Geek School Learning Windows 7 - Grundläggande IP-adresser
I denna utgåva av Geek School ska vi titta på hur IP-adressering fungerar. Vi kommer också att täcka några avancerade ämnen som hur din dator bestämmer om enheten du kommunicerar med ligger på samma nätverk som dig. Vi kommer då att avsluta med en kort titt på två namnupplösningsprotokoll: LLMNR och DNS.
Var noga med att kolla in de tidigare artiklarna i denna Geek School-serie på Windows 7:
- Introduktion till How-To Geek School
- Uppgraderingar och migreringar
- Konfigurera enheter
- Hantera diskar
- Hantera applikationer
- Hantera Internet Explorer
Och håll dig uppdaterad för resten av serien hela veckan.
IP-grundval
När du skickar ett brev via snigelpost måste du ange adressen på den person som du vill ta emot mailet. På samma sätt, när en dator skickar ett meddelande till en annan dator måste den ange adressen som meddelandet ska skickas till. Dessa adresser kallas IP-adresser och ser oftast ut så här:
192.168.0.1
Dessa adresser är adresser IPv4 (Internet Protocol Version 4) och som de flesta saker idag är de en enkel abstraktion om vad datorn faktiskt ser. IPv4-adresser är 32-bitars, vilket innebär att de innehåller en kombination av 32 en och nollor. Datorn skulle se adressen ovan som:
11000000 10101000 00000000 00000001
Obs! Varje decimal oktett har ett maximalt värde av (2 ^ 8) - 1 vilket är 255. Detta är det maximala antalet kombinationer som kan uttryckas med 8 bitar.
Om du vill konvertera en IP-adress till sin binära ekvivalent kan du skapa en enkel tabell, som nedan. Ta sedan en sektion av IP-adressen (tekniskt kallad en oktett), till exempel 192, och flytta från vänster till höger, kolla om du kan subtrahera numret i tabellens rubrik från ditt decimaltal. Det finns två regler:
- Om siffran i tabellens rubrik är mindre än eller lika med ditt nummer markerar du kolumnen med ett 1. Ditt nya nummer blir då det nummer du hade subtraherat numret i kolumnrubriken. Till exempel är 128 mindre än 192 så jag markerar 128-kolumnen med en 1. Jag är sedan kvar med 192 - 128, vilket är 64.
- Om siffran är större än det nummer du har, markera det med en 0 och fortsätt.
Så här ser det ut med vår exempeladress på 192.168.0.1
| 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 |
I ovanstående exempel tog jag vår första oktett av 192 och markerade 128-kolumnen med en 1. Jag blev sedan kvar med 64 vilket är samma som numret som andra kolumnen så jag markerade den med en 1 också. Jag var nu kvar med 0 sedan 64 - 64 = 0. Det innebar att resten av raden var alla nollor.
I den andra raden tog jag den andra oktetten 168. 128 är mindre än 168 så jag markerade den med en 1 och var kvar med 40. 64 var då större än 40 så jag markerade den med 0. När jag flyttade in i tredje kolumnen, 32 var mindre än 40 så jag markerade den med en 1 och var kvar med 8. 16 är större än 8 så jag markerade den med 0. När jag kom till kolumnen 8 så markerade jag den med 1 som lämnade mig med 0 så resten av kolumnerna märktes med 0.
Den tredje oktetten var 0, och inget kan gå in i 0 så vi markerade alla kolumner med noll.
Den sista oktetten var 1 och ingenting kan gå in i 1 utom 1, så jag markerade alla kolumner med 0 tills vi kom till kolumnen 1 där jag markerade den med en 1.
Subnet Masks
Obs! Subnetmaskeringen kan bli väldigt komplex, så för omfattningen av den här artikeln kommer vi bara att diskutera klassiska subnetmasker.
En IP-adress består av två komponenter, en nätverksadress och en värdadress. Subnätmasken är det som används av din dator för att skilja din IP-adress från nätverksadressen och värdadressen. En subnätmask ser vanligtvis ut som detta.
255.255.255.0
Vilket i binärt ser ut så här.
11111111.11111111.11111111.00000000
I en nätmask anges nätverksbitarna av 1s och värdbitarna betecknas av 0s. Du kan se från ovanstående binära representation att de tre första oktetterna i IP-adressen används för att identifiera det nätverk som enheten hör till och den sista oktetten används för värdadressen.
Med tanke på en IP-adress och en nätmask kan våra datorer se om enheten är i samma nätverk genom att utföra en bitvis AND-operation. Till exempel, säg:
- computerOne vill skicka ett meddelande till computerTwo.
- computerOne har en IP på 192.168.0.1 med en nätmask av 255.255.255.0
- computerTwo har en IP på 192.168.0.2 med en nätmask av 255.255.255.0
computerOne beräknar först bitvis AND av sin egen IP- och subnätmask.
Obs! Om du använder en bitvis AND-funktion, om motsvarande bitar är båda 1 är resultatet ett 1, annars är det en 0.
11000000 10101000 00000000 00000001
11111111 11111111 11111111 0000000011000000 10101000 00000000 00000000
Det beräknar då bitvis AND för computerTwo.
11000000 10101000 00000000 00000010
11111111 11111111 11111111 0000000011000000 10101000 00000000 00000000
Som du kan se är resultaten av de bitvisa operationerna samma, så det betyder att enheterna är i samma nätverk.
Klasser
Som du förmodligen har gissat nu, desto mer nätverk (1s) du har i din subnätmask, desto mindre värd (0s) kan du ha. Antalet värdar och nätverk du kan ha är uppdelat i 3 klasser.
| Networks | Subnet Mask | Networks | värdar | |
| Klass A | 1-126.0.0.0 | 255.0.0.0 | 126 | 16 777 214 |
| Klass B | 128-191.0.0.0 | 255.255.0.0 | 16 384 | 65 534 |
| Klass C | 192-223.0.0.0 | 255.255.255.0 | 2 097 152 | 254 |
Reserverade områden
Du kommer märka att området 127.x.x.x har utelämnats. Detta beror på att hela sortimentet är reserverat för något som kallas din loopback-adress. Din loopback-adress pekar alltid på din egen dator.
169.254.0.x-serien var också reserverad för något som kallas APIPA som vi kommer att diskutera senare i serien.
Privata IP-områden
Fram till några år sedan hade varje enhet på internet en unik IP-adress. När IP-adresser började springa ut, introducerades ett koncept som kallades NAT, vilket lade till ett annat lager mellan våra nätverk och internet. IANA bestämde att de skulle reservera en rad adresser från varje klass av IP: er:
- 10.0.0.1 - 10.255.255.254 från klass A
- 172.16.0.1 - 172.31.255.254 från klass B
- 192.168.0.1 - 192.168.255.254 från klass C
I stället för att tilldela varje enhet i världen en IP-adress, tillhandahåller din Internetleverantör en enhet som heter NAT Router som tilldelas en enda IP-adress. Du kan sedan tilldela dina enheter IP-adresser från det lämpligaste privata IP-området. NAT Routern upprätthåller sedan en NAT-tabell och proxies din anslutning till internet.
Obs! IP-routerns IP-adress tilldelas vanligtvis dynamiskt via DHCP, så det ändras normalt beroende på de begränsningar som din ISP har på plats.
Namnupplösning
Det är mycket lättare för oss att komma ihåg mänskliga läsbara namn som FileServer1 än det är att komma ihåg en IP-adress som 89.53.234.2. På små nätverk, där andra namnlösningslösningar som DNS inte finns, när du försöker öppna en anslutning till FileServer1 kan datorn skicka ett multicast-meddelande (vilket är ett fint sätt att säga skicka ett meddelande till varje enhet i nätverket) frågar vem FileServer1 är. Denna metod för namnupplösning kallas LLMNR (Link-Lock Multicast Name Resolution) och medan det är en perfekt lösning för ett hem- eller litet företagsnätverk, går det inte bra ut, för det första för att sändning till tusentals kunder tar för lång tid och för det andra eftersom sändningar inte typiskt går över routrarna.
DNS (Domännamnssystem)
Den vanligaste metoden att lösa problemet med skalbarhet är att använda DNS. Domännamnssystemet är telefonboken för ett visst nätverk. Den kartlägger mänskliga läsbara maskinnamn till sina underliggande IP-adresser med hjälp av en jätte databas. När du försöker öppna en anslutning till FileServer1 frågar datorn om din DNS-server, som du anger, vilken FileServer1 är. DNS-servern svarar sedan med en IP-adress som din dator i sin tur kan ansluta till. Det här är också namnlösningsmetoden som används av det största nätverket i världen: Internet.
Ändra nätverksinställningarna
Högerklicka på ikonen för nätverksinställningar och välj Öppna nätverk och delningscenter från snabbmenyn.
Klicka nu på hyperlänken Ändra adapterinställningar på vänster sida.
Högerklicka sedan på nätverksadaptern och välj Egenskaper från snabbmenyn.
Välj nu Internet Protocol Version 4 och klicka sedan på egenskapsknappen.
Här kan du konfigurera en statisk IP-adress genom att välja alternativknappen för "Använd följande IP-adress". Beväpnad med informationen ovan kan du fylla i en IP-adress och subnätmask. Standardgatewayen, för alla ändamål, är din routers IP-adress.
I närheten av dialogrutan kan du ställa in adressen på din DNS-server. Hemma har du förmodligen ingen DNS-server, men routern har ofta en liten DNS-cache och vidareutfrågningar till din Internetleverantör. Alternativt kan du använda Googles offentliga DNS-server, 8.8.8.8.
Läxa
- Det finns inga läxor för idag, men det här har varit en lång, så läs om det igen. Om du fortfarande är hungrig för mer information kan du läsa på ett avancerat nätverksämne som heter CIDR (Classless Interdomain Routing).
Om du har några frågor kan du tweeta mig @taybgibb, eller bara lämna en kommentar.
