Класс сетей интернета и его влияние на работу (5 видео)

Интернет – это глобальная компьютерная сеть, которая связывает миллионы устройств по всему миру. В то время как интернет – это сеть сетей, классификация его по классам не совсем применима. Классы сетей, которые используются в компьютерных сетях, были созданы для структурирования и определения размеров традиционных локальных сетей (LAN), но они не имеют прямого отношения к Интернету.

Тем не менее, для понимания архитектуры Интернета можно обратиться к протоколу сетевого уровня – IP (Internet Protocol). Впервые IP-протокол был разработан в 1970-х годах и с тех пор сильно эволюционировал. IP-адреса, которые используются в Интернете, раньше были разделены на классы, но сейчас используется более гибкая схема – CIDR (Classless Inter-Domain Routing).

Схема CIDR позволяет гибко выделять и использовать IP-адреса для различных сетей и подсетей, включая сети с различным количеством устройств. Это позволяет эффективнее использовать адресное пространство и снижает вероятность исчерпания IP-адресов.

Содержание

Класс сетей, к которому относится интернет
IPv4
Структура IPv4 адресов
Ограничения IPv4
Проблема исчерпания адресного пространства IPv4
IPv6
Расширенное адресное пространство IPv6
Улучшенная масштабируемость IPv6
📽️ Видео

Видео:Принципы работы компьютерных сетейСкачать

Класс сетей, к которому относится интернет

Класс A сети используются для больших сетей, таких как корпоративные или государственные сети. Они имеют очень большое количество уникальных IP-адресов и позволяют подключать множество устройств. Такие сети используются для связи организаций во всем мире.

Класс B сети предназначены для средних сетей, таких как университетские или региональные сети. Они имеют меньшее количество уникальных IP-адресов по сравнению с классом А, но все равно позволяют подключать много устройств и работать с большим количеством пользователей.

Класс C сети используются для малых сетей, таких как домашние или небольшие офисные сети. Они имеют самое малое количество уникальных IP-адресов из всех классов, но обеспечивают достаточное количество адресов для основных потребностей таких сетей.

Эти классы IP-сетей позволяют эффективно использовать адресное пространство и обеспечивают гибкость для роста сетей и подключения новых устройств. Они также имеют свои особенности и ограничения, которые учтены при разработке и использовании протокола интернета и IP-адресов.

Видео:Правила поведения в сети ИнтернетСкачать

IPv4

Он используется для идентификации и маршрутизации сетевых данных.

IPv4 адрес состоит из 32-х бит, которые делятся на 4 октета.

Каждый октет представляется в виде десятичного числа от 0 до 255, разделенного точками.

Например, 192.168.0.1.

IPv4 адреса используются для идентификации устройств в сети.

Каждое устройство, подключенное к интернету, должно иметь уникальный IPv4 адрес.

Это позволяет маршрутизаторам отправлять пакеты данных по правильному пути и обеспечивает связь между устройствами.

Однако, IPv4 имеет ограниченное адресное пространство,

что означает, что число доступных уникальных адресов ограничено.

Изначально было предположение, что 4 миллиарда адресов будет достаточно,

но с ростом интернета и увеличением числа подключенных устройств,

адресное пространство IPv4 начало исчерпываться.

Исчерпание адресного пространства IPv4 является серьезной проблемой,

так как ограниченное число доступных адресов может привести к невозможности подключения новых устройств к интернету.

Чтобы решить эту проблему, была разработана новая версия протокола — IPv6.

IPv4 является основным протоколом, используемым в интернете,

и все современные сети поддерживают его.

Несмотря на проблему с исчерпанием адресного пространства,

IPv4 продолжает использоваться в настоящее время и будет поддерживаться в будущем.

Структура IPv4 адресов

Каждое из четырех чисел в адресе является октетом, которые записываются в двоичной системе счисления. Таким образом, адрес 192.168.0.1 может быть записан как 11000000.10101000.00000000.00000001.

Сеть IPv4 состоит из двух основных частей: сетевого адреса и адреса узла. Сетевой адрес определяет саму сеть, а адрес узла — конкретное устройство в этой сети.

Из адреса IPv4 можно определить, к какой сети и подсети принадлежит устройство. Для этого используется маска подсети, которая определяет, какие биты адреса относятся к сетевому адресу, а какие — к адресу узла.

Маска подсети представляется также в виде четырех чисел, разделенных точками, но вместо чисел указывается количество единиц в двоичной записи адреса. Например, маска подсети 255.255.255.0 указывает, что первые 24 бита адреса относятся к сетевому адресу, а последние 8 бит — к адресу узла.

Структура IPv4 адресов позволяет разделять сети на подсети и эффективно использовать доступное адресное пространство. Однако, с учетом ограниченного количества адресов IPv4 (около 4,3 млрд адресов), возникает проблема исчерпания адресного пространства. Для решения этой проблемы был разработан новый протокол IPv6, который имеет расширенное адресное пространство и улучшенную масштабируемость.

Ограничения IPv4

Адреса IPv4 состоят из 32-битных чисел и могут принимать значения от 0 до 255 в каждом октете. В результате общее количество доступных адресов ограничено – всего около 4,3 миллиарда адресов. Причем, из них некоторые адреса зарезервированы для специальных нужд и не могут использоваться для общего доступа.

Это количество может показаться большим, но с ростом числа устройств, подключенных к Интернету, оно стало недостаточным. Адреса IPv4 распределяются региональными интернет-регистраторами, и с каждым годом становится все сложнее найти свободный IPv4 адрес.

Еще одним ограничением IPv4 является его недостаточная масштабируемость. Использование адресов IPv4 обусловлено фиксированностью иерархической структуры Интернета. В IPv4 адреса делятся на классы A, B, C, D и E, где классы А, В и С разделены на подклассы. Эта иерархическая структура ограничивает возможности масштабирования сети и усложняет их управление.

Ограничения IPv4 привели к проблеме нехватки IPv4 адресных ресурсов, называемой исчерпанием адресного пространства. Поскольку адреса IPv4 заканчиваются, появилась потребность в поиске альтернативных решений.

Были предприняты различные меры для улучшения ситуации, включая использование технологий Network Address Translation (NAT) и разработку нового поколения протокола — IPv6. IPv6 предоставляет значительно большее адресное пространство, состоящее из 128-битных адресов, обеспечивая около 3,4×10^38 возможных комбинаций адресов.

В результате, ограничения IPv4 побудили к разработке и внедрению нового поколения протокола IPv6, которое стало основой для решения проблемы исчерпания адресного пространства и обеспечило заметное повышение масштабируемости Интернета.

Проблема исчерпания адресного пространства IPv4

Большая часть доступных адресов уже занята и использовается провайдерами интернета, фирмами и отдельными пользователями. Это создает проблему для новых устройств, которые нуждаются в подключении к интернету. Возникает дефицит IPv4 адресов, а его последствия видны уже сейчас.

Для решения данной проблемы был разработан новый протокол – IPv6. IPv6 использует адреса длиной в 128 бит и обеспечивает гораздо большее количество уникальных комбинаций адресов. Это решение позволяет избежать исчерпания адресного пространства и обеспечить подключение всех новых устройств к интернету.

Однако, переход на IPv6 влечет за собой ряд технических и организационных проблем. Не все устройства и сервисы поддерживают новый протокол, что может привести к несовместимости и проблемам с подключением к сети.

Тем не менее, проблема исчерпания адресного пространства IPv4 является актуальной и необходимо активно искать решение. В настоящее время провайдеры и организации по всему миру проводят переход на IPv6, чтобы обеспечить дальнейшее развитие и масштабирование интернета.

Видео:IP-адреса | Курс "Компьютерные сети"Скачать

IPv6

Основным преимуществом IPv6 является значительно большая длина адреса, состоящего из 128 бит, в сравнении с IPv4, где адрес имеет длину 32 бита. Это позволяет создавать гораздо больше уникальных IP-адресов. В результате, IPv6 может обеспечить подключение большего числа устройств к интернету без нехватки адресов.

Кроме того, IPv6 включает в себя функции, которые упрощают настройку и обеспечивают большую безопасность сетей. Например, IPv6 поддерживает автоматическую настройку адресов, которая позволяет устройствам самостоятельно назначать себе глобальные IP-адреса. IPv6 также включает в себя функции для безопасной передачи данных, аутентификации и шифрования.

Другим важным преимуществом IPv6 является улучшенная масштабируемость. IPv6 включает в себя механизмы, позволяющие более эффективно маршрутизировать трафик в сети. Это позволяет более эффективно использовать ресурсы сети и обеспечивает более высокую производительность.

IPv6 уже активно применяется во многих сетях и сервисах, включая мобильные сети, облачные вычисления и интернет вещей. Однако, процесс полного перехода на IPv6 еще не завершен, и IPv4 продолжает использоваться параллельно. Поэтому, понимание IPv6 и его реализация являются важными задачами для сетевых специалистов и разработчиков.

Расширенное адресное пространство IPv6

IPv6 использует 128-битные адреса, в то время как IPv4 использует всего 32 битных адреса. Это значительно увеличивает количество доступных адресов, что позволяет более эффективно и удобно подключать большое количество устройств к Интернету.

Расширенное адресное пространство IPv6 также предоставляет улучшенную масштабируемость, что означает лучшую возможность управления сетевыми ресурсами. Это позволяет провайдерам интернет-услуг и организациям легче предоставлять доступ к Интернету, а также эффективно и безопасно управлять своими сетями.

Кроме того, расширенное адресное пространство IPv6 обеспечивает несколько других преимуществ. Оно позволяет реализовывать более эффективную маршрутизацию, а также обеспечивает большую безопасность и защиту данных. Также IPv6 предоставляет возможность использования уникальных IP-адресов для каждого устройства, что облегчает идентификацию и отслеживание устройств в сети.

В целом, расширенное адресное пространство IPv6 является одним из ключевых преимуществ этого протокола. Оно позволяет эффективно решать проблему исчерпания адресов IPv4 и обеспечивает лучшую масштабируемость, безопасность и удобство использования сети Интернет.

Улучшенная масштабируемость IPv6

IPv6, наследник IPv4, предложен для решения проблемы исчерпания адресного пространства. Однако одного расширенного адресного пространства недостаточно для обеспечения устойчивой работы интернета в условиях постоянного роста числа подключенных устройств и передачи большого объема данных.

Особенностью и преимуществом IPv6 является его улучшенная масштабируемость. Это достигается за счет более длинных IPv6 адресов, которые состоят из 128 бит. В сравнении с 32-битными IPv4 адресами, IPv6 может предоставить намного больше комбинаций адресов.

IPv6 позволяет создавать огромное количество уникальных адресов, что обеспечивает перспективу для безграничного роста интернета. В IPv6 адресном пространстве имеется около 3,4×10^38 уникальных адресов, что практически невозможно заполнить даже в долгосрочной перспективе.

Это позволяет подключать гораздо больше устройств и обеспечивать персональные IP-адреса для каждого из них, а также создавать и развивать сложные сетевые инфраструктуры. Например, IPv6 позволяет развивать Internet of Things (IoT) и создавать технологии будущего, такие как умный дом, автоматизация производства и транспортные сети.

Также благодаря улучшенной масштабируемости IPv6 становится возможным более гибкое и эффективное использование IP-адресов. IPv6 позволяет использовать сетевую адресацию по блокам, что обеспечивает оптимальное распределение ресурсов сети. Кроме того, в IPv6 существует возможность динамического изменения IP-адресов, что значительно повышает гибкость и управляемость сети.

Однако, внедрение IPv6 требует значительных изменений в сетевой инфраструктуре и оборудовании. Необходимо адаптировать существующие протоколы и программное обеспечение для поддержки IPv6. Несмотря на это, IPv6 является неизбежным шагом в развитии интернета и обеспечении его стабильной работы в будущем.