Назначение адресов автономной сети кратко

Обновлено: 30.06.2024

1. Отображение физических адресов на IP-адреса: протоколы ARP и RARP.

В протоколе IP-адрес узла, то есть адрес компьютера или порта маршрутизатора, назначается произвольно администратором сети и прямо не связан с его локальным адресом, как это сделано, например, в протоколе IPX. Подход, используемый в IP, удобно использовать в крупных сетях и по причине его независимости от формата локального адреса, и по причине стабильности, так как в противном случае, при смене на компьютере сетевого адаптера это изменение должны бы были учитывать все адресаты всемирной сети Internet (в том случае, конечно, если сеть подключена к Internet'у).

Для определения локального адреса по IP-адресу используется протокол разрешения адреса Address Resolution Protocol, ARP. Протокол ARP работает различным образом в зависимости от того, какой протокол канального уровня работает в данной сети - протокол локальной сети (Ethernet, Token Ring, FDDI) с возможностью широковещательного доступа одновременно ко всем узлам сети, или же протокол глобальной сети (X.25, frame relay), как правило не поддерживающий широковещательный доступ. Существует также протокол, решающий обратную задачу - нахождение IP-адреса по известному локальному адресу. Он называется реверсивный ARP - RARP (Reverse Address Resolution Protocol) и используется при старте бездисковых станций, не знающих в начальный момент своего IP-адреса, но знающих адрес своего сетевого адаптера.

В локальных сетях протокол ARP использует широковещательные кадры протокола канального уровня для поиска в сети узла с заданным IP-адресом.

Узел, которому нужно выполнить отображение IP-адреса на локальный адрес, формирует ARP запрос, вкладывает его в кадр протокола канального уровня, указывая в нем известный IP-адрес, и рассылает запрос широковещательно. Все узлы локальной сети получают ARP запрос и сравнивают указанный там IP-адрес с собственным. В случае их совпадения узел формирует ARP-ответ, в котором указывает свой IP-адрес и свой локальный адрес и отправляет его уже направленно, так как в ARP запросе отправитель указывает свой локальный адрес. ARP-запросы и ответы используют один и тот же формат пакета. Так как локальные адреса могут в различных типах сетей иметь различную длину, то формат пакета протокола ARP зависит от типа сети. На Табл. 1 . 1 . показан формат пакета протокола ARP для передачи по сети Ethernet.

Табл. 1 .1 .

Формат пакета протокола ARP.

В поле типа сети для сетей Ethernet указывается значение 1. Поле типа протокола позволяет использовать пакеты ARP не только для протокола IP, но и для других сетевых протоколов. Для IP значение этого поля равно 0800₁₆.

Длина локального адреса для протокола Ethernet равна 6 байтам, а длина IP-адреса - 4 байтам. В поле операции для ARP запросов указывается значение 1 для протокола ARP и 2 для протокола RARP.

Узел, отправляющий ARP-запрос, заполняет в пакете все поля, кроме поля искомого локального адреса (для RARP-запроса не указывается искомый IP-адрес). Значение этого поля заполняется узлом, опознавшим свой IP-адрес.

В глобальных сетях администратору сети чаще всего приходится вручную формировать ARP-таблицы, в которых он задает, например, соответствие IP-адреса адресу узла сети X.25, который имеет смысл локального адреса. В последнее время наметилась тенденция автоматизации работы протокола ARP и в глобальных сетях. Для этой цели среди всех маршрутизаторов, подключенных к какой-либо глобальной сети, выделяется специальный маршрутизатор, который ведет ARP-таблицу для всех остальных узлов и маршрутизаторов этой сети. При таком централизованном подходе для всех узлов и маршрутизаторов вручную нужно задать только IP-адрес и локальный адрес выделенного маршрутизатора. Затем каждый узел и маршрутизатор регистрирует свои адреса в выделенном маршрутизаторе, а при необходимости установления соответствия между IP-адресом и локальным адресом узел обращается к выделенному маршрутизатору с запросом и автоматически получает ответ без участия администратора.

2. Автоматизация процесса назначения IP-адресов узлам сети - протокол DHCP.

Как уже было сказано, IP-адреса могут назначаться администратором сети вручную. Это представляет для администратора утомительную процедуру. Ситуация усложняется еще тем, что многие пользователи не обладают достаточными знаниями для того, чтобы конфигурировать свои компьютеры для работы в интерсети и должны поэтому полагаться на администраторов.

Протокол Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP) был разработан для того, чтобы освободить администратора от этих проблем. Основным назначением DHCP является динамическое назначение IP-адресов. Однако, кроме динамического, DHCP может поддерживать и более простые способы ручного и автоматического статического назначения адресов.

В ручной процедуре назначения адресов активное участие принимает администратор, который предоставляет DHCP-серверу информацию о соответствии IP-адресов физическим адресам или другим идентификаторам клиентов. Эти адреса сообщаются клиентам в ответ на их запросы к DHCP-серверу.

При автоматическом статическом способе DHCP-сервер присваивает IP-адрес (и, возможно, другие параметры конфигурации клиента) из пула наличных IP-адресов без вмешательства оператора. Границы пула назначаемых адресов задает администратор при конфигурировании DHCP-сервера. Между идентификатором клиента и его IP-адресом по-прежнему, как и при ручном назначении, существует постоянное соответствие. Оно устанавливается в момент первичного назначения сервером DHCP IP-адреса клиенту. При всех последующих запросах сервер возвращает тот же самый IP-адрес.

При динамическом распределении адресов DHCP-сервер выдает адрес клиенту на ограниченное время, что дает возможность впоследствии повторно использовать IP-адреса другими компьютерами. Динамическое разделение адресов позволяет строить IP-сеть, количество узлов в которой намного превышает количество имеющихся в распоряжении администратора IP-адресов.

DHCP обеспечивает надежный и простой способ конфигурации сети TCP/IP, гарантируя отсутствие конфликтов адресов за счет централизованного управления их распределением. Администратор управляет процессом назначения адресов с помощью параметра "продолжительности аренды" (lease duration), которая определяет, как долго компьютер может использовать назначенный IP-адрес, перед тем как снова запросить его от сервера DHCP в аренду.

Примером работы протокола DHCP может служить ситуация, когда компьютер, являющийся клиентом DHCP, удаляется из подсети. При этом назначенный ему IP-адрес автоматически освобождается. Когда компьютер подключается к другой подсети, то ему автоматически назначается новый адрес. Ни пользователь, ни сетевой администратор не вмешиваются в этот процесс. Это свойство очень важно для мобильных пользователей.

Однако использование DHCP несет в себе и некоторые проблемы. Во-первых, это проблема согласования информационной адресной базы в службах DHCP и DNS. Как известно, DNS служит для преобразования символьных имен в IP-адреса. Если IP-адреса будут динамически изменятся сервером DHCP, то эти изменения необходимо также динамически вносить в базу данных сервера DNS. Хотя протокол динамического взаимодействия между службами DNS и DHCP уже реализован некоторыми фирмами (так называемая служба Dynamic DNS), стандарт на него пока не принят.

Во-вторых, нестабильность IP-адресов усложняет процесс управления сетью. Системы управления, основанные на протоколе SNMP, разработаны с расчетом на статичность IP-адресов. Аналогичные проблемы возникают и при конфигурировании фильтров маршрутизаторов, которые оперируют с IP-адресами.

Наконец, централизация процедуры назначения адресов снижает надежность системы: при отказе DHCP-сервера все его клиенты оказываются не в состоянии получить IP-адрес и другую информацию о конфигурации. Последствия такого отказа могут быть уменьшены путем использовании в сети нескольких серверов DHCP, каждый из которых имеет свой пул IP-адресов.

Когда дело касается сети, являющейся частью Интернета, уникальность нумерации может быть обеспечена только усилиями специально созданных для этого центральных органов. В небольшой же автономной IP-сети условие уникальности номеров сетей и узлов может быть выполнено силами сетевого администратора.

В этом случае в распоряжении администратора имеется все адресное пространство, так как совпадение IP-адресов в не связанных между собой сетях не вызовет никаких отрицательных последствий. Администратор может выбирать адреса произвольным образом, соблюдая лишь синтаксические правила и учитывая ограничения на особые адреса. (Таким образом, номер узла в технологии TCP/IP назначается независимо от его локального адреса.) Однако при таком подходе исключена возможность в будущем подсоединить данную сеть к Интернету. Действительно, произвольно выбранные адреса данной сети могут совпасть с централизовано назначенными адресами Интернета. Для того чтобы избежать коллизий, связанных с такого рода совпадениями, в стандартах Интернета определено несколько диапазонов так называемых частных адресов, рекомендуемых для автономного использования:

□ в классе А — сеть 10.0.0.0;

□ в классе В — диапазон из 16 номеров сетей (172.16.0.0-172.31.0.0);

□ в классе С - диапазон из 255 сетей (192.168.0.0-192.168.255.0).

Эти адреса, исключенные из множества централизованно распределяемых, составляют огромное адресное пространство, достаточное для нумерации узлов автономных сетей практически любых размеров. Заметим также, что частные адреса, как и при произвольном выборе адресов, в разных автономных сетях могут совпадать. В то же время использование частных адресов для адресации автономных сетей делает возможным корректное подключение их к Интернету. Применяемые при этом специальные технологии подключения[48] исключают коллизии адресов.

По определению схема IP-адресации должна обеспечивать уникальность нумерации сетей, а также узлов в пределах каждой из сетей. Когда дело касается сети, являющейся частью Интернета, уникальность нумерации в пределах всей этой огромной сети может быть обеспечена только усилиями специально созданных для этого центральных органов. В небольшой же автономной IP-сети условие уникальности номеров сетей и узлов может быть выполнено силами сетевого администратора.

В этом случае в распоряжении администратора имеется все адресное пространство, так как совпадение IP-адресов в не связанных между собой сетях не вызовет никаких отрицательных последствий. Администратор может выбирать адреса произвольным образом, соблюдая лишь синтаксические правила и учитывая ограничения на особые адреса. Однако при таком подходе исключена возможность в будущем подсоединить данную сеть к Интернету. Действительно, произвольно выбранные адреса данной сети могут совпасть с централизованно назначенными адресами Интернета. Для того чтобы избежать коллизий, связанных с такого рода совпадениями, в стандартах Интернета определено несколько диапазонов так называемых частных адресов,рекомендуемых для автономного использования:

- в классе А — сеть 10.0.0.0;

- в классе В — диапазон из 16 номеров сетей (172.16.0.0-172.31.0.0);

- в классе С - диапазон из 255 сетей (192.168.0.0-192.168.255.0).

Эти адреса, исключенные из множества централизованно распределяемых, составляют огромное адресное пространство, достаточное для нумерации узлов автономных сетей практически любых размеров. Заметим также, что частные адреса, как и при произвольном выборе адресов, в разных автономных сетях могут совпадать. В то же время использование частных адресов для адресации автономных сетей делает возможным корректное подключение их к Интернету. Применяемые при этом специальные технологии подключения (например, технология НАТ) исключают коллизии адресов.

В больших сетях, подобных Интернету, уникальность сетевых адресов гарантируется централизованной иерархически организованной системой их распределения. Главным органом регистрации глобальных адресов в Интернете с 1998 г. является неправительственная некоммерческая организация ICANN (Internet Corporation for Assigned Names and Numbers). Эта организация координирует работу региональных отделов, деятельность которых охватывает большие географические площади: ARIN (Америка), RIPE (Европа), APNIC (Азия и Тихоокеанский регион). Региональные отделы выделяют блоки адресов сетей крупным поставщикам услуг, а те, в свою очередь, распределяют их между своими клиентами, среди которых могут быть и более мелкие поставщики.

Проблемой централизованного распределения адресов является их дефицит. Дефицит обусловлен не только ростом количества сетей и их размеров, но и тем, что имеющееся адресное пространство используется нерационально. Действительно, размеры сетей, относящихся к разным классам, резко различаются, например, клиент, получивший сеть класса А, становится обладателем 16 777 216 индивидуальных адресов, класса В — 65 536, а класса С — 256. Как видим, эта градация слишком грубая, что во многих случаях не позволяет центрам распределения адресов избежать выдачи абонентам излишних адресов.

Принципиальным решением этой проблемы является переход на новую версию протокола IP — протокол IPv6, в котором резко расширяется адресное пространство. Однако и текущая версия протокола IP (IPv4) поддерживает технологии, направленные на более экономное расходование IP-адресов, такие, например, как CIDR.

Рисунок 1 - Схема распределения адресного пространства в технологии CIDR

Пусть, например, как показано на рис. 1, провайдер располагает адресами в диапазоне 193.20.0.0-193.23.255.255 (или в двоичной записи 1100 0001.0001 0100.0000 0000.0000 0000-1100 0001.0001 0111.1111 1111.1111 1111). Здесь префикс провайдера имеет длину 14 разрядов (1100 0001.0001 01), что можно писать в виде 193.20.0.0/14. Префикс обычно интерпретируется как номер подсети.

Даже если необходимое клиенту адресное пространство может быть предоставлено с помощью нескольких сетей стандартного класса, предпочтительным считается вариант IP-адрес/маска, так как в этом случае адреса гарантированно образуют непрерывное пространство. Непрерывность адресного пространства является очень важным свойством, непосредственно влияющим на эффективность маршрутизации, о чем мы будем говорить далее при изучении маршрутизации с использованием масок.

Рассмотрим еще пример. Пусть клиент В собирается связать в сеть 500 компьютеров (рис. 1). Вместо того чтобы выделять ему две сети класса С по 256 узлов каждая, клиенту назначают пул адресов в виде пары 193.20.30.0/23. Эта запись означает, что клиенту выделена сеть неопределенного класса, в которой под нумерацию узлов отведено 9 младших битов, что, как и в случае двух сетей класса С, позволяет адресовать 512 узлов. Преимущество этого варианта с маской перед вариантом с двумя сетями состоит в том, что, в первом случае непрерывность пула адресов гарантирована.

Назначение адресов в виде IP-адрес/маска корректно, только если поле для адресации узлов, полученное применением маски к IP-адресу, содержит только одни нули. Например, определение пула адресов в виде 193.20.00.0/12 ошибочно, так как в поле номера сети (в 20 младших битах) содержится ненулевое значение 0100.0000 0000.0000 0000. В то же время префикс может оканчиваться нулями, например, определение пула 193.20.0.0/25, в котором префикс имеет значение 1100 0001.0001 0100.0000 0000.0, вполне корректно.

Итак, для обобщенного представления пула адресов в виде IP/n справедливы следующие утверждения:

• значением префикса (номера сети) являются п старших двоичных разрядов IP-адреса;

• поле для адресации узлов состоит из (32 - п) младших двоичных разрядов IP-адреса;

• первый по порядку адрес должен состоять только из нулей;

• количество адресов в пуле равно 2 (32-n) .

Протокол ARP

Для определения локального адреса по IP-адресу используется протокол разрешения адресов(Address Resolution Protocol, ARP). Протокол разрешения адресов реализуется различным образом в зависимости от того, работает ли в данной сети протокол локальной сети с возможностью широковещания (Ethernet) или же какой-либо из протоколов глобальной сети (ATM, Framе Relay), которые не поддерживают широковещательный доступ.

Рассмотрим работу протокола ARP в локальных сетях с широковещанием. Протокол ARP поддерживает на каждом интерфейсе сетевого адаптера или маршрутизатора ARP-таблицу, в которой в ходе функционирования сети накапливается информация о соответствии между IP-адресами и МАС- адресами других интерфейсов данной сети. Первоначально при включении компьютера или маршрутизатора в сеть все его ARP-таблицы пусты. На рис.1 показан фрагмент IP-сети, включающий две сети - Ethernet 1 и Ethernet 2, подключенные к интерфейсам 1 и 2 маршрутизатора соответственно.

Рисунок 1 - Схема работы протокола ARP

3. В этом случае протокол ARP формирует ARP-запрос,вкладывает его в кадр протокола Ethernet и широковещательно рассылает. Заметим, что зона распространения ARP-запроса ограничивается сетью Ethernet 1, так как на пути широковещательных кадров барьером стоит маршрутизатор.

5. Протокол ARP, который констатировал совпадение (в данном случае это ARP интерфейса 1 маршрутизатора), формирует ARP-ответ. В ARP- ответе маршрутизатор указывает локальный адрес MAC, соответствующий адресу IP, своего интерфейса, и отправляет его запрашивающему узлу (в данном примере узлу С).

Чтобы уменьшить число ARP-обращений в сети, найденное соответствие между IP-адресом и МАС-адресом запоминается в ARP-таблице компьютера С (в данном случае это запись: IP₁— MAC₁). Теперь, если вдруг вновь возникнет необходимость послать пакет по адресу IP_1, соответствующий локальный адрес будет быстро извлечен из ARP-таблицы.

В ARP-таблицах существует два типа записей: динамические и статические. Статические записисоздаются вручную с помощью утилиты arp и не имеют срока устаревания, точнее, они существуют до тех пор, пока компьютер или маршрутизатор остается включенным. Динамические записидолжны периодически обновляться. Если запись не обновлялась в течение определенного времени (порядка нескольких минут), то она исключается из таблицы. Таким образом, в ARP-таблице содержатся записи не обо всех узлах сети, а только о тех, которые активно участвуют в сетевых операциях. Поскольку такой способ хранения информации называют кэшированием, ARP-таблицы иногда называют ARP-кэшем.

Совсем другой способ разрешения адресов используется в глобальных сетях, в которых не поддерживается широковещательная рассылка. Здесь администратору сети чаще всего приходится вручную формировать и помещать на какой-либо сервер ARP-таблицы, в которых он задает, например, соответствие IP-адресов номерам виртуальных каналов, имеющих для протокола IP смысл локальных адресов.

В то же время сегодня наметилась тенденция автоматизации работы протокола ARP и в глобальных сетях. Для этой цели среди всех маршрутизаторов подключенных к какой-либо глобальной сети, выделяется специальный маршрутизатор, который ведет ARP-таблицу для всех остальных узлов и маршрутизаторов этой сети. Этот маршрутизатор называют ARP-сервером.Единственное, что требуется сделать вручную — это занести в память всех компьютеров и маршрутизаторов сети IP-адрес и локальный адрес ARP-cepвера. При включении каждый узел и маршрутизатор регистрирует свои адреса на ARP-сервере. Всякий раз, когда возникает необходимость определения по IP-адресу локального адреса, модуль ARP обращается к ARP-серверу с запросом и автоматически получает ответ.

Задания

3. Для классовой IP-адресации, записать все возможные варианты масок сетей класса С и В, пояснить как они высчитываются. Определить IP-адрес сети, если IP-адрес компьютера выглядит следующим образом (таблица 1)

По сути, IP-адрес – это идентификатор, позволяющий передавать информацию между устройствами в сети: он содержит информацию о местоположении устройства и обеспечивает его доступность для связи. IP-адреса позволяют различать компьютеры, маршрутизаторы и веб-сайты в интернете и являются важным компонентом работы интернета.

Что такое IP-адрес?

IP-адрес – это строка чисел, разделенных точками. IP-адреса представляют собой набор из четырех чисел, например, 192.158.1.38. Каждое число в этом наборе принадлежит интервалу от 0 до 255. Таким образом, полный диапазон IP-адресации – это адреса от 0.0.0.0 до 255.255.255.255.

IP-адреса не случайны. Они рассчитываются математически и распределяются Администрацией адресного пространства Интернета (Internet Assigned Numbers Authority, IANA), подразделением Корпорации по присвоению имен и номеров в Интернете (Internet Corporation for Assigned Names and Numbers, ICANN). ICANN – это некоммерческая организация, основанная в США в 1998 году с целью поддержки безопасности интернета и обеспечения его доступности для всех пользователей. Каждый раз, когда кто-либо регистрирует домен в интернете, он пользуется услугами регистратора доменных имен, который платит ICANN небольшой сбор за регистрацию домена.

Как работают IP-адреса

Понимание того, как работают IP-адреса, поможет разораться, почему определенное устройство не подключается так, как ожидалось, и устранить неполадки в работе сети.

Интернет-протокол работает так же, как и любой другой язык: передает информацию с использованием установленных правил. Устройства обнаруживают другие подключенные устройства и обмениваются с ними информацией, используя этот протокол. Проще говоря, все компьютеры, где бы они не находились, могут общаться друг с другом.

Использование IP-адресов обычно происходит незаметно. Процесс работает следующим образом:

Устройство подключается к интернету не напрямую: сначала оно подключается к сети, подключенной к интернету, а сеть, в свою очередь, предоставляет устройству доступ к интернету.
Если вы находитесь дома, скорее всего, этой сетью является сеть вашего интернет-провайдера. В офисе это будет сеть вашей компании.
IP-адрес назначается устройству вашим интернет-провайдером.
Ваша интернет-активность проходит через интернет-провайдера, а он перенаправляет вам ответы на запросы, используя ваш IP-адрес. Поскольку провайдер предоставляет доступ в Интернет, его роль заключается в назначении IP-адрес вашему устройству.
Однако ваш IP-адрес может измениться, например, при включение или выключение модема или маршрутизатора. Можно также связаться с интернет-провайдером, чтобы он изменил IP-адрес.
Если вы находитесь вне дома, например, путешествуете, и берете с собой устройство, домашний IP-адрес не закрепляется за устройством. Это связано с тем, что устройство будет использовать другую сеть (Wi-Fi в отеле, аэропорту, кафе) для доступа в интернет и другой временный IP-адрес, назначенный интернет-провайдером в отеле, аэропорту или кафе.

Как следует из этого процесса, существуют различные типы IP-адресов, которые будут описаны ниже.

Типы IP-адресов

Существуют разные категории IP-адресов, и в каждой категории имеются разные типы.

Клиентские IP-адреса

У каждого человека или компании с тарифным планом на получение интернет-услуг есть два типа IP-адресов: частный и общедоступный. Термины частный и общедоступный относятся к сетевому расположению: частный IP-адрес используется внутри сети, а общедоступный – за пределами сети.

Частные IP-адреса

Каждое устройство, которое подключается к вашей интернет-сети, имеет частный IP-адрес. Это могут быть компьютеры, смартфоны, планшеты, а также любые устройства с поддержкой Bluetooth, такие как динамики, принтеры, смарт-телевизоры. С развитием интернета вещей растет и количество частных IP-адресов в домашней сети. Маршрутизатору необходимо идентифицировать каждое из этих устройств, а многие устройства также должны идентифицировать друг друга. Поэтому маршрутизатор генерирует частные IP-адреса, которые являются уникальными идентификаторами каждого устройства и позволяют различать их в сети.

Общедоступные IP-адреса

Общедоступный IP-адрес – это основной адрес, связанный со всей сетью. Каждое подключенное устройство имеет собственный IP-адрес, но они также включены в состав основного IP-адреса сети. Как было описано выше, общедоступный IP-адрес предоставляется маршрутизатору интернет-провайдером. Обычно у интернет-провайдеров есть большой пул IP-адресов, которые они присваивают клиентам. Общедоступный IP-адрес – это адрес, который устройства за пределами интернет-сети будут использовать для распознавания этой сети.

Общедоступные IP-адреса

Общедоступные IP-адреса бывают двух видов: динамические и статические.

Динамические IP-адреса

Динамические IP-адреса меняются автоматически и регулярно. Интернет-провайдеры покупают большой пул IP-адресов и автоматически присваивают их своим клиентам. Периодически они меняют присвоенные IP-адреса и помещают старые IP-адреса обратно в пул для использования другими клиентами. Обоснованием этого подхода служит экономия средств провайдера. Автоматизация регулярного изменения IP-адресов позволяет им не выполнять никаких действий для восстановления IP-адреса клиента, например, если он переезжает. Также имеются преимущества с точки зрения безопасности, поскольку изменение IP-адреса затрудняет взлом сетевого интерфейса злоумышленниками.

Статические IP-адреса

В отличие от динамических IP-адресов, статические IP- адреса остаются неизменными. После того, как сеть назначает IP-адрес, он остается неизменным. Большинству частных лиц и организаций не нужны статические IP-адреса, но для организаций, планирующих размещать собственные серверы, наличие статического IP-адреса крайне важно. Это связано с тем, что статический IP-адрес гарантирует, что привязанные к нему веб-сайты и адреса электронной почты будут иметь постоянные IP-адреса. Это очень важно, если требуется, чтобы другие устройства могли находить их в интернете.

В результате возникла классификация по типам IP-адресов веб-сайтов.

Два типа IP-адресов веб-сайтов

Для владельцев веб-сайтов, использующих пакет веб-хостинга (что характерно для большинства веб-сайтов), а не собственный сервер, существует два типа IP-адресов веб-сайтов: общие и выделенные.

Общие IP-адреса

Веб-сайты, использующие общие хостинговые планы от провайдеров веб-хостинга, обычно являются одним из многих веб-сайтов, размещенных на одном сервере. Это, как правило, веб-сайты физических лиц или компаний малого и среднего бизнеса, с ограниченным объемом трафика, количеством страниц и т. д. Такие веб-сайты имеют общие IP-адреса.

Выделенные IP-адреса

В некоторых тарифных планах веб-хостинга есть возможность приобрести выделенный IP-адрес (или адреса). Это может упростить получение SSL-сертификата и позволяет использовать собственный FTP-сервер (сервер протокола передачи файлов). Кроме того, это упрощает организацию общего доступа и передачу файлов в рамках организации и позволяет использовать анонимный FTP-доступ. Выделенный IP-адрес также позволяет получить доступ к веб-сайту, используя только IP-адрес, а не доменное имя. Это полезно, если требуется создать и протестировать его перед регистрацией домена.

Как выполняется поиск IP-адресов

Как правило, этим способом можно узнать только приблизительное местоположение провайдера, а не фактическое местоположение устройства. При использовании этого способа необходимо также выйти из VPN. Чтобы узнать фактический адрес местоположения устройства по общедоступному IP-адресу, обычно требуется предоставить интернет-провайдеру ордер на обыск.

Выяснение частного IP-адреса зависит от платформы:

Windows:

Используйте командную строку.
В строке поиска Windows укажите cmd (без кавычек).
В появившемся окне введите ipconfig (без кавычек), чтобы отобразилась информация об IP-адресе.

Mac:

Перейдите в Системные настройки.
Выберите сеть, и отобразится требуемая информация.

iPhone:

Угрозы безопасности IP-адресов

Киберпреступники могут использовать различные методы получения IP-адреса. Двумя наиболее распространенными способами являются социальная инженерия и преследование в интернете.

Социальная инженерия

Интернет-преследование

Злоумышленники могут отследить ваш IP-адрес, просто наблюдая за вашей онлайн-активностью. Любые действия в интернете могут раскрыть ваш IP-адрес, от игры в видеоигры до комментариев на веб-сайтах и форумах.

Если преследователь из Facebook использует фишинговую атаку по установке шпионских программ против людей с вашим именем, он сможет подтвердить вашу личность по IP-адресу вашей системы.

Если киберпреступники знают ваш IP-адрес, они смогут атаковать вас или даже выдать себя за вас. Важно знать о таких рисках и способах борьбы с ними. Эти риски включают:

Загрузка нелегального контента с вашего IP-адреса

Известно, что злоумышленники используют взломанные IP-адреса для загрузки нелегального контента и других материалов, и при этом хотят избежать отслеживания такой загрузки. Например, используя идентификатор вашего IP-адреса, злоумышленники могут загружать пиратские фильмы, музыку и видео, что является нарушением условий использования услуг провайдера, и, что гораздо более серьезно, контент, связанный с терроризмом или детской порнографией. Это может означать, что по чужой вине вы можете привлечь внимание правоохранительных органов.

Отслеживание местоположения

Если злоумышленники знают ваш IP-адрес, они могут использовать технологию геолокации для определения вашего региона, города и страны. Им достаточно лишь немного покопаться в социальных сетях, чтобы идентифицировать ваш дом. Затем они могут устроить ограбление, когда выяснят, что вас нет дома.

Прямая атака на вашу сеть

Злоумышленники могут нацелиться напрямую на вашу сеть, применив различные типы атак. Одна из самых популярных – DDoS-атака (атака, вызывающая распределенный отказ в обслуживании). При этом типе кибератаки злоумышленники используют ранее зараженные машины для генерации большого количества запросов к целевой системе или серверу. Это создает слишком большую нагрузку на серверы и приводит к нарушению работы служб. По сути, при этом отключается интернет. Такая атака обычно нацелена на компании и сервисы видеоигр, но может также применяться и против отдельных лиц, хотя это гораздо менее распространено. Онлайн-геймеры подвергаются особенно высокому риску, поскольку их экран виден при трансляции (и на нем можно обнаружить IP-адрес).

Взлом устройства

Для подключения к интернету используются порты и IP-адрес. Для каждого IP-адреса существуют тысячи портов, и злоумышленник, знающий ваш IP-адрес, может их проверить и попытаться установить соединение. Например, он может завладеть вашим телефоном и украсть вашу информацию. Если злоумышленник получит доступ к вашему устройству, он может установить на него вредоносные программы.

Как защитить и скрыть свой IP-адрес

Скрытие IP-адреса – это способ защитить персональные данные и свою личность в интернете. Два основных способа скрыть IP-адрес:

Прокси-сервер – это промежуточный сервер, через который перенаправляется трафик.

Интернет-серверы, которые вы посещаете, видят только IP-адрес этого прокси-сервера, а не ваш IP-адрес.
Когда эти серверы передают вам ответную информацию, она направляется на прокси-сервер, который затем направляет ее вам.

Недостатком прокси-серверов является то, что некоторые службы могут следить за вами, поэтому важно использовать только доверенные прокси-серверы. В зависимости от используемого прокси-сервера, в браузер может добавляться реклама.

VPN является лучшим решением.

Когда вы подключаете компьютер, смартфон или планшет к VPN, устройство работает так, будто оно находится в той же локальной сети, что и VPN.
Весь сетевой трафик передается через безопасное соединение с VPN.
Компьютер работает так, будто он находится в сети, обеспечивая безопасный доступ к ресурсам локальной сети, даже если вы находитесь в другой стране.
Вы также можете использовать интернет, как если бы вы находились в местоположении VPN. Это позволяет безопасно использовать общедоступный Wi-Fi и получить доступ к веб-сайтам с географической блокировкой.

Когда нужно использовать VPN

При использовании VPN ваш IP-адрес будет скрыт, а трафик перенаправляется через отдельный сервер, что обеспечивает безопасность работы в сети. Ситуации, когда целесообразно использовать VPN:

При использовании общедоступной сети Wi-Fi

При использовании общедоступной сети Wi-Fi, даже если она защищена паролем, рекомендуется использовать VPN. Если злоумышленники находится в той же сети Wi-Fi, они могут с легкостью отслеживать ваши данные. Базовая система безопасности, используемая в обычной общедоступной сети Wi-Fi, не обеспечивает надежной защиты от других пользователей в этой сети.

В путешествии

При поездке в другую страну, например, в Китай, VPN обеспечивает доступ к недоступным в этой стране сервисам, например, к заблокированному в Китае Facebook.

VPN позволяет использовать оплаченные видеосервисы, доступные в вашей стране, но недоступные в других странах из-за проблем с международным доступом. Использование VPN позволяет использовать сервисы, как если бы вы были дома. Путешественники также могут найти более дешевые авиабилеты при использовании VPN, поскольку цены для разных стран могут отличаться.

При удаленной работе

Это особенно актуально во время эпидемии COVID, когда многие работают удаленно. Часто работодатели требуют использования VPN для удаленного доступа к сервисам компании из соображений безопасности. При подключении к серверу вашего офиса, VPN предоставляет вам доступ к внутренним сетям и ресурсам компании, когда вы не в офисе. Такое же подключение возможно к вашей домашней сети, если вы не дома.

Когда хочется конфиденциальности

Использование VPN полезно, даже если вы находитесь дома и пользуетесь интернетом в повседневных целях. При каждом входе на веб-сайт, сервер, к которому вы подключаетесь, регистрирует ваш IP-адрес и связывает его с другими данными о вас, которые есть на сайте: привычкам просмотра, переходам, времени, затрачиваемом на просмотр конкретных страниц. Эти данные затем могут быть проданы рекламным компаниям и использоваться для подбора персонализированной рекламы, поэтому реклама в интернете иногда кажется такой подозрительно личной. IP-адрес также можно использовать для отслеживания местоположения, даже если вы отключили сервис геолокации. Использование VPN не позволяет оставлять следы в сети.

Не забывайте и о мобильных устройствах. У них тоже есть IP-адреса и, вероятно, они используются в большем количестве мест, чем домашний компьютер, включая общие точки доступа Wi-Fi. Рекомендуется использовать VPN на мобильном устройстве при подключении к сети, которая не является полностью доверенной.

Другие способы защиты конфиденциальности

Использование уникальных паролей

Пароль устройства – единственная преграда, ограничивающая доступ к вашему устройству. Некоторые предпочитают использовать установленные по умолчанию пароли устройств, что делает их уязвимыми для атак. Как и для всех учетных записей, для устройства следует использовать уникальный и надежный пароль, который нелегко расшифровать. Надежный пароль состоит из букв верхнего и нижнего регистра, цифр и специальных символов. Он помогает защитить устройство от взлома IP-адреса.

Внимательность к фишинговым письмам и вредоносному контенту

Большая часть вредоносных программ и программ для отслеживания устройств устанавливается с использованием фишинговых писем. При подключении к любому сайту, он получает доступ к IP-адресу и местоположению устройства, что делает устройство уязвимым для взлома. Будьте бдительны при открытии писем от неизвестных отправителей и не переходите по ссылкам, ведущим на неавторизованные сайты. Обращайте пристальное внимание на содержимое электронных писем, даже если они отправлены с известных сайтов и от легальных компаний.

Надежное регулярно обновляемое антивирусное решение

Защита IP-адреса – важный аспект защиты вашей личности в интернете. Обеспечение безопасности с помощью описанных выше шагов – это способ обезопасить себя от самых разных кибератак.

Каждый компьютер в сети TCP/IP имеет адреса трех уровней:

Локальный адрес узла, определяемый технологией, с помощью которой построена отдельная сеть, в которую входит данный узел. Для узлов, входящих в локальные сети - это МАС-адрес сетевого адаптера или порта маршрутизатора, например, 11-А0-17-3D-BC-01. Эти адреса назначаются производителями оборудования и являются уникальными адресами, так как управляются централизовано. Для всех существующих технологий локальных сетей МАС-адрес имеет формат 6 байтов: старшие 3 байта - идентификатор фирмы производителя, а младшие 3 байта назначаются уникальным образом самим производителем. Для узлов, входящих в глобальные сети, такие как Х.25 или frame relay, локальный адрес назначается администратором глобальной сети.
IP-адрес, состоящий из 4 байт, например, 109.26.17.100. Этот адрес используется на сетевом уровне. Он назначается администратором во время конфигурирования компьютеров и маршрутизаторов. IP-адрес состоит из двух частей: номера сети и номера узла. Номер сети может быть выбран администратором произвольно, либо назначен по рекомендации специального подразделения Internet (Network Information Center, NIC), если сеть должна работать как составная часть Internet. Обычно провайдеры услуг Internet получают диапазоны адресов у подразделений NIC, а затем распределяют их между своими абонентами.

Номер узла в протоколе IP назначается независимо от локального адреса узла. Деление IP-адреса на поле номера сети и номера узла - гибкое, и граница между этими полями может устанавливаться весьма произвольно. Узел может входить в несколько IP-сетей. В этом случае узел должен иметь несколько IP-адресов, по числу сетевых связей. Таким образом IP-адрес характеризует не отдельный компьютер или маршрутизатор, а одно сетевое соединение.

Три основных класса IP-адресов

IP-адрес имеет длину 4 байта и обычно записывается в виде четырех чисел, представляющих значения каждого байта в десятичной форме, и разделенных точками, например:

128.10.2.30 - традиционная десятичная форма представления адреса,

10000000 00001010 00000010 00011110 - двоичная форма представления этого же адреса.

На рисунке 3.1 показана структура IP-адреса.

N сети

N узла

N сети

N узла

N сети

N узла

адрес группы multicast

зарезервирован

Рис. 3.1. Структура IР-адреса

Адрес состоит из двух логических частей - номера сети и номера узла в сети. Какая часть адреса относится к номеру сети, а какая к номеру узла, определяется значениями первых битов адреса:

Если адрес начинается с 0, то сеть относят к классу А, и номер сети занимает один байт, остальные 3 байта интерпретируются как номер узла в сети. Сети класса А имеют номера в диапазоне от 1 до 126. (Номер 0 не используется, а номер 127 зарезервирован для специальных целей, о чем будет сказано ниже.) В сетях класса А количество узлов должно быть больше 216 , но не превышать 224.
Если первые два бита адреса равны 10, то сеть относится к классу В и является сетью средних размеров с числом узлов 28 - 216. В сетях класса В под адрес сети и под адрес узла отводится по 16 битов, то есть по 2 байта.
Если адрес начинается с последовательности 110, то это сеть класса С с числом узлов не больше 28. Под адрес сети отводится 24 бита, а под адрес узла - 8 битов.
Если адрес начинается с последовательности 1110, то он является адресом класса D и обозначает особый, групповой адрес - multicast. Если в пакете в качестве адреса назначения указан адрес класса D, то такой пакет должны получить все узлы, которым присвоен данный адрес.
Если адрес начинается с последовательности 11110, то это адрес класса Е, он зарезервирован для будущих применений.

В таблице приведены диапазоны номеров сетей, соответствующих каждому классу сетей.

