень загрузки ( runlevel ) из файла / etc / inittab . halt , shutdown , reboot - Набор команд для остановки системы, обычно перед выключением питания. r unlevel - Выводит предыдущий и текущий уровни загрузки ( runlevel ). Уровень загрузки может иметь одно из 6 значений: 0 -- остановка системы, 1 -- однопользовательский режим, 2 или 3 -- многопользовательский режим, 5 -- многопользовательский режим и запуск X Window , 6 -- перезагрузка. Уровни загрузки определяются из файла / var / run / utmp .

Слайд 18

Команды Администрирования Команды для работы с сетью : I fconfig - Утилита конфигурирования и запуска сетевых интерфейсов. Чаще всего используется в сценариях начальной загрузки системы, для настройки и запуска сетевых интерфейсов или для их остановки перед остановкой или перезагрузкой. r oute - Выводит сведения о таблице маршрутизации ядра или вносит туда изменения. c hkconfig - Проверка сетевой конфигурации. Обслуживает список, запускаемых на этапе загрузки, сетевых сервисов, список сервисов хранится в каталогах / etc / rc ?. d Прочие команды по ссылке : Команды

Слайд 19

Задачи Классификация 12 задания ЕГЭ Определение количества адресов и номера компьютера В терминологии сетей TCP/IP маской подсети называется 32-разрядное двоичное число, определяющее, какие именно разряды IP-адреса компьютера являются об­щи­ми для всей подсети – в этих разрядах маски стоит 1. Обычно маски записываются в виде четверки десятичных чисел – по тем же правилам, что и IP-адреса. Для некоторой подсети используется маска 255.255.248.0. Сколько различных адресов компьютеров допускает эта маска? Примечание. На практике для адресации компьютеров не используются два адреса: адрес сети и широковещательный адрес. Пояснение. 1. Так как первые два октета (октет — число маски, содержит 8 бит) оба равны 255, в двоичном виде они записываются как 16 единиц, а значит, первые два октета определяют адрес сети. 2. Запишем число 248 в двоичном виде: 248=11111000 2 . В конце этого числа стоят 3 нуля, еще 8 нулей мы получаем из последнего октета маски. Итого есть 11 двоичных раз­ря­дов для того, чтобы записать адрес компьютера. 3. Далее, 2 11 =2048, так как два адреса не используются, получаем Ответ : 2048 − 2 = 2046 .

Слайд 20

Задачи Классификация 12 задания ЕГЭ Определение количества адресов и номера компьютера В терминологии сетей TCP/IP маской подсети называется 32-разрядное двоичное число, определяющее, какие именно разряды IP-адреса компьютера являются общими для всей подсети – в этих разрядах маски стоит 1. Обычно маски записываются в виде четверки десятичных чисел - по тем же правилам, что и IP-адреса. Для некоторой подсети используется маска 255.255.254.0. Сколько различных адресов компьютеров теоретически допускает эта маска, если два адреса (адрес сети и широко­вещательный) не используют? Пояснение. 1. Так как первые два октета (октет - число маски, содержит 8 бит)оба равны 255, то в двоичном виде они записываются как 16 единиц, а значит, первые два октета опре­де­ля­ют адрес сети. 2. Запишем число 254 в двоичном виде. В конце этого числа стоит 1 ноль, еще 8 нолей мы получаем из последнего октета маски. Итого у нас есть 9 двоичных раз­ря­дов для того, чтобы записать адрес компьютера. 3. Но, так как два адреса не используются, получаем 512-2 =510 Ответ : 510

