Компьютерные сети: IP-адресация и поиск

IP-адреса и маски подсети, адрес сети и ёмкость подсети, структура адреса ресурса и доменные имена, язык поисковых запросов. 100 заданий на отработку.

Простыми словами

IP-адрес — как номер телефона с кодом города: левая часть указывает сеть, правая — конкретный компьютер (узел) в ней. Где кончается «код города», показывает маска подсети.

IP-адрес (IPv4) — 32 бита, записанные четырьмя числами от 0 до 255 через точку. Маска — 32 бита: сначала только единицы, затем только нули. Единицы маски отмечают адрес сети, нули — номер узла. Запись /18 (префикс) — число единиц в маске.

Байт маски	128	192	224	240	248	252	254	255
Единиц	1	2	3	4	5	6	7	8

255.255.192.0: $8 + 8 + 2 + 0 = 18$ единиц, префикс /18; нулей (разрядов узла) $32 - 18 = 14$ .
/25: $25 = 8 + 8 + 8 + 1$ — маска 255.255.255.128.
255.255.224.0: единиц $8 + 8 + 3 = 19$ , под номер узла $32 - 19 = 13$ разрядов.

Адрес сети

Адрес сети = поразрядная конъюнкция (И) адреса узла и маски: где в маске 1, бит адреса сохраняется, где 0 — обнуляется. Байт маски 255 копирует байт адреса, байт 0 даёт 0; считать в двоичной нужно только «смешанный» байт.

Последний байт:

217 = 1101100 1_{2}

240 = 1111000 0_{2}

, И даёт

1101000 0_{2} = 208

IP 172.245.145.121, маска 255.255.252.0.

Первые два байта копируем: 172.245; последний обнуляем.
Третий: $145 = 1001000 1_{2}$ , $252 = 1111110 0_{2}$ , И: $1001000 0_{2} = 144$ .
Адрес сети: 172.245.144.0.

Быстрый способ для смешанного байта: шаг подсети $= 256 -$ (байт маски). Адрес сети — наибольшее кратное шагу, не превосходящее байт адреса. Маска 240: шаг 16, $217 \to 208$ ( $16 \cdot 13$ ).

Ёмкость и границы подсети

N = 2^{k}, N_{узлов} = 2^{k} - 2

k

— число нулей в маске,

N

— всего адресов

Первый адрес подсети (все биты узла — 0) — адрес самой сети, последний (все — 1) — широковещательный. Узлам их не назначают.

Маска 255.255.240.0: нулей $4 + 8 = 12$ , адресов $2^{12} = 4096$ .
IP …217, маска …240: сеть …208, широковещательный $208 + 16 - 1 = 223$ . Наибольший адрес узла — 222, наименьший — 209.
IP …230, маска …192: шаг 64, сеть …192. Наименьший адрес узла — 193.

Два адреса в одной подсети, если у них одинаковый адрес сети при данной маске. Маска …192, узел A …100 (сеть …64, диапазон 64–127): адрес …120 — в той же подсети, …130 — нет (сеть …128).

Вопрос «сколько всего адресов» и «сколько можно назначить узлам» — разные: ответы отличаются на 2.

Адрес ресурса и доменное имя

протокол www.reknow.ru www.reknow.ru www.reknow.ru https :// сервер www.reknow.ru www.reknow.ru www.reknow.ru kursy.omsk.ru каталог www.reknow.ru www.reknow.ru www.reknow.ru /kurs/ файл www.reknow.ru www.reknow.ru www.reknow.ru urok.htm

протокол :// сервер / каталог / файл

Доменное имя читают справа налево: ru — домен верхнего (первого) уровня, omsk — второго, kursy — третьего. Уровней столько, сколько частей между точками: в kursy.omsk.ru их 3. Имя в IP-адрес переводит служба DNS.

Каталог стоит после имени сервера и окружён косыми чертами: /kurs/. Домен верхнего уровня — самая правая часть имени сервера, а не начало адреса.

Поисковые запросы

& (И) — нужны оба слова, страниц меньше; | (ИЛИ) — хватит одного, страниц больше.

N (A ∣ B) = N (A) + N (B) - N (A & am p; B)

N

— число найденных страниц

Крейсер — 600, Линкор — 649, Крейсер | Линкор — 1199. Сколько найдёт Крейсер & Линкор?

$N (A & am p; B) = 600 + 649 - 1199 = 50$ .

Нарисуйте два пересекающихся круга: при сложении $N (A) + N (B)$ общая часть посчитана дважды — её вычитают один раз.

Примеры заданий

Это несколько заданий из тренажёра, остальные — в тренажёре в начале страницы.

Узел имеет IP-адрес 172.66.141.217, маска подсети 255.255.255.240. Чему равен последний (четвёртый слева) байт НАИБОЛЬШЕГО адреса, который можно назначить узлу этой подсети?

Адрес в подсети	Значение
адрес сети (не назначается)	172.66.141.208
наименьший адрес узла	?
наибольший адрес узла	?
широковещательный адрес	172.66.141.223

Показать ответ

Ответ: 222
Решение. Адрес сети 172.66.141.208, широковещательный адрес 172.66.141.223; он узлу не назначается, поэтому наибольший адрес узла оканчивается на 222.

Узел имеет IP-адрес 192.151.218.230, маска подсети 255.255.255.192. Чему равен последний (четвёртый слева) байт НАИМЕНЬШЕГО адреса, который можно назначить узлу этой подсети?

Адрес в подсети	Значение
адрес сети (не назначается)	192.151.218.192
наименьший адрес узла	?
наибольший адрес узла	?
широковещательный адрес	192.151.218.255

Показать ответ

Ответ: 193
Решение. Адрес сети 192.151.218.192 узлу не назначается, поэтому наименьший адрес узла — 192.151.218.193, его последний байт равен 193.

Узел A имеет IP-адрес 172.12.27.76. Маска подсети во всей сети равна 255.255.255.0. Сколько из трёх перечисленных в таблице адресов принадлежат той же подсети, что и узел A?

Адрес узла	Та же подсеть?
172.12.27.57	?
172.12.27.33	?
172.12.29.2	?

Показать ответ

Ответ: 2
Решение. Адрес сети узла A: 172.12.27.0. Адреса сетей остальных узлов: 172.12.27.57 → 172.12.27.0; 172.12.27.33 → 172.12.27.0; 172.12.29.2 → 172.12.29.0. Совпадений: 2.

Маска подсети записана в виде /18. Как она выглядит в обычной записи (четыре числа через точку)?

Префикс	Маска
/24	255.255.255.0
/25	255.255.255.128
/26	255.255.255.192
/27	255.255.255.224
/28	255.255.255.240
/29	255.255.255.248

255.255.240.0
255.255.128.0
255.255.192.0
255.255.224.0

Показать ответ

Ответ: 255.255.192.0
Решение. Двоичная запись: 11111111.11111111.11000000.00000000 = 255.255.192.0.

В таблице приведено количество страниц, найденных поисковой системой по запросам. Сколько страниц будет найдено по запросу Крейсер & Линкор?

Запрос	Найдено страниц
Крейсер	905
Линкор	762
Крейсер & Линкор	?
Крейсер \| Линкор	1617

Показать ответ

Ответ: 50
Решение. Из формулы N(Крейсер | Линкор) = N(Крейсер) + N(Линкор) − N(Крейсер & Линкор) получаем N(Крейсер & Линкор) = 905 + 762 − 1617 = 50.

В таблице приведено количество страниц, найденных поисковой системой по запросам. Сколько страниц будет найдено по запросу Крейсер | Линкор?

Запрос	Найдено страниц
Крейсер	341
Линкор	893
Крейсер & Линкор	35
Крейсер \| Линкор	?

Показать ответ

Ответ: 1199
Решение. N(Крейсер | Линкор) = N(Крейсер) + N(Линкор) − N(Крейсер & Линкор) = 341 + 893 − 35 = 1199.

В таблице приведено количество страниц, найденных поисковой системой по запросам. Сколько страниц будет найдено по запросу Фрегат & Шхуна?

Запрос	Найдено страниц
Фрегат	645
Шхуна	655
Фрегат & Шхуна	?
Фрегат \| Шхуна	1130

Показать ответ

Ответ: 170
Решение. Из формулы N(Фрегат | Шхуна) = N(Фрегат) + N(Шхуна) − N(Фрегат & Шхуна) получаем N(Фрегат & Шхуна) = 645 + 655 − 1130 = 170.