درس سوم – بررسی IPV4 در CCNA

   در این بخش، گذری به دنیای زیبای IP ها داریم و نحوه‌ی آدرس‌دهی در شبکه را می­ آموزیم. اگر با IP ها مشکل دارید، حتماً این بخش را به ‌دقت مطالعه کنید .

   به هر یک از این قسمت­ ها، یک هشت‌تایی یا همان octet می­گویند. مثلاً ۱۹۲.۱۶۸.۱.۱ که به هر قسمت برفرض ۱۹۲یک octet می­گویند.

IP ها به ۵ کلاس تقسیم می­ شوند که هرکدام را باهم مرور می­کنیم.

مثال:

۱۹۲.۱۶۸.۱.۱ که IP اول عدد آن ۱۹۲ است، اینIP  در رنج کلاس c قرار دارد. به همین صورت اگر Octed اول در یکی از رنج­های مشخص‌شده‌ی بالا قرار داشته باشد، می‌گوییم که در این کلاس قرار دارد. مثلا ً، ۱۰.۱۰.۱۰.۱ یکIP  در کلاس A است، چون ۱۰ عدد قسمت اول آن است و بین شماره ۱-۱۲۷ قرار دارد.

• تذکر: رنج IP کلاس A از ۱ – ۱۲۶است و شماره­ ی ۱۲۷ برای تست کارت شبکه به کار می ­رود که همان ۰.۰.۱ است و به آدرس loopback معروف است، پس برای استفاده از کلاس A می­ توان از شماره ­ی ۱ – ۱۲۶ استفاده کرد.

   توجه داشته باشید که کلاس D برای Multicasting به کار می­رود که این بحث در درس ­های بعدی باهم مرور می­ کنیم، این IP ها روی هاست یا همان سیستم تنظیم نمی­شوند و IP های کلاس E برای تحقیقات به کار می­رود و قابل‌استفاده نیست، پس فقط از IP های کلاس­ های A,B,C برای شبکه خود استفاده می­کنیم.

IP ها بر دو نوع می­ باشند:

• Private address: این دسته از­IP ، فقط و فقط در شبکه­های داخلی به کار می­روند و در دنیای اینترنت اعتباری ندارند. این نوع از IP ها در هر کلاس وجود دارند که به ترتیب زیر است:

IP هایی که با این اعداد شروع می­ شوند، مربوط به شبکه­ ی داخلی می­ باشند و اعتباری در اینترنت ندارند.

• Public Address: این دسته از IP ها توسط سازمانی به نام IANA رجیستر می­ شوند و بعد از این کار در اینترنت اعتبار دارند. این دسته شامل تمام IP های کلاس­های A,B,C است، به‌ غیر از آدرس‌های Private Address که در قسمت قبل باهم بررسی کردیم.

یکIP  از دو بخش تشکیل شده است:

• Network address

• Host address

Network Address ، به تعداد شبکه ­های موجود و Host address، به تعداد میزبان موجود اشاره دارد.

برای اینکه بتوانیم این دو موضوع را درک کنیم، بایدsubnet mask  را بررسی کنیم.

Subnet Mask:

   این آدرس، نشان‌دهنده‌ی این است که چه مقدار بیت متعلق به آدرس شبکه و چه مقدار آن، متعلق به میزبان شبکه است.

 همان‌طور که مشاهده می­کنید برای هر IP در کلاس مشخص، یک subnet mask تعریف شده است که نشان‌دهنده‌ی تعداد شبکه و هاست است.

   اگر به جدول توجه کنید در قسمت Subnet Mask اعداد ۲۵۵ مربوط به Network Address و اعداد۰  مربوط به Host address می­باشند.

   مثلاً اگر IP به شماره ۱۹۵.۱.۱.۱ به شما بدهند و بگویندsubnet Mask  آن را مشخص کنید، سریع با نگاه کردن به کلاس­های IP متوجه می­شوید که عدد اول این IP در رنج کلاس c قرار دارد وSubnet Mask آن به‌صورت ۲۵۵.۲۵۵.۲۵۵.۰ است.

   همیشه روال به این صورت نیست که IP ها به همین صورت استاندارد در شبکه­ها نشان داده شوند به این کلاس‌بندی‌ها اصولاً یک الگوی استاندارد می­گویند، امّا همیشه این‌چنین نیست و الگوی غیراستاندارد هم وجود دارد.

الگوی غیراستاندارد:

هر قسمت IP (octet) از هشت عدد تشکیل شده است که می­تواند صفر یا یک باشد.

هرکدام از این شماره­ ها در هر بخش دارای یک شماره اختصاصی می­باشند که به‌صورت زیر است.

 ۱۲۸  ۶۴  ۳۲  ۱۶  ۸  ۴  ۲  ۱ این شماره­ ها، روی هرکدام از چهار بخش بالا به‌صورت جداگانه قرار می­گیرند.

اولین قسمت از سمت چپ را در زیر مشاهده می­کنید، به نحوه‌ی قرار گرفتن اعداد توجه کنید.

   برای درک بهتر موضوع، یک مثال را باهم بررسی می­کنیم:

۱۹۲.۱۶۸.۱.۱، برای به دست آوردنBinary  اینIP، طبق شماره­هایی که در هر قسمت به شما گفتیم، عمل کنید.

مثلاً اگر بخواهیم شماره‌ی ۱۹۲ را از بین شماره­های ۱۲۸  ۶۴  ۳۲  ۱۶  ۸  ۴  ۲  ۱ به دست بیاوریم، همیشه از سمت چپ شروع می­کنیم، می‌گوییم ۱۲۸ از ۱۹۲ کوچک‌تر است، پس زیر ۱۲۸ را ۱ قرار می‌دهیم ، در ادامه اگر ۶۴ را با ۱۲۸ که قبلاً به دست آوردیم جمع کنیم می‌شود ۱۹۲ !!! چه جالب ۱۹۲ شد پس زیر ۶۴ هم ۱ قرار می‌دهیم؛ با این حساب، توانستیم شماره‌ی ۱۹۲ را پیدا کنیم، وقتی به شماره‌ی مورد نظر رسیدیم، زیر بقیه‌ی شماره­ها صفر قرار می‌دهیم. طبق جدول:

پس شماره‌ی باینری به‌دست‌آمده، ۱۱۰۰۰۰۰۰ است. بقیه‌ی اعداد هم به‌صورت زیر است.

در یک رنج IP، دو نوع IP قابل‌استفاده نیستند، به مثال زیر توجه کنید (مهم):

IP : 192.168.1.1

Sbnet Mask :255.255.255.0

   همان‌طور که آموختیم، ۲۵۵ به این نکته اشاره می­کند که IP های  ۱۹۲.۱۶۸.۱ ثابت است و فقط octet آخر قابل‌تغییر از ۰ تا ۲۵۵ است. هر یک از قسمت‌های IP از ۰ تا ۲۵۵ قابل‌تغییر است.

   این IP، فقط در قسمت آخر قابل‌تغییر است، بین ۰ تا ۲۵۵، همان‌طور که گفتیم دو IP در هر رنج مانند این IP قابل‌استفاده نیستند. به جدول زیر توجه کنید:

اولین IP به‌عنوان Network address و آخرین IP به‌عنوان Broadcast IP انتخاب می‌شود و نمی­توانیم در شبکه از آن‌ها استفاده کنیم.

تذکر: نام دیگر Network address، Net ID است.

مثالی دیگر: در IP زیر، Net ID و Broadcast ID را به دست می­آوریم:

IP: 172.16.1.1

Subnetmask: 255.255.0.0

   در این مثال،IP از رنج B است. همان‌طور که مشاهده می­کنید، subnet mask از دو تا ۲۵۵  تشکیل شده است پس ۲ قسمت اول IP، ثابت(۱۷۲.۱۶) و دو قسمت بعد قابل‌تغییرند، به این صورت نتیجه می­دهد که:

Net ID: 172.16.0.0

Broadcast ID: 172.16.255.255

اختصاص دادن رنج  IPبه شبکه:

   زمانی پیش می­آید که شما مدیر شبکه‌ی یک شرکت یا یک کارخانه می­شوید، رئیس شما یک رنج IP خاصی را به شما می­دهد و می­گوید که این رنجIP  را به اتاق­های مختلف این شرکت بدهید، به‌طوری‌که IP ها هدر نرود و کم نیاید.

   برای این کار یک مثال می­زنیم و باهم حل می­کنیم:

شما در یک شرکت کار می­کنید که از ۳ اتاق حسابداری، کامپیوتر و طراحی تشکیل شده است؛ در این اتاق­ها، چندین کامپیوتر به قرار زیر وجود دارد.

اتاق حسابداری: ۵۰ کامپیوتر

اتاق کامپیوتر: ۶۰ کامپیوتر

اتاق طراحی: ۱۴ کامپیوتر

IP در رنج زیر می­باشد.

۱۹۲.۱۶۸.۱.۰

۲۵۵.۲۵۵.۲۵۵.۰

   سریع این IP را در ذهن خود تحلیل کنید، حداکثر IP قابل‌استفاده، ۲۵۵ عدد است. امیدوارم بحث­های قبلی را خوب خوانده باشید. اگر متوجه شده باشید که حتماً هم همین­طور است، Subnet mask از سه قسمت ثابت تشکیل شده است که فقط گزینه‌ی آخر قابل‌تغییر از ۰ تا ۲۵۵ است.

   برای اختصاص دادن IP به این اتاق­ها، اول ‌از همه، اتاقی را انتخاب می­کنیم که بیشترین کامپیوتر را دارد که در این مثال، اتاق کامپیوتر از ۶۰ کلاینت برخوردار است.

همان‌طور که قبلاً گفتیم در هر قسمت از IP، اعدادی استاندارد و ثابتی وجود دارد.

۱۲۸     ۶۴      ۳۲     ۱۶     ۸     ۴     ۲     ۱

همیشه این اعداد را در ذهن خود نگه داشته باشید، کل IP به همین اعداد خلاصه می‌شود و در ادامه، خیلی به آن نیاز داریم.

شما اول باید ببینید ۶۰ بین کدام‌یک از اعداد بالا قرار دارد. با کمی دقت متوجه می‌شوید که بین ۳۲ و ۶۴ قرار دارد، چون ما احتیاج به ۶۰ تا IP داریم، پس عدد ۶۴ انتخاب می‌شود.

آدرس IP می‌شود ۱۹۲.۱۶۸.۱.۰~۶۳ در اینIP ، از علامت ~ استفاده کردیم که نشان‌دهنده‌ی تعداد IP است. همان‌طور که گفتیم، دو آدرس از این رنج برای Net ID و Broadcast ID است، یعنی رنج زیر:

Net ID: 192.168.1.0

Broadcast ID: 192.168.1.63

   پس با کسر این دوIP، ۶۲ آدرس برای ما می­ماند که ۶۰­تا آدرس آن به کامپیوترها تخصیص داده می‌شود و ۲، IP هم برای زمانی که اگر خواستیم کامپیوتر جدید در اتاق اضافه کنیم، به کار می­رود.

   رنج IP را به دست آوردیم؛ ولی subnet mask مربوط به اینIP  را به دست نیاوردیم؛ برای این کار همان عدد ۶۴ را که درون شماره­ها به دست آوردیم منهای ۲۵۶ می­کنیم (۲۵۶ عددی است که از اعداد ۰ تا ۲۵۵ به دست می­آید).

۲۵۶ – ۶۴ = ۱۹۲

   پس subnet mask برای اینIP  می‌شود: ۲۵۵.۲۵۵.۲۵۵.۱۹۲ که ۱۹۲ نشان‌دهنده‌ی۶۴ ، IP برای این شبکه است.

   اتاق بعدی‌ای که انتخاب می‌شود، اتاق حسابداری است که شامل ۵۰ کامپیوتر است. برای به دست آوردن رنج IP برای این اتاق، از IP هایی که استفاده نشده است، استفاده می­کنیم.

IP هایی که در اختیارداریم به‌صورت زیر است:

۱۹۲.۱۶۸.۱.۶۴

به این خاطر، از عدد ۶۴ در آخر این IP استفاده کردم که ۶۴ تا آدرس به اتاق قبلی داده شده است و قابل‌استفاده نیست.

مانند اتاق قبلی، شما به ۶۴، IP نیاز دارید، چون ۵۰ بین ۳۲ و ۶۴ قرار دارد، پس ۶۴ انتخاب می‌شود.

IP و subnet mask برای این اتاق، به‌صورت زیر است:

۱۹۲.۱۶۸.۱.۶۴~۱۲۸

۲۵۵.۲۵۵.۲۵۵.۱۹۲

   برای اتاق سوم (طراحی)، احتیاج به ۱۴،IP  داریم، باید از بین ۸ و ۱۶ عدد ۱۶ را انتخاب کنیم، پس IP و subnet mask به ‌صورت زیر می‌شود:

۱۹۲.۱۶۸.۱.۱۲۹~۱۴۵

۲۵۵.۲۵۵.۲۵۵.۲۴۰

   باید متوجه شده باشید که ما احتیاج به ۱۶، IP داریم، پس برای به دست آوردن subnet mask باید ۱۶ را از ۲۵۶ کم کنیم تا عدد آخر که ۲۴۰ است به دست بیاید.

   با این حساب، جدول نهایی IP ها به‌صورت زیر است:

در این رنج­ ها، حداقل هدر رفت IP را داشتیم.

   در این قسمت اگر مشکلی داشتید، می‌توانید از طریق ایمیل با من در تماس باشید.

IP ها به دو نوع Class Full و Class Less تقسیم می­شوند که کلاس­های A,B,C از نوع Class Full می­باشند، به این دلیل به آن‌ها Class Full می­گویند که subnet mask آن‌ها ثابت است و تغییری نمی­کند، مثلاً ۲۵۵.۲۵۵.۰.۰ که این subnet مربوط به Class b است.

CIDR (Class Less Inter-Domain Routing)

این قسمت را با کمال دقت بخوانید.

   این دسته از IP ها برای شرکت­هایی که ارائه‌دهنده‌ی خدمات اینترنتی هستند(ISP) به کار می­رود. برای این شبکه­ها، مهم است که چه مقدار IP را به چه کسی می­دهند.

IP    هایی که به‌عنوان Class Less شناخته می­شوند، به‌صورت زیر می­باشند:

۱۷۲.۱۶.۱.۱/۱۶

   یک‌چیز جدید در این IP مشاهده می­کنید و آن‌ هم، یک slash به همراه یک شماره ۱۶ است که نشان‌دهنده‌ی تعداد شبکه یا همان Net ID است که در این رابطه باهم به‌صورت کامل بحث می­کنیم.

   بعد از Slash، عددی بین ۱ تا ۳۲ قرار می­گیرد. این همان عددی است که در ابتدای کار اشاره کردیم، یعنی هر IP از چهار قسمت هشت‌تایی تشکیل‌شده که می‌شود ۳۲ تا، توجه داشته باشید که حداکثر عددی که پشت slash قرار می­گیرد ۳۰ است، چون ۲ بیت برای host Bite است.

   مثال: تعداد Host و subnet mask رنج IP زیر را به دست می­آوریم:

۱۹۲.۱۶۸.۱.۱/۲۴

سریع­‌ترین روش برای به دست آوردن جواب به‌صورت زیر است:

هر قسمت از IP از هشت بیت تشکیل شده است که به ‌صورت زیر است:

   در مثالی که زدیم /۲۴ است که اگر به شکل نگاه کنید ۳ تا octet اول را باهم جمع کنیم ۲۴ می‌شود، پس می­توانIP  و Subnet mask را به این صورت نوشت:

۱۹۲.۱۶۸.۱.۰

۲۵۵.۲۵۵.۲۵۵.۰

/۲۴ می­گوید که ۳ تاoctet  اول ثابت باشد و octet آخر تغییر کند.

مثال بعدی:

۱۷۲.۱۶.۱.۱/۱۷

اگر به شکل زیر درست نگاه کنید ۱۶ عدد اول را داریم، پس ۲تا عدد اول IP ثابت است که در یک‌گوشه می­نویسیم ۱۷۲.۱۶ بعد عدد ۱۷ در octet  سوم قرار دارد؛ پس، فقط با octet  سوم کار می­کنیم.

سریع اعداد ۱   ۲   ۴   ۸   ۱۶   ۳۲   ۶۴   ۱۲۸ یادداشت می­کنیم و بعد از آن، این اعداد را بالای عدد ۱۷ تا ۲۴ از سمت چپ به راست قرار می‌دهیم تا عدد ۱۷ را پیدا کنیم. به شکل زیر توجه کنید:

   در این شکل، به ‌راحتی می‌توانید درک کنید که /۱۷ یعنی چه، ببینید سؤال از ما /۱۷ را می­خواهد، پس طبق شکل، ما با octed3 کار داریم و دو octet اول را به‌صورت ثابت می­نویسیم، چون تمام اعداد آن ۱ است، پس برای به دست آوردن عدد ۱۷، باید اعداد  ۱    ۲    ۴        ۸        ۱۶      ۳۲     ۶۴     ۱۲۸   را   یادداشت کرده و از سمت چپ، اعداد ۱۷ تا ۲۴ را به آن‌ها اختصاص دهیم، یعنی عدد اولی که ۱۲۸ باشد، به ‌عنوان عدد ۱۷ است و عدد دوم که عدد ۶۴ باشد، به ‌عنوان عدد ۱۸ است. به شکل زیر توجه کنید:

پس ۱۷ همان عدد ۱۲۸ است. این عدد را از ۲۵۶ کم می­کنیم وsubnet mask  ما به دست می­آید.

۱۷۲.۱۶.۰~۱۲۷.۰

۲۵۵.۲۵۵.۱۲۸.۰

مثال پایانی این بحث:

همان‌طور که مشاهده می­کنید /۱۱ از octed  اول رد شده است، پس با octed  دوم کار داریم این قسمت از عدد ۹ شروع شده و به ۱۶ ختم می‌شود. عددی که در مثال گفته /۱۱ است، پس از ۹ و ۱۰ باید بگذریم تا به عدد ۱۱ برسیم. برای این منظور اعداد ۱   ۲        ۴        ۸        ۱۶      ۳۲     ۶۴     ۱۲۸   و از سمت چپ اعداد را با شماره ۹ و بعد ۱۰ و بعد ۱۱ شماره‌گذاری می­کنیم، مانند شکل بالا عدد زیر ۱۱ که عدد ۳۲ است را از ۲۵۶ کم می­کنیم که ۲۲۴ به دست می­ آید.

۱۰.۰~۳۲.۰.۰

۲۵۵.۲۲۴.۰.۰