Слайд 21

Задачи Классификация 12 задания ЕГЭ Определение количества адресов и номера компьютера Маской подсети называется 32-разрядное двоичное число, которое определяет, какая часть IP-адреса компьютера относится к адресу сети, а какая часть IP-адреса определяет адрес компьютера в подсети. В маске подсети старшие биты, отведенные в IP-адресе компьютера для адреса сети, имеют значение 1; младшие биты, отведенные в IP-адресе ком­пью­те­ра для адреса компьютера в подсети, имеют значение 0. Если маска подсети 255.255.255.224 и IP-адрес компьютера в сети 162.198.0.157, то порядковый номер компьютера в сети равен : Пояснение. 1. Так как первые три октета (октет - число маски, содержит 8 бит) все равны 255, то в двоичном виде они записываются как 24 единицы, а значит, первые три октета определяют адрес сети. 2. Запишем число 224 в двоичном виде. 3. Запишем последний октет IP-адреса компьютера в сети: 4. Сопоставим последний октет маски и адреса компьютера в сети: 111 00000 100 11101 Жирным выделена нужная нам часть, отвечающая (по условию) за адрес компьютера в подсети. Переведем её в десятичную систему счисления :11101 в двоичной системе = 29 в десятичной системе . Ответ : 29

Слайд 22

Задачи Классификация 12 задания ЕГЭ Определение адреса или маски сети В терминологии сетей TCP/IP маской сети называется двоичное число, определяющее, какая часть IP-адреса узла сети относится к адресу сети, а какая — к адресу самого узла в этой сети. Обычно маска записывается по тем же правилам, что и IP-адрес, — в виде четырёх бай­тов, причём каждый байт записывается в виде десятичного числа. При этом в маске сначала (в старших разрядах) стоят единицы, а затем с некоторого разряда — нули. Адрес сети получается в результате применения поразрядной конъюнкции к заданным IP-адресу узла и маске. Например, если IP-адрес узла равен 231.32.255.131, а маска равна 255.255.240.0, то адрес сети равен 231.32.240.0. Для узла с IP-адресом 119.83.208.27 адрес сети равен 119.83.192.0. Каково наименьшее возможное количество единиц в разрядах маски? Пояснение. Рассмотрим третий байт IP-адреса и адреса сети в двоичной системе счисления: 208 10 = 1101 0000 2 192 10 = 1100 0000 2 Откуда ясно, что два первых слева бита маски − единицы, а третий бит может быть как нулём, так и единицей. Для того, чтобы количество единиц было наименьшим, третий бит должен быть равен нулю. Получаем, что третий слева байт маски равен 1100 0000. Таким образом, наименьшее возможное количество единиц в разрядах маски равно 8·2 + 2=18 Ответ: 18.

Слайд 23

Задачи Классификация 12 задания ЕГЭ Определение 3 байта маски В терминологии сетей TCP/IP маской сети называется двоичное число, определяющее, какая часть IP-адреса узла сети относится к адресу сети, а какая – к адресу самого узла в этой сети. Обычно маска записывается по тем же правилам, что и IP-адрес, – в виде четырёх байтов, причём каждый байт записывается в виде десятичного числа. При этом в маске сначала (в старших разрядах) стоят еди­ни­цы, а затем с некоторого разряда – нули. Адрес сети получается в результате применения поразрядной конъюнкции к заданному IP-адресу узла и маске. Например, если IP-адрес узла равен 231.32.255.131, а маска равна 255.255.240.0, то адрес сети равен 231.32.240.0. Для узла с IP-адресом 111.81.200.27 адрес сети равен 111.81.192.0. Чему равно наибольшее воз­мож­ное значение третьего слева байта маски? Ответ запишите в виде десятичного числа. Пояснение. Запишем третий байт IP-адреса и адреса сети в двоичной системе счисления: 200 10 = ‭11001000‬ 2 192 10 = 11000000 2 Видим, что с первого по четвертый биты маски − единицы, а все биты далее — нули. И по­скольку первые разряды должны быть единицами, а все следующие − нулями, получаем, что третий слева байт маски равен 11110000 2 = 240 10 Ответ: 240.

Слайд 24

Спасибо за внимание

Слайд 25

Команды Администрирования Терминалы : t ty - Выводит имя терминала текущего пользователя. Обратите внимание: каждое отдельное окно xterm считается отдельным терминалом. t set - Выводит или изменяет настройки терминала. getty , agetty - Программа getty или agetty запускается процессом init и обслуживает процедуру входа пользователя в систему. Эти команды не используются в сценариях. d mesg - Выводит все сообщения, выдаваемые системой во время загрузки на stdout .

Слайд 26

Команды Администрирования Информационные и статистические утилиты : a rch - Выводит тип аппаратной платформы компьютера. l astlog - Выводит список всех пользователей, с указанием времени последнего входа в систему. s trace - Диагностическая и отладочная утилита, предназначенная для трассировки системных вызовов и сигналов. n map - Сканер сетевых портов. Эта утилита сканирует сервер в поисках открытых портов и сервисов. Это очень важный инструмент, используемый для поиска уязвимостей при настройке системы.

Слайд 27

Команды Администрирования Системный журнал : l ogger - Добавляет в системный журнал сообщение от пользователя. Для добавления сообщения пользователь не должен обладать привилегиями суперпользователя . l ogrotate - Эта утилита производит манипуляции над системным журналом: ротация, сжатие, удаление и/или отправляет его по электронной почте, по мере необходимости.

Слайд 28

Команды Администрирования Управление заданиями : p stree - Список исполняющихся процессов в виде "дерева". t op - Выводит список наиболее активных процессов. n ice - Запускает фоновый процесс с заданным приоритетом. Приоритеты могут задаваться числом из диапазона от 19 (низший приоритет) до -20 (высший приоритет). c rond - Планировщик заданий. С его помощью выполняются такие задачи, как очистка и удаление устаревших файлов системных журналов, обновление базы данных slocate .

Слайд 29

Команды Администрирования Команды для работы с файловыми системами : s ync - Принудительный сброс содержимого буферов на жесткий диск (синхронизация содержимого буферов ввода-вывода и устройства-носителя). swapon , swapoff - Разрешает/запрещает использование swap-раздела (файла). Эта команда обычно используется во время загрузки системы или во время остановки. h dparm - Выводит или изменяет параметры настройки жесткого диска.

Слайд 30

Команды Администрирования Команды резервного копирования : fdformat - Выполняет низкоуровневое форматирование дискет. dump , restore - Команда dump создает резервные копии целых файловых систем, обычно используется в крупных системах и сетях.Она считывает дисковые разделы и сохраняет их в файле, в двоичном формате. Созданные таким образом файлы, могут быть сохранены на каком-либо носителе -- на жестком диске или магнитной ленте. Команда restore -- "разворачивает" файлы, созданные утилитой dump .

Слайд 31

Команды Администрирования Команды управления системными ресурсами : u limit - Устанавливает верхний предел для системных ресурсов. u mask - Установка маски режима создания файлов. Накладывает ограничения на атрибуты по-умолчанию для создаваемых файлов. Маска представляет собой восьмеричное значение и определяет запрещенные атрибуты файла. r dev - Выводит или изменяет корневое устройство, размер RAM-диска или видео режим.

Слайд 32

Команды Администрирования Команды для работы с модулями ядра : lsmod - Выводит список загруженных модулей I nsmod - Принудительная загрузка модуля ядра (старайтесь вместо insmod использовать команду modprobe ). Должна вызываться с привилегиями пользователя root . m odprobe - Загрузчик модулей, который обычно вызывается из сценариев начальной загрузки системы. Должна вызываться с привилегиями пользователя root . d epmod - Создает файл зависимостей между модулями, обычно вызывается из сценариев начальной загрузки системы.

Слайд 33

Команды Администрирования Прочие команды : l dd - Выводит список разделяемых библиотек, необходимых для исполняемого файла. w atch - Периодически запускает указанную программу с заданным интервалом времени. n m - Выводит список символов (используемых в целях отладки), содержащихся в откомпилированном двоичном файле. s trip - Удаляет отладочную информацию из исполняемого файла. Это значительно уменьшает размер исполняемого файла, но при этом делает отладку программы невозможной.