Класс	Наименьший адрес	Наибольший адрес
A	01.0.0	126.0.0.0
B	128.0.0.0	191.255.0.0
C	192.0.1.0.	223.255.255.0
D	224.0.0.0	239.255.255.255
E	240.0.0.0	247.255.255.255

Соглашения о специальных адресах: broadcast, multicast, loopback

В протоколе IP существует несколько соглашений об особой интерпретации IP-адресов:

то он обозначает адрес того узла, который сгенерировал этот пакет;

то по умолчанию считается, что этот узел принадлежит той же самой сети, что и узел, который отправил пакет;

адрес 127.0.0.1 зарезервирован для организации обратной связи при тестировании работы программного обеспечения узла без реальной отправки пакета по сети. Этот адрес имеет название loopback.

В протоколе IP нет понятия широковещательности в том смысле, в котором оно используется в протоколах канального уровня локальных сетей, когда данные должны быть доставлены абсолютно всем узлам. Как ограниченный широковещательный IP-адрес, так и широковещательный IP-адрес имеют пределы распространения в интерсети - они ограничены либо сетью, к которой принадлежит узел - источник пакета, либо сетью, номер которой указан в адресе назначения. Поэтому деление сети с помощью маршрутизаторов на части локализует широковещательный шторм пределами одной из составляющих общую сеть частей просто потому, что нет способа адресовать пакет одновременно всем узлам всех сетей составной сети.

Отображение физических адресов на IP-адреса: протоколы ARP и RARP

Узел, которому нужно выполнить отображение IP-адреса на локальный адрес, формирует ARP запрос, вкладывает его в кадр протокола канального уровня, указывая в нем известный IP-адрес, и рассылает запрос широковещательно. Все узлы локальной сети получают ARP запрос и сравнивают указанный там IP-адрес с собственным. В случае их совпадения узел формирует ARP-ответ, в котором указывает свой IP-адрес и свой локальный адрес и отправляет его уже направленно, так как в ARP запросе отправитель указывает свой локальный адрес. ARP-запросы и ответы используют один и тот же формат пакета. Так как локальные адреса могут в различных типах сетей иметь различную длину, то формат пакета протокола ARP зависит от типа сети. На рисунке 3.2 показан формат пакета протокола ARP для передачи по сети Ethernet.

Тип сети

Тип протокола

Длина локального адреса

Длина сетевого адреса

Операция

Локальный адрес отправителя (байты 0 - 3)

Локальный адрес отправителя (байты 4 - 5)

IP-адрес отправителя (байты 0-1)

IP-адрес отправителя (байты 2-3)

Искомый локальный адрес (байты 0 - 1)

Искомый локальный адрес (байты 2-5)

Искомый IP-адрес (байты 0 - 3)

Рис. 3.2. Формат пакета протокола ARP

Отображение символьных адресов на IP-адреса: служба DNS

DNS (Domain Name System) - это распределенная база данных, поддерживающая иерархическую систему имен для идентификации узлов в сети Internet. Служба DNS предназначена для автоматического поиска IP-адреса по известному символьному имени узла. Спецификация DNS определяется стандартами RFC 1034 и 1035. DNS требует статической конфигурации своих таблиц, отображающих имена компьютеров в IP-адрес.

Протокол DNS является служебным протоколом прикладного уровня. Этот протокол несимметричен - в нем определены DNS-серверы и DNS-клиенты. DNS-серверы хранят часть распределенной базы данных о соответствии символьных имен и IP-адресов. Эта база данных распределена по административным доменам сети Internet. Клиенты сервера DNS знают IP-адрес сервера DNS своего административного домена и по протоколу IP передают запрос, в котором сообщают известное символьное имя и просят вернуть соответствующий ему IP-адрес.

Если данные о запрошенном соответствии хранятся в базе данного DNS-сервера, то он сразу посылает ответ клиенту, если же нет - то он посылает запрос DNS-серверу другого домена, который может сам обработать запрос, либо передать его другому DNS-серверу. Все DNS-серверы соединены иерархически, в соответствии с иерархией доменов сети Internet. Клиент опрашивает эти серверы имен, пока не найдет нужные отображения. Этот процесс ускоряется из-за того, что серверы имен постоянно кэшируют информацию, предоставляемую по запросам. Клиентские компьютеры могут использовать в своей работе IP-адреса нескольких DNS-серверов, для повышения надежности своей работы.

База данных DNS имеет структуру дерева, называемого доменным пространством имен, в котором каждый домен (узел дерева) имеет имя и может содержать поддомены. Имя домена идентифицирует его положение в этой базе данных по отношению к родительскому домену, причем точки в имени отделяют части, соответствующие узлам домена.

Корень базы данных DNS управляется центром Internet Network Information Center. Домены верхнего уровня назначаются для каждой страны, а также на организационной основе. Имена этих доменов должны следовать международному стандарту ISO 3166. Для обозначения стран используются трехбуквенные и двухбуквенные аббревиатуры, а для различных типов организаций используются следующие аббревиатуры:

Каждый домен DNS администрируется отдельной организацией, которая обычно разбивает свой домен на поддомены и передает функции администрирования этих поддоменов другим организациям. Каждый домен имеет уникальное имя, а каждый из поддоменов имеет уникальное имя внутри своего домена. Имя домена может содержать до 63 символов. Каждый хост в сети Internet однозначно определяется своим полным доменным именем (fully qualified domain name, FQDN), которое включает имена всех доменов по направлению от хоста к корню. Пример полного DNS-имени :

Автоматизация процесса назначения IP-адресов узлам сети - протокол DHCP

Читайте также: