Технические основы IP-сетей. Структура сетевого протокола TCP/IP. Уровень канала данных. Прикладной уровень, страница 4

n  Адрес узла, содержащий только единицы, обозначает широковещательный адрес, т. е. передачу данных всем хостам сети.

n  IP-адрес, состоящий только из нулей, т. е. 0.0.0.0.

n  Идентификатор сети 127.X.X.X. X.X.X может быть любым числом. Такие сетевые идентификаторы используются для тестирования локального программного обеспечения с помощью «петли».

n  Адрес, полностью состоящий из 1, т. е. 255.255.255.255, означает широковещательную передачу всем хостам данной сети. Раньше для этой цели использовался адрес 0.0.0.0.

В таблице 3-1 приведены данные о количестве приобретаемых IP-адресов для каждого класса. 

Таблица 3-1 Использование диапазона IP-адресов

IP-адрес имеет некоторые важные особенности:

1) Структура IP-адреса не является иерархической. Т. е., другими словами, в отличие от структуры телефонного номера IP-адрес не содержит никакой информации о географическом расположении хоста.

2) Если хост-узел соединен одновременно с двумя сетями (например, если хост используется в качестве маршрутизатора), он должен соответственно иметь два IP-адреса с различными сетевыми адресами. Такой хост называется многоканальным узлом (multihomed host).

3) С точки зрения Интернет  несколько локальных сетей LAN, соединяемых через транспондер или мост, принадлежат одной сети, поэтому у них один сетевой адрес (net-id).

4) С точки зрения IP-адреса все сети, которым присвоены сетевые адреса (net-ids), равнозначны, вне зависимости от того, какая сеть – небольшая LAN или крупная WAN.

Структуру IP-адреса нельзя назвать идеальной. Например, для IP-адресов классов A - C может быть выделено более 2 110 000 сетевых адресов, тогда как общее число хостов на этих сетях может быть более 3 720 000 000. На первый взгляд кажется, что этого числа хватит на весь мир – именно так думали разработчики IP-адреса в начале 1970 гг. Однако это не так. Во-первых, никто не ожидал такого стремительного роста популярности персональных компьютеров. Количество локальных сетей и хостов на базе PC резко увеличилось. Во-вторых, IP-адреса используются неэкономично. Например, организация запросила адрес класса B, хотя в ее составе всего 10 000 хостов. В таком случае оставшиеся 55 000 адресов узлов класса B пропадут, так как их уже не смогут использовать хосты других организаций. 

В настоящее время исследуется возможность расширения IP-адресов. Это очень сложная задача. Если требуется изменить IP-адрес, необходимо также изменить программное обеспечение на различных хостах. Это требует больших усилий и значительных денежных затрат.

С 1985 г. предпринимались попытки более гибкого использования IP-адресов. Номер узла, следующий за номером сети в структуре IP-адреса, контролируется и назначается организацией. Все узлы организации пользуются одним и тем же сетевым адресом. Если в организацию входит множество хост-узлов, распределенных на большой географической территории, для их соединения требуется мост (не маршрутизатор, поскольку через маршрутизатор соединяются узлы, имеющие различные сетевые адреса). При этом мост имеет массу недостатков. Например, он легко может вызвать «широковещательный шторм». Кроме того, будет очень трудно изолировать и устранять отказы в сети. Маршрутизаторы могут упростить управление сетью посредством соединения отдельных подсетей организации. Следует отметить, что разделение на подсети происходит только внутри организации, и абсолютно невидимо за ее пределами. Если смотреть на организацию снаружи, она имеет лишь один сетевой адрес. Если пакет попадает в сеть организации извне, маршрутизатор осуществляет его маршрутизацию согласно номеру подсети. Таким образом, находится узел назначения. Иногда разделение на подсети в организации происходит на основе географического положения хостов, что значительно упрощает управление сетью. Заметьте, что «подсеть» в системе TCP/IP обозначает более мелкую сеть, входящую в сеть организации. Т. е., понятие подсети в TCP/IP отличается от подсети OSI, упомянутой выше.