Geek School Learning Windows 7 - IP-adressering Fundamentals
I denne udgave af Geek School vil vi se på, hvordan IP-adressering fungerer. Vi vil også dække nogle avancerede emner som hvordan din pc bestemmer, om den enhed, du kommunikerer med, er på samme netværk som dig. Vi vil derefter afslutte med et kort kig på to navneopløsningsprotokoller: LLMNR og DNS.
Sørg for at tjekke de tidligere artikler i denne Geek School-serie på Windows 7:
- Introduktion til How-To Geek School
- Opgraderinger og migreringer
- Konfiguration af enheder
- Håndtering af diske
- Administration af applikationer
- Administration af Internet Explorer
Og hold dig indstillet til resten af serien hele ugen lang.
IP Fundamentals
Når du sender et brev via sneglepost, skal du angive adressen på den person, du gerne vil modtage mailen. På samme måde, når en computer sender en besked til en anden computer, skal den angive den adresse, som meddelelsen skal sendes til. Disse adresser kaldes IP-adresser og ser typisk ud som dette:
192.168.0.1
Disse adresser er adresser IPv4 (Internet Protocol Version 4) og ligesom de fleste ting i disse dage er de en simpel abstraktion om, hvad computeren faktisk ser. IPv4-adresser er 32-bit, hvilket betyder, at de indeholder en kombination af 32 og nuller. Computeren ville se adressen ovenfor som:
11000000 10101000 00000000 00000001
Bemærk: Hver decimal oktet har en maksimumsværdi på (2 ^ 8) - 1, som er 255. Dette er det maksimale antal kombinationer, som kan udtrykkes ved hjælp af 8 bit.
Hvis du ønskede at konvertere en IP-adresse til sin binære ækvivalent, kunne du oprette et simpelt bord, som nedenfor. Tag derefter et afsnit af IP-adressen (teknisk kaldet en oktet), for eksempel 192, og flyt fra venstre til højre, hvis du kan trække tallet i overskriften på bordet fra dit decimaltal. Der er to regler:
- Hvis tallet i overskriften på bordet er mindre end eller lig med dit nummer, skal du markere kolonnen med et 1. Dit nye nummer bliver så det nummer, du havde trukket fra nummeret i kolonneoverskriften. For eksempel er 128 mindre end 192, så jeg markerer 128s kolonnen med en 1. Jeg er derefter tilbage med 192 - 128, hvilket er 64.
- Hvis nummeret er større end det nummer, du har, markerer du det med en 0 og fortsæt.
Sådan ser det ud med vores eksempeladresse 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 ovenstående eksempel tog jeg vores første oktet 192 og markerede 128 søjlen med en 1. Jeg blev derefter efterladt med 64, hvilket er det samme som nummeret som anden søjle, så jeg markerede det med en 1. Jeg blev nu tilbage med 0 siden 64 - 64 = 0. Det betød, at resten af rækken var alle nuller.
I den anden række tog jeg den anden oktet, 168. 128 er mindre end 168, så jeg markerede den med en 1 og blev efterladt med 40. 64 var da større end 40, så jeg markerede det med en 0. Da jeg flyttede ind i tredje kolonne, 32 var mindre end 40, så jeg markerede det med en 1 og blev tilbage med 8. 16 er større end 8, så jeg markerede det med en 0. Da jeg kom til kolonnen 8s markerede jeg den med 1, som efterlod mig med 0, så resten af kolonnerne blev markeret med 0.
Den tredje oktet var 0, og intet kan gå ind i 0, så vi markerede alle kolonner med et nul.
Den sidste oktet var 1 og intet kan gå ind i 1 undtagen 1, så jeg markerede alle kolonner med 0, indtil vi kom til kolonnen 1s, hvor jeg markerede den med en 1.
Undernetmasker
Bemærk: Undernetmaskering kan blive meget kompleks, så for omfanget af denne artikel vil vi kun diskutere klassiske subnetmasker.
En IP-adresse består af to komponenter, en netværksadresse og en værtsadresse. Undernetmasken er, hvad der bruges af din computer til at adskille din IP-adresse i netværksadressen og værtsadressen. En subnetmaske ser typisk ud som dette.
255.255.255.0
Hvilket i binært ser sådan ud.
11111111.11111111.11111111.00000000
I en subnetmaske betegnes netværksbitene af 1'erne, og værtsbitene betegnes af 0'erne. Du kan se fra ovenstående binære repræsentation, at de tre første oktetter i IP-adressen bruges til at identificere det netværk, som enheden tilhører, og den sidste oktet bruges til værtsadressen.
Med en IP-adresse og en subnetmaske kan vores computere se, om enheden er på samme netværk ved at udføre en bitvis AND-operation. For eksempel, sig:
- computerOne vil sende en besked til computerTwo.
- computerOne har en IP på 192.168.0.1 med en subnetmaske på 255.255.255.0
- computerTwo har en IP på 192.168.0.2 med en subnetmaske på 255.255.255.0
computerOne beregner først bitvis OG af sin egen IP og subnetmaske.
Bemærk: Ved anvendelse af bitwise AND-drift, hvis de tilsvarende bit er begge 1, er resultatet et 1, ellers er det en 0.
11000000 10101000 00000000 00000001
11111111 11111111 11111111 0000000011000000 10101000 00000000 00000000
Den beregner derefter bitvis AND for computerTwo.
11000000 10101000 00000000 00000010
11111111 11111111 11111111 0000000011000000 10101000 00000000 00000000
Som du kan se, er resultaterne af de bitvise operationer de samme, så det betyder, at enhederne er på samme netværk.
Klasser
Som du sikkert har gættet nu, jo flere netværk (1s) du har i din subnetmaske, desto mindre vært (0s) kan du have. Antallet af værter og netværk, du kan få, er opdelt i 3 klasser.
| netværk | Undernetmaske | netværk | værter | |
| Klasse A | 1-126.0.0.0 | 255.0.0.0 | 126 | 16 777 214 |
| Klasse B | 128-191.0.0.0 | 255.255.0.0 | 16 384 | 65 534 |
| Klasse C | 192-223.0.0.0 | 255.255.255.0 | 2 097 152 | 254 |
Reserverede områder
Du vil bemærke, at området 127.x.x.x er udeladt. Dette skyldes, at hele rækken er forbeholdt noget, der hedder din loopback-adresse. Din loopback-adresse peger altid på din egen pc.
169.254.0.x-serien var også forbeholdt noget, der hedder APIPA, som vi vil diskutere senere i serien.
Private IP-områder
Indtil for få år siden havde hver enhed på internettet en unik IP-adresse. Da IP-adresser begyndte at løbe ud, blev et koncept kaldet NAT indført, hvilket tilføjede et andet lag mellem vores netværk og internettet. IANA besluttede at reservere en række adresser fra hver klasse af IP'er:
- 10.0.0.1 - 10.255.255.254 fra klasse A
- 172.16.0.1 - 172.31.255.254 fra klasse B
- 192.168.0.1 - 192.168.255.254 fra klasse C
Så i stedet for at tildele en enhed i verden en IP-adresse, giver din internetudbyder dig en enhed kaldet en NAT-router, der er tildelt en enkelt IP-adresse. Du kan derefter tildele dine enheder IP-adresser fra det mest egnede private IP-område. NAT Routeren opretholder så en NAT-tabel og proxyer din forbindelse til internettet.
Bemærk: IP'en til din NAT Router tildeles normalt dynamisk via DHCP, så det ændres normalt afhængigt af de begrænsninger, din internetudbyder har på plads.
Navn Resolution
Det er meget lettere for os at huske menneskelige læsbare navne som FileServer1 end det er at huske en IP-adresse som 89.53.234.2. På små netværk, hvor andre navneopløsningsløsninger som DNS ikke eksisterer, når du forsøger at åbne en forbindelse til FileServer1, kan du sende en multicast-besked (hvilket er en fabelagtig måde at sige sende en besked til hver enhed på netværket) spørger hvem FileServer1 er. Denne metode til navneopløsning kaldes LLMNR (Link-Lock Multicast Name Resolution), og selv om det er en perfekt løsning til et hjem- eller lillenetværk, går det ikke i orden, for det første fordi udsendelse til tusindvis af klienter vil tage for lang tid og for det andet fordi udsendelser typisk ikke krydser routere.
DNS (Domain Name System)
Den mest almindelige metode til at løse problemet med skalerbarhed er at bruge DNS. Domænenavnssystemet er telefonbogen i et givet netværk. Den kortlægger menneskelige læsbare maskinnavne til deres underliggende IP-adresser ved hjælp af en kæmpe database. Når du forsøger at åbne en forbindelse til FileServer1, spørger din pc din DNS-server, som du angiver, hvem FileServer1 er. DNS-serveren reagerer derefter med en IP-adresse, som din pc igen kan oprette forbindelse til. Dette er også navnet resolutionsmetoden, der anvendes af det største netværk i verden: internettet.
Ændring af netværksindstillingerne
Højreklik på ikonet for netværksindstillinger, og vælg Åbn netværk og delingscenter fra kontekstmenuen.
Klik nu på hyperlinket Skift adapterindstillinger på venstre side.
Højreklik derefter på netværksadapteren, og vælg Egenskaber fra kontekstmenuen.
Vælg nu Internet Protocol Version 4, og klik derefter på egenskabsknappen.
Her kan du konfigurere en statisk IP-adresse ved at vælge radioknappen til "Brug følgende IP-adresse". Bevæbnet med ovenstående oplysninger kan du udfylde en IP-adresse og en subnetmaske. Standard gatewayen er til alle formål og formål din router's IP-adresse.
Nede i bunden af dialogen kan du angive adressen på din DNS-server. Derhjemme har du sandsynligvis ikke en DNS-server, men din router har ofte en lille DNS-cache og fremadrettede forespørgsler til din internetudbyder. Alternativt kan du bruge Googles offentlige DNS-server, 8.8.8.8.
Lektier
- Der er ingen lektier til i dag, men det har været en lang, så læs det igen. Hvis du stadig er sulten for mere information, kan du læse om et avanceret netværk, der hedder CIDR (Klasseløs Interdomain Routing).
Hvis du har spørgsmål, kan du tweet mig @taybgibb, eller bare forlade en kommentar.
