Jangan takut dengan protokol IP lagi (teks sepanjang 10.000 karakter | Peringatan multi-gambar)

 

Bagi saya pribadi, dalam perkuliahan sarjana saya, kecuali untuk prinsip-prinsip komposisi komputer, jaringan komputer adalah mata kuliah yang paling sulit untuk ditinjau.Kalkulasi alamat IP, pembagian subnet, routing dan penerusan yang tak ada habisnya adalah impian. Melihat ke belakang sekarang, sebenarnya tidak sulit, tetapi sistem pengetahuan pada saat itu benar-benar berantakan.

 

πŸŽ“ Lakukan yang terbaik dan patuhi takdir. Blogger sedang belajar untuk mendapatkan gelar master di Universitas Tenggara, menyukai kebugaran dan bola basket, dan bersedia membagikan apa yang dilihat dan diperolehnya terkait dengan teknologi. Ikuti akun publik @飞倩 小 牛肉 untuk mendapatkan pembaruan artikel sesegera mungkin, dan kami akan membuat kemajuan bersama dalam perjalanan menuju pertumbuhan.

🎁 Artikel ini telah dimasukkan dalam proyek rekomendasi resmi "CS-Wiki" Gitee, dan telah mengumpulkan 1,5k + bintang. Kami berkomitmen untuk menciptakan sistem pengetahuan back-end yang lengkap dan menghindari jalan memutar teknologi. Selamat datang semua teman di datang untuk bertukar dan belajar

πŸ‰ Jika Anda tidak memiliki proyek yang bagus untuk Perekrutan Musim Semi dan Musim Gugur, Anda dapat merujuk ke proyek yang saya tulis tentang proyek rekomendasi resmi "Open Source Community System Echo" Gitee, yang telah mengumpulkan 330+ bintang, berdasarkan SpringBoot + MyBatis + MySQL + Redis + Kafka + Elasticsearch + Spring Security + ... dan menyediakan dokumen pengembangan terperinci dan tutorial pendukung. Anda bisa mendapatkan tutorial pendukung dengan membalas Echo di latar belakang akun resmi, yang masih diperbarui.

0. Kata Pengantar

Bagi saya pribadi, dalam program sarjana saya, kecuali untuk prinsip-prinsip komposisi komputer, jaringan komputer bisa dianggap sebagai mata kuliah yang paling sulit untuk ditinjau.Kalkulasi alamat IP, pembagian subnet, serta routing dan penerusan yang tak ada habisnya adalah impian. Melihat ke belakang sekarang, sebenarnya tidak sulit, tetapi sistem pengetahuan pada saat itu benar-benar berantakan. πŸ‘ Artikel ini memakan waktu lebih dari sepuluh jam dan bekerja keras, saya yakin semua orang akan mendapatkan sesuatu setelah membacanya.

πŸ“’ Ada poin pengetahuan yang lebih banyak dan lebih rinci tentang jaringan komputer ..., artikel ini terutama menjelaskan poin pengetahuan penting yang terkait dengan protokol IP, dan beberapa yang relatif tidak populer tidak akan disebutkan.

1. Berbicara dari lapisan jaringan

Seperti yang kita ketahui bersama, protokol IP termasuk dalam lapisan jaringan. Melihat kembali artikel sebelumnya untuk memahami bagaimana dua komputer berkomunikasi, peran lapisan jaringan adalah:

Mungkin ada banyak tautan data antara dua komputer yang berkomunikasi dalam jaringan komputer, atau banyak subnet komunikasi. Tugas dari lapisan jaringan adalah untuk memilih perutean yang sesuai dan node switching antar jaringan untuk memastikan transmisi data yang tepat waktu .

Dalam istilah awam, peran lapisan data link sangat sederhana, tidak memiliki otak dan hanya bertanggung jawab untuk mentransmisikan data antara dua node yang berdekatan, tidak mengetahui tujuan akhir dari data yang dikirimkannya. Lapisan jaringan adalah otaknya. Lapisan jaringan bertanggung jawab untuk menentukan alamat sumber dan tujuan, dan memberi tahu lapisan data link rute mana yang harus diambil. Gambar di bawah ini bisa dikatakan sangat jelas πŸ‘:

Format data yang dikirimkan oleh lapisan transport ke lapisan jaringan adalah segmen pesan TCP / UDP, dan lapisan jaringan merangkum pesan ini ke dalam datagram IP dan mengirimkannya ke lapisan data link. Pada artikel sebelumnya, kami mengatakan bahwa setiap data link akan menentukan unit transmisi maksimum MTU.Jika panjang datagram IP melebihi MTU, lapisan jaringan akan membagi paket-paket ini menjadi beberapa kelompok (kelompok). Untuk mentransfer. Setelah menerima datagram IP, lapisan data link merangkumnya ke dalam bingkai.

Mengapa unit transmisi (unit protokol) dari lapisan jaringan disebut datagram IP? Itu karena dalam arsitektur TCP / IP, lapisan jaringan menggunakan protokol IP, sehingga disebut datagram IP, atau disingkat datagram. Mari kita jelaskan protokol IP secara rinci πŸ‘‡

2. Apakah protokol IP itu

Protokol IP adalah inti dari seluruh rangkaian protokol TCP / IP dan dasar dari Internet. Protokol ini terletak di lapisan jaringan model TCP / IP.

Protokol IP digunakan untuk melindungi perbedaan dalam jaringan fisik lapisan bawah dan menyediakan datagram IP terpadu untuk lapisan atas .

Protokol ⭐IP menyediakan layanan pengiriman datagram tanpa koneksi, tidak dapat diandalkan, dengan upaya terbaik:

  • 1) Layanan pengiriman tanpa koneksi

    Pengirim bebas mengirim data kapan saja, dan penerima tidak pernah tahu kapan dan di mana data itu akan diterima. Setiap datagram IP diproses dan ditransmisikan secara independen . Urutan datagram yang dikirim oleh host dapat mengambil jalur yang berbeda , dan bahkan mungkin saja beberapa datagram akan hilang selama transmisi.

  • 2) Layanan pengiriman tidak dapat diandalkan

    Protokol IP itu sendiri tidak menjamin hasil pengiriman datagram IP. Dalam proses transmisi, datagram IP mungkin hilang, digandakan, tertunda, rusak, dll. Protokol IP tidak memeriksa konten, dan tidak memberi tahu pengirim dan penerima tentang hasil ini.

    Kehilangan datagram IP oleh router, ICMP ζŠ₯ζ–‡menginformasikan (artikel tindak lanjut akan menjelaskan secara rinci protokol ICMP , jadi pantau terus); jika perlu, oleh entitas tingkat tinggi (seperti TCP) bertanggung jawab atas tindakan pemulihan kesalahan

  • 3) Layanan pengiriman upaya terbaik

    Setiap data link akan menentukan unit transmisi maksimum MTU.Jika panjang datagram IP melebihi MTU, lapisan jaringan akan membagi paket-paket ini menjadi beberapa kelompok (grup) untuk ditransmisikan agar sesuai dengan jaringan transmisi tertentu.

3. Isi penting dari protokol IP: alamat IP

① Selidiki alamat IP

Alamat IP adalah konten yang sangat penting dalam protokol IP, dan datagram IP berisi alamat IP penerima / pengirim . Jadi, apa itu alamat IP?

Artinya, setiap perangkat di Internet memiliki alamat uniknya sendiri di dunia , yang disebut "alamat IP". Justru karena alamat IP itulah pengguna dapat beroperasi secara efisien dan nyaman di komputer dalam jaringan. Pilih objek yang Anda butuhkan dari ribuan komputer.

Alamat IP seperti nomor telepon (kode alamat): Dengan nomor telepon seseorang, Anda dapat berbicara dengannya. Demikian pula, dengan alamat IP dari host tertentu, Anda dapat berkomunikasi dengan host ini.

Menurut protokol TCP / IP, alamat IP dinyatakan dalam biner, dan setiap alamat IP memiliki panjang 32 bit , yaitu 4 byte (di sini, alamat IPV4 adalah 32 bit / 4 byte, dan alamat IPV6 menempati 128 bit / 16 byte). Kemudian, nilai maksimum dari alamat IPV4 adalah, artinya: Hingga sekitar 4,3 miliar perangkat yang terhubung ke Internet dapat dikonfigurasi dengan alamat IPV4 uniknya.

Alamat IP dalam bentuk biner adalah rangkaian angka yang panjang, dan terlalu melelahkan untuk diproses. Untuk memfasilitasi penggunaan orang, alamat IP biasanya ditulis dalam bentuk desimal, menggunakan " ." untuk memisahkan byte yang berbeda . Notasi ini disebut notasi desimal bertitik , yang jelas jauh lebih mudah diingat daripada rangkaian biner 1 dan 0. sebagai contoh:

 

② Alamat IP dan alamat MAC

🚨 Beberapa teman mungkin mengira sebuah komputer hanya dapat memiliki satu alamat IP. Pandangan ini salah . Faktanya, alamat IP tidak dikonfigurasi berdasarkan jumlah host, tetapi berdasarkan kartu jaringan (adaptor jaringan) . Perangkat seperti server dan router memiliki lebih dari dua kartu jaringan, yang berarti memiliki lebih dari dua alamat IP.

Karena itu, saya ingin tahu apakah Anda ingat alamat MAC yang kami sebutkan sebelumnya Ya, alamat MAC (alamat lapisan tautan) juga dikonfigurasi sesuai dengan kartu jaringan. Sebuah host memiliki alamat MAC sebanyak kartu jaringan.

Jadi, sekarang alamat MAC digunakan untuk mengidentifikasi komputer ini secara unik, apa kebutuhan alamat IP ? Menjawab pertanyaan ini hanya mengharuskan kita kembali ke gambar pertama artikel ini:

  • Lapisan jaringan menentukan host mana ("alamat IP sumber") yang akan dikirim ke host mana ("alamat IP tujuan"). Alamat IP sumber dan alamat IP tujuan tidak akan berubah selama transmisi

  • Lapisan data link mentransmisikan dalam interval satu demi satu sesuai dengan alamat MAC. Alamat awal di setiap interval adalah "alamat MAC sumber", dan alamat tujuan di setiap interval adalah "alamat MAC tujuan". Jelas, dengan transmisi data, alamat MAC sumber dan alamat MAC tujuan akan terus berubah

    Misalnya, pada gambar di atas, lapisan jaringan menginformasikan rute 1-2-3, kemudian lapisan data link akan menemukan 1, 2, 3 secara bergantian sesuai dengan alamat MAC, dan mengirimkan data di antara keduanya.

πŸ‰ Mari kita begini, mari kita ambil contoh nyata: kita menganggap lapisan data link sebagai penumpang yang menaiki kereta berkecepatan tinggi dari Suzhou ke Nanjing, lalu transfer di Nanjing ke Beijing, lalu transfer ke Tibet di Beijing, lalu lapisan jaringan setara dengan Staf di setiap stasiun, setiap kali mereka mentransfer di lapisan tautan data, lapisan jaringan membeli tiket dengan alamat MAC berikutnya untuk mereka . Oleh karena itu, meskipun penumpang (lapisan data link) tidak mengetahui tujuan akhir mereka, tidak masalah, staf (lapisan jaringan) akan memberi Anda panduan.

Faktanya, proses pembuatan panduan pada lapisan jaringan disebut kontrol routing (dijelaskan secara detail di bawah)

④ Klasifikasi alamat IP

Pada permulaan Internet, alamat IP 32-bit (yaitu, alamat IPV4) tampak berlimpah, jadi orang-orang besar mengklasifikasikan alamat IP yang tampaknya besar ini:

Pada gambar di atas, kita dapat melihat bahwa digit pertama dari alamat IP kelas A adalah 0, beberapa digit pertama dari alamat IP kelas B adalah, dan beberapa digit pertama dari 10alamat IP kelas C adalah 110...... , kami menyebutnya nomor klasifikasi , Digunakan untuk membedakan kategori alamat IP.

Di antara mereka, jenis alamat A, B, dan C terutama dibagi menjadi dua bagian: nomor jaringan dan nomor host:

  • Apa itu nomor jaringan: nomor jaringan menunjukkan jaringan mana yang memilikinya di Internet

  • Apa nomor host: nomor host menunjukkan host mana dalam jaringan itu

Besar πŸ”₯ Mungkin ada pertanyaan ini: Mengapa memisahkan nomor jaringan dan nomor host ?

Karena dua komputer perlu berkomunikasi, mereka harus terlebih dahulu menentukan apakah mereka berada dalam domain siaran yang sama, yaitu apakah alamat jaringan (nomor jaringan) sama:

  • Jika alamat jaringan sama, menunjukkan bahwa penerima berada di jaringan lokal ( host jaringan lokal ), maka paket data dapat dikirim langsung ke host target tanpa diteruskan ke jaringan lain.

  • Host dengan nomor jaringan yang berbeda disebut host jaringan jarak jauh.Untuk berkomunikasi satu sama lain, host di jaringan jarak jauh harus meneruskan dan meneruskan data melalui gateway lokal (Gateway).

Dalam pekerjaan pengalamatan router, nomor jaringan yang sesuai ditemukan dengan cara ini, dan kemudian paket data diteruskan ke jaringan yang sesuai.

πŸ‘ Keuntungan dari klasifikasi alamat IP sudah jelas.Ketika router atau host memutuskan ke alamat IP, ia dapat dengan cepat mengetahui alamat jaringan dan alamat host:

πŸ’» Rentang alamat dan jumlah maksimum host yang sesuai dengan alamat kelas A, B, dan C adalah sebagai berikut:

Kategori jaringanNomor jaringan pertama yang tersediaNomor jaringan terakhir yang tersediaJumlah maksimum host di setiap jaringan
SEBUAH1126</s> </s> </s> </s> </s> </s> </s> </s> </s> </s> </s> </s> </s> </s> </s> </s> </s> </s> </s> </s> </s> </s> </s> </s> </s> </s> </s> orang </s>
B128.1191.255</s> </s> </s> </s> </s> </s> </s> </s> </s> </s> </s> </s> </s> </s> </s> </s> </s> </s> </s> </s> </s> </s> </s> </s> </s> </s> </s> orang </s>
C192.0.1223.255.255</s> </s> </s> </s> </s> </s> </s> </s> </s> </s> </s> </s> </s> </s> </s> </s> </s> </s> </s> </s> </s> </s> </s> </s> </s> </s> </s> orang </s>

Oke, setelah membaca tabel di atas pasti banyak yang meragukan. Berikut jawabannya satu persatu:

❓ 1) Bagaimana penghitungan nomor jaringan pertama yang tersedia? Sangat sederhana, semua nomor jaringannya 0. Lihat gambar di bawah ini, dengan mengambil alamat kelas B sebagai contoh:

Dari grafik di atas, alamat kelas B nomor jaringan pertama yang tersedia harus 128.0ah, kenapa 128.1?

πŸ’‘ Faktanya, ini adalah masalah historis.RFC 791 mengatakan: Nilai nol di bidang jaringan berarti jaringan ini. Oleh karena itu, nomor jaringan yang benar-benar dapat digunakan harus dimulai dari 1.

Oleh karena itu, nomor jaringan pertama yang tersedia untuk alamat kelas B adalah 128.1:

Alamat Kelas A dan Kelas C sama, jadi saya tidak akan menggambar lagi di sini.

Namun pada kenyataannya, alamat 128.0.0.1-128.0.0.255 memiliki atribusi yang jelas, dan negaranya adalah NL. Segmen 128.0.1.0/24 juga dibagi, dan negaranya adalah RO. Alamat 192.0.0.1 ditemukan belum dialokasikan. Ada instruksi yang jelas tentang kedua alamat ini di RFC 3330:

128.0.0.0/16- Blok ini, sesuai dengan angka terendah dari 
alamat Kelas B sebelumnya, pada awalnya dan masih dicadangkan oleh
IANA. Mengingat sifat
ruang alamat IP tanpa kelas saat ini , dasar untuk reservasi tidak lagi berlaku dan alamat
di blok ini tunduk pada alokasi di masa mendatang ke Regional Internet
Registry untuk penugasan dengan cara yang normal.
192.0.0.0/24- Blok ini, sesuai dengan angka terendah dari 
alamat Kelas C sebelumnya, pada awalnya dan masih dicadangkan oleh
IANA. Mengingat sifat
ruang alamat IP tanpa kelas saat ini , dasar untuk reservasi tidak lagi berlaku dan alamat
di blok ini tunduk pada alokasi di masa mendatang ke Regional Internet
Registry untuk penugasan dengan cara yang normal.

RFC ini diterbitkan pada tahun 2002. Untuk kedua alamat ini, jelas bahwa karena ruang alamat tanpa kelas, mereka tidak perlu lagi dicadangkan dan alamat akan dialokasikan di masa mendatang.

❓ 2) Bagaimana penghitungan nomor jaringan terakhir yang tersedia? Dengan cara yang sama, semua nomor jaringan adalah 1. Lihat gambar di bawah, mengambil alamat kelas B sebagai contoh:

❓ 3) Mengapa jumlah maksimum host di setiap jaringan dikurangi 2?

Pertama-tama, kita harus memahami bahwa menghitung jumlah maksimum host dalam jaringan bergantung pada jumlah digit nomor host tersebut.Misalnya, nomor host dari alamat kelas B menempati 8 digit, kemudian jumlah host maksimum di alamat kelas B adalah. Mengapa mengurangi 2?

⭐ Itu karena dua alamat IP dengan nomor host semuanya 0 dan nomor host semuanya 1 adalah khusus. Dalam proses alokasi nomor host, dua situasi ini harus dihilangkan :

  • Kasus pertama: nomor host semuanya 1 untuk menentukan semua host di bawah jaringan tertentu untuk penyiaran

  • Kasus kedua: nomor host semuanya 0 untuk menentukan jaringan tertentu

④ IP unicast / broadcast / multicast

Ⅰ siaran IP

Kami sebutkan di atas bahwa nomor host adalah semua 1 untuk menentukan semua host di bawah jaringan tertentu untuk penyiaran, jadi apa itu penyiaran?

Alamat siaran digunakan untuk mengirim paket data antara host yang terhubung satu sama lain dalam tautan yang sama, yaitu, satu pengirim sesuai dengan beberapa penerima . Setelah paket data diterima, penerima dapat memilih untuk menerima atau membuangnya sesuai dengan kebutuhannya.

πŸ’¬ Misalnya, siaran sekolah menginformasikan siswa mana yang datang ke kantor, jadi meskipun semua siswa telah menerima pesan ini, siswa yang tidak perlu pergi ke kantor tidak perlu repot.

Ketika nomor host semuanya 1, itu berarti alamat siaran jaringan. Misalnya 172.20.0.0/16notasi biner sebagai berikut:

10101100.00010100.00000000.00000000

Ubah bagian host dari alamat ini menjadi 1 untuk membentuk alamat broadcast:

10101100.00010100.11111111.11111111

Kemudian nyatakan alamat ini dalam desimal, maka itu benar 172.20.255.255.

Alamat siaran dapat dibagi menjadi dua jenis: siaran lokal dan siaran langsung:

1) Apa yang disiarkan di jaringan ini disebut siaran lokal . Misalnya 192.168.0.0/24kasus alamat jaringan , alamat siaran 192.168.0.255Karena alamat siaran paket IP akan dilindungi router (router tidak meneruskan paket siaran, paket siaran tidak dapat menembus router), itu tidak akan mencapai 192.168.0.0/24link lain di luar.

2) Penyiaran antar jaringan yang berbeda disebut penyiaran langsung . Misalnya, alamat jaringan 192.168.0.0/24dari host ke 192.168.1.255/24alamat target transmisi paket IP. Router yang menerima paket ini akan meneruskan data tersebut ke 192.168.1.0/24, sehingga semua 192.168.1.1192.168.1.254host dapat menerima paket tersebut.

🚨 Karena siaran langsung memiliki masalah keamanan tertentu, dalam banyak kasus, router akan disetel untuk tidak meneruskan paket siaran , yaitu siaran lokal, dan paket siaran tidak dapat menembus rute.

Ⅰ IP unicast

Pada mode broadcast, terdapat satu pengirim dan beberapa penerima, sedangkan pada mode unicast hanya ada satu pengirim dan satu penerima . Unicast dapat menembus router , yaitu router akan meneruskan paket data:

Ⅲ IP multicast

Kita sudah membicarakan alamat A, B, dan C di atas, tapi D dan E belum dibicarakan. Alamat Kelas D dan E tidak memiliki nomor host, sehingga tidak dapat digunakan untuk IP host.

Multicast menggunakan alamat kelas D , jadi jika digit pertamanya adalah 1110, itu dapat dianggap sebagai alamat multicast, dan 28 bit sisanya dapat disebut sebagai nomor grup multicast. Kelas E adalah klasifikasi yang dicadangkan dan tidak digunakan sementara.

Lalu apa itu multicast (multicast)? Multicast digunakan untuk mengirim paket ke semua host dalam grup tertentu (yang dapat menembus router), yaitu satu pengirim dan beberapa penerima tertentu . Karena secara langsung menggunakan protokol IP, tidak ada transmisi yang dapat diandalkan.

πŸ‘ Sebelum orang menggunakan fungsi multicast, mereka selalu menggunakan penyiaran. Data dikirim ke semua host terminal melalui siaran, dan lapisan di atas IP host ini menentukan apakah perlu menerima data. Metode ini akan mempengaruhi jaringan atau host yang tidak terkait, dan menyebabkan banyak lalu lintas yang tidak perlu di jaringan. Selain itu, karena siaran lokal yang kita gunakan dalam banyak kasus tidak dapat menembus perutean, teknologi multicast yang tidak hanya dapat menembus perutean, tetapi juga mengirim paket hanya ke grup yang diperlukan telah menjadi suatu keharusan.

⑤ Subnetting

Subnetting seharusnya menjadi bagian yang paling membingungkan dari keseluruhan protokol IP. Saat menulis bagian ini, saya juga merujuk pada banyak materi. Saya berusaha sebaik mungkin untuk menyelesaikan bagian pengetahuan ini selangkah demi selangkah. Saya memikirkannya lama-lama waktu. Saya yakin Anda akan selesai membaca bagian ini. Saya pasti bisa mendapatkan sesuatu πŸ˜„

Ⅰ Mengapa melakukan subnetting

Mengapa kita perlu subnet? Itu karena klasifikasi alamat IP tradisional dapat menyebabkan pemborosan sumber daya : 😣

Seperti yang kami katakan di atas, komputer dengan nomor jaringan yang sama memiliki tautan yang sama. Ambil jaringan kelas B sebagai contoh. Nomor jaringan memiliki 16 bit (kecuali untuk "10" pertama, hi memiliki 14 bit), yang berarti bahwa secara teoritis sebuah tautan Sekitar 10.000 komputer diizinkan untuk terhubung. Namun, dalam arsitektur aktual, umumnya tidak ada kasus di mana begitu banyak komputer terhubung ke satu tautan. Oleh karena itu, secara langsung menggunakan alamat kelas A, B atau C memang pemborosan sumber daya.

Oleh karena itu, masyarakat memulai kombinasi baru untuk mengurangi sampah ini.

Ⅰ Studi Awal tentang Divisi Subnet

Yang disebut divisi subnet adalah mengubah alamat IP dua tingkat tradisional (nomor jaringan + nomor host) menjadi alamat IP tiga tingkat dengan perincian yang lebih kecil (nomor jaringan + nomor subnet + nomor host), yaitu membagi alamat host menjadi sub Nomor jaringan dan nomor host di subnet .

Demikian pula, nomor host subnet tidak boleh semua 0 atau semua 1 .

🚨 Catatan: Setelah sebuah unit dibagi menjadi beberapa subnet, unit tersebut tetap muncul sebagai jaringan secara eksternal, yaitu jaringan di luar unit tidak dapat melihat divisi subnet di dalam unit tersebut . Seperti ditunjukkan di bawah, alamat jaringan 145.13.0.0dibagi menjadi tiga subnet, alamat jaringan subnet masing-masing 145.13.3.0145.13.7.0145.13.21.0:

  • Yang disebut alamat jaringan berarti hanya nomor jaringan yang ditentukan, nomor host tidak ditentukan, dan nomor host semuanya 0.

  • Alamat jaringan subnet berarti bahwa nomor jaringan dan nomor subnet ditentukan, nomor host tidak ditentukan, dan nomor host semuanya 0.

Ⅱ Subnet mask

Jadi, bagaimana subnet dibagi?

Di sini kita perlu memperkenalkan konsep baru: subnet mask subnet mask . Subnet mask hanya memiliki satu fungsi, yaitu membagi alamat IP menjadi dua bagian: alamat jaringan dan alamat host (mengapa Anda perlu membagi alamat IP menjadi dua bagian: alamat jaringan dan alamat host? Ulangi) .

Subnet mask terdiri dari rangkaian 0 dan 1 (0 atau 1 harus berurutan). Nomor jaringan di alamat IP sekunder dan nomor jaringan + nomor subnet di alamat IP tersier sesuai dengan subnet mask dengan 1 Untuk menunjukkan , dan nomor host sesuai dengan subnet mask dengan 0 untuk menunjukkan. Oleh karena itu, subnet mask dari kategori A, B, dan C adalah sebagai berikut:

 

Lakukan operasi bitwise AND (dan) antara alamat IP dan subnet mask (hanya jika keduanya 1, hasilnya 1, jika tidak 0), dan hasilnya adalah alamat jaringan :

Misalnya πŸ’¬ subnetting: dengan asumsi alamat subnet kelas C, alamat jaringan 192.168.1.0(alamat IP kedua), subnet mask menggunakan 255.255.255.192subnettingnya:

Terdapat 26 1s di subnet mask 255.255.255.192, yang berarti nomor jaringan + nomor subnet memiliki total 26 digit, dan nomor jaringan alamat kelas C (ditambah nomor klasifikasi) memiliki total 24 digit. Hal ini dapat dilihat dari 8 digit Nomor host meminjam 2 digit sebagai nomor subnet . Karena alamat jaringan subnet dibagi menjadi 2 bit, maka akan ada satu alamat subnet, yaitu masing-masing 00, 01, 10, dan 11. Pembagian spesifikasinya adalah sebagai berikut:

4 subnet yang terbagi adalah sebagai berikut:

πŸ‘ Poin lain adalah bahwa ada cara yang lebih sederhana dan lebih jelas untuk menulis subnet mask. Bukankah peran subnet mask digunakan untuk memisahkan nomor jaringan dan nomor host, kami langsung menunjukkan nomor jaringan setelah alamat IP Nomor jumlah digit (nomor jaringan + nomor subnet) tidak cukup.

Alamat jaringan 192.168.1.0alamat IP dua Kelas C), subnet mask, 255.255.255.192sebagai contoh, kita dapat menulis 192.168.1.0/26:, menunjukkan jumlah nomor sub-jaringan + 26.

4. Menyelamatkan alamat IPV4 yang habis

Dengan meningkatnya jumlah pengguna Internet di seluruh dunia, alamat IPV4 saat ini menjadi semakin kurang memadai, dan sangat penting untuk menyimpan alamat IPV4 yang sudah habis:

  • Solusi 1: CIDR dari alamat IP yang tidak diklasifikasikan

  • Solusi 2: Terjemahan alamat NAT

  • ........

Namun, solusi ini hanya menyelesaikan kebutuhan mendesak untuk pembakaran batu bara, dan secara relatif mengurangi masalah alamat IPV4 yang tidak mencukupi. Namun, fakta bahwa jumlah alamat IPV4 terbatas tidak dapat diubah. Solusi paling mendasar adalah menggunakan IPV6 128-bit alamat. Penjelasan kasar)

① CIDR alamat IP tidak diklasifikasikan

Hingga pertengahan 1990-an, alamat IP telah ditetapkan ke berbagai organisasi dalam unit klasifikasi seperti A, B, dan C. Untuk organisasi skala besar, alamat kelas A biasanya dialokasikan; sebaliknya, untuk organisasi skala kecil, alamat kelas C dialokasikan. πŸ˜· Namun, distribusi alamat Kelas A di dunia tidak dapat melebihi maksimal 128. Selain itu, alamat Kelas C memungkinkan hingga 254 komputer untuk dihubungkan. Hal ini telah menyebabkan banyak organisasi mengajukan permohonan untuk alamat Kelas B. Akibatnya, alamat Kelas B juga mulai sangat kurang, tidak dapat memenuhi permintaan.

Akibatnya, orang-orang mulai meninggalkan klasifikasi alamat IP dan menggunakan panjang apa pun untuk membagi nomor jaringan dan nomor host dari alamat IP tersebut. Metode ini disebut CIDR alamat IP yang tidak diklasifikasikan , yang berarti "perutean antar-domain tanpa tipe".

Formulir untuk CIDR a.b.c.d/x, di mana /xmenunjukkan x bit pertama milik nomor jaringan (awalan jaringan), panjang nomor jaringan dapat bervariasi sesuai keinginan . Misalnya, 128.14.35.7/2020 depan ke alamat IP dari nomor jaringan, 12 bit sisanya adalah nomor host.

⭐ CIDR menggabungkan nomor jaringan (awalan jaringan mungkin lebih dipahami di sini, Anda dapat melihat contoh berikut untuk memahami) semua alamat IP berturut-turut yang sama membentuk blok alamat CIDR . Dengan cara ini, kami dapat menggabungkan beberapa alamat IP asli ke dalam jaringan yang sama dan menggunakan alamat IPV4 secara lebih efektif. Misalnya, teknik CIDR aplikasi 203.183.224.1untuk 203.183.225.254alamat digabungkan ke dalam jaringan yang sama (yang awalnya dua alamat Kelas C):

Dalam perwujudannya, kisaran alamat dari jumlah gabungan host, yaitu dari 203.183.224.1untuk 203.183.225.254memungkinkan akses ke host 510 di jaringan:

② terjemahan alamat NAT

Seperti yang kami katakan di atas, alamat IP tidak dikonfigurasi berdasarkan jumlah host, tetapi berdasarkan kartu jaringan (adaptor jaringan) . Perangkat seperti server dan router memiliki lebih dari dua kartu jaringan, yang berarti memiliki lebih dari dua alamat IP. Alamat IPV4 32-bit dapat mengkonfigurasi hingga sekitar 4,3 miliar perangkat yang terhubung ke Internet dengan alamat IP unik mereka.

Sekarang setiap rumah tangga terhubung ke Internet lebih dari satu komputer, ditambah beberapa ponsel, beberapa tablet ..., jika perangkat ini diberi alamat IP unik di dunia, kapasitas 4,3 miliar alamat IP jelas Tidak cukup, meskipun kita telah mengadopsi metode alamat IP yang tidak diklasifikasikan (CIDR) untuk memperlambat kecepatan konsumsi alamat IPV4, tingkat pertumbuhan pengguna Internet sangat mengkhawatirkan, sehingga alamat IPv4 masih dalam bahaya habis.

Maka lahirlah sebuah teknologi yang dapat mengubah alamat IP :, NATsehingga jumlah komputer yang dapat dihubungkan bisa jauh melebihi 4,3 miliar.

NAT (Network Address Translator) : Teknologi yang digunakan untuk menggunakan alamat pribadi di jaringan lokal dan beralih ke alamat IP global saat menyambung ke Internet. Meskipun NAT sebenarnya adalah teknologi yang dikembangkan untuk IPV4, yang menghadapi kelelahan alamat, di IPV6, NAT juga digunakan untuk meningkatkan keamanan jaringan.

Mekanisme kerja NAT ditunjukkan pada gambar di bawah ini:

Ambil komunikasi antara host 10.0.0.10 dan host 163.221.120.9 sebagai contoh. Menggunakan NAT, router NAT dalam perjalanan mengubah alamat IP sumber 10.0.0.10 menjadi alamat IP unik global 202.244.174.37 sebelum mengirim data. Sebaliknya, ketika paket data dikirim dari alamat 163.221.120.9, maka alamat IP tujuan 202.244.174.37 diubah terlebih dahulu ke alamat IP pribadi 10.0.0.10 dan kemudian diteruskan.

Jelas, kunci untuk mencapai terjemahan alamat jaringan terletak pada router NAT. Di dalam router NAT, terdapat tabel yang dibuat secara otomatis untuk konversi alamat. Tabel ini dihasilkan ketika host 10.0.0.10 mengirimkan paket pertama ke host 163.221.120.9, dan tabel tersebut diproses sesuai dengan hubungan pemetaan pada tabel. .

πŸ’‘ Banyak layanan Internet masih berbasis IPV4. Jika layanan ini tidak dapat ditempatkan di IPV6, maka keuntungan dari lingkungan jaringan IPV6 tidak akan dipertanyakan lagi. Untuk mengatasi masalah ini, dibuatlah spesifikasi NAT-PT . NAT-PT adalah teknologi yang mengubah header IPV6 menjadi header IPV4 , sehingga host yang hanya memiliki alamat IPV6 tersebut juga dapat berkomunikasi dengan host yang memiliki alamat IPV4.

6. Kontrol perutean

πŸ˜‰ Alasan untuk meletakkan kontrol routing di akhir adalah bahwa setelah semua orang memiliki pemahaman yang baik tentang alamat IP, akan lebih mudah untuk mempelajari tentang kontrol routing.

① Selidiki kontrol perutean

Kontrol perutean Perutean mengacu pada fungsi pengiriman datagram IP ke alamat tujuan akhir. Sekalipun jaringannya sangat kompleks, kontrol routing dapat digunakan untuk menentukan jalur ke tujuan akhir. Setelah pengoperasian kontrol perutean ini tidak normal, data paket sangat mungkin hilang dan tidak dapat mencapai alamat target.

Untuk mengirim paket data ke host target, semua host dan router memelihara tabel kontrol perutean (Tabel Perutean), yang mencatat dua bidang berikut:

  • alamat IP

  • Jika Anda ingin mencapai alamat IP ini, pada router saat ini, langkah selanjutnya untuk paket harus ke router mana

Saat mengirim datagram IP, pertama-tama tentukan alamat tujuan di header datagram IP, kemudian temukan record dengan alamat jaringan yang sama dengan alamat dari tabel kontrol routing, dan teruskan datagram IP ke router berikutnya yang sesuai berdasarkan ini merekam. Jika ada beberapa catatan dengan alamat jaringan yang sama di tabel kontrol perutean, alamat jaringan dengan jumlah terbesar dari digit yang sama dipilih, yaitu yang paling cocok .

Bagian alamat jaringan dari alamat IP digunakan untuk kontrol perutean πŸ’¬ Misalnya:

  • Untuk Host A mengirimkan paket IP yang alamat sumbernya adalah alamat 10.1.1.30target 10.1.2.10, karena alamat tujuan tidak ditemukan pada tabel routing dengan 10.1.2.10alamat jaringan host A , maka paket tersebut diteruskan ke default route (Router 1)

  • Router 1setelah menerima datagram IP, tetapi juga di 1tabel routing router sesuai dengan alamat target pencatatan alamat jaringan yang sama , cocok ditemukan, router meneruskan datagram IP untuk meletakkan 10.1.0.2router ini2

  • Router 2setelah menerima tabel routing kontras yang sama, ditemukan cocok, kemudian datagram IP dari router 2ke 10.1.2.1antarmuka keluar, dan akhirnya melalui saklar meneruskan datagram IP ke host target

Kami menyebutkan rute default di atas . Apa rute defaultnya?

  • Rute Default mengacu pada catatan yang dapat dicocokkan dengan alamat mana pun di tabel perutean. Jika tabel routing berisi semua informasi jaringan dan subnet, itu akan menyebabkan pemborosan yang tidak beralasan. Saat ini, rute default adalah pilihan yang bagus. Rute default biasanya ditandai 0.0.0.0/0ataudefault

Selain itu, kita juga perlu memperhatikan sebuah alamat: alamat loopback . Bagi semua orang localhostdan 127.0.0.1tentunya tidak asing lagi ya, ini adalah alamat loopback, alamat loopback adalah alamat default selama jaringan digunakan untuk komunikasi antar program di komputer yang sama. Ketika komputer menggunakan alamat IP khusus atau nama host ini, paket data tidak akan mengalir ke jaringan .

② Protokol perutean

Ada dua cara untuk membentuk tabel kontrol perutean:

  • Satu diatur secara manual oleh administrator, juga disebut kontrol perutean statis

  • Yang lainnya adalah penyegaran otomatis ketika router bertukar informasi dengan router lain, juga disebut kontrol perutean dinamis

Agar perutean dinamis menyegarkan tabel kendali perutean secara instan, protokol tertentu harus disiapkan antara perute yang saling berhubungan di jaringan untuk memastikan bahwa informasi kendali perutean dibaca secara normal. Jenis protokol ini disebut protokol routing .

Tentu saja, dengan perkembangan jaringan IP, tidak mungkin menggunakan hanya satu protokol untuk manajemen terpadu semua jaringan. Oleh karena itu, orang secara kasar membagi protokol routing menjadi dua kategori sesuai dengan ruang lingkup kontrol routing:

  • Protokol gateway eksternal EGP (termasuk RIP, OSPF dan protokol lainnya)

  • Interior Gateway Protocol IGP (termasuk BGP dan protokol lainnya)

Tanpa EGP, tidak akan ada komunikasi antara berbagai organisasi di dunia, dan tanpa IGP, tidak ada komunikasi internal antar organisasi .

Protokol perutean sebenarnya adalah poin penting dan sulit lainnya, tetapi hanya sedikit orang yang peduli tentang hal itu dalam wawancara, dan sebagian besar muncul di kertas tes. Waktu melihat-lihat artikel ini memang agak terlalu lama, dan saya tidak akan jelaskan secara rinci di sini Artikel terpisah dapat diterbitkan dalam tindak lanjut Artikel Perjanjian (jika Anda membutuhkannya).

7. Ringkasan

πŸŽ‰ Artikel ini memakan waktu lebih dari sepuluh jam, dan sebagian besar waktu dihabiskan untuk meluruskan logika keseluruhan artikel. Ini benar-benar perbedaan dunia antara membiarkan orang lain mengerti dan membiarkan diri kita sendiri mengerti. Oke, konten penting dari protokol IP itu sendiri pada dasarnya sudah selesai sejauh ini, tetapi teknologi yang terkait dengan protokol IP (seperti ICMP Internet Message Control Protocol, IGMP Internet Group Management Protocol, DNS Domain Name Resolution Protocol, ARP Address Resolution Protocol, DHCP Dynamic Host Masih banyak lagi protokol konfigurasi. Jalan yang harus Anda tempuh masih panjang. Sampai jumpa lagi πŸ‘‹

 

πŸŽ‰ Ikuti akun resmi | Feitian Veal, dapatkan pembaruan secara instan

  • Blogger sedang belajar untuk mendapatkan gelar master di Universitas Tenggara, dan menggunakan waktu luangnya untuk mengoperasikan akun publik "Flying Veal" , yang akan dibuka pada 29 Desember 2020, dengan fokus pada berbagi dasar-dasar komputer (struktur data + algoritme + jaringan komputer + database + sistem operasi + Linux), Java Artikel bagus tentang dasar-dasar dan teknik asli terkait dari panduan wawancara. Tujuan dari akun resmi ini adalah untuk memungkinkan semua orang dengan cepat memahami pengetahuan utama dan memiliki target . Saya harap semua orang akan mendukung Anda, dan tumbuh bersama VealπŸ˜ƒ

  • Dan rekomendasikan proyek tutorial open source yang dipelihara secara pribadi: CS-Wiki (proyek yang direkomendasikan Gitee, telah mengumpulkan 1,5k + bintang), berkomitmen untuk menciptakan sistem pengetahuan back-end yang lengkap, dan menghindari jalan memutar teknologi, menyambut semua teman untuk datang dan berkomunikasi Belajar ~ 😊

  • Jika Anda tidak memiliki proyek yang bagus untuk Perekrutan Musim Semi dan Musim Gugur, Anda dapat merujuk ke proyek yang saya tulis, "Sistem komunitas sumber terbuka Echo", proyek rekomendasi resmi Gitee, yang telah mengumpulkan 330+ bintang, berdasarkan SpringBoot + MyBatis + MySQL + Redis + Kafka + Elasticsearch + Spring Security + ... dan menyediakan dokumentasi pengembangan terperinci dan tutorial pendukung. Jika Anda membalas Echo di latar belakang akun resmi, Anda bisa mendapatkan tutorial pendukung, yang masih diperbarui.

Comments

Popular posts from this blog

Apakah Anda harus mendaftarkan nomor pajak jika Anda tidak memiliki situs di Austria? Satu artikel untuk menjawab pertanyaan populer tentang PPN Austria

F1 kehilangan $ 386 juta tahun lalu, media gratis mengatakan situasi keuangan tetap kuat

Permintaan Arab Saudi untuk elektronik konsumen seperti perangkat PC masih tumbuh