beatagmys@o2.pl pgmys@o2.pl

Informatyka rozszerzona

  1. Informatyka rozszerzona
  2. Klasa I

Protokoły IPv4 i IPv6 - 2 godziny lekcyjne



Cele ogólne
Uczeń:
  • opisuje warstwowy model sieci komputerowej oraz model sieci internet (RIII.3),
  • opisuje podstawowe funkcje urządzeń i protokoły stosowane w przepływie informacji i w zarządzaniu siecią (RIII.3),
  • konfiguruje przykładową lokalną sieć komputerową oraz bezprzewodowy dostęp do sieci internet (RIII.4).
  • wymienia różnice między adresami w wersjach IPv4 i IPv6,
  • wymienia trzy sposoby komunikacji między hostami stosowane w protokole IPv4.
  • omawia podział adresów IPv4 na klasy,
  • wyjaśnia działanie maski podsieci w protokole IPv4,
  • wyjaśnia działanie usługi NAT,
  • omawia działanie mechanizmu tunelowania.
  • stosuje protokół IPv4 do konfiguracji niewielkich sieci,
  • ocenia gotowość współdziałania sieci lokalnej z protokołem IPv6.
  • projektuje niewielką sieć komputerową korzystającą z protokołu IPv4.
    • Przydatne narzędzia/oprogramowanie
  • Test gotowości do obsługi protokołu IPv6: Zobacz
    Zapoznaj się tekstem w podręczniku strony od 85 do 94 ze szczególnym uwzględnieniem Podsumowania.

    Przykład wyznaczania adresu rozgłoszeniowego sieci oraz maksymalnej liczby hostów w danej sieci.


    Wyznaczanie adresu rozgłoszeniowego (broadcast), adresu sieci i liczby hostów w sieci.
    Dany jest adres IP:  148.27.232.140 i maska podsieci: 255.255.192.0
    Krok 1:  Zamieniamy adres IP i maskę na system binarny, otrzymujemy:
    148.27.232.140 -     10010100.00011011.11101000.10001100
    255.255.192.0 -       11111111.11111111.11000000.00000000 (zapisujemy w układzie 4 razy po 8 liczb - 4 oktety 8 bitowe co daje nam liczbę 32 bitową)

    Liczba 27 w systemie binarnym to 11011 w celu zapisu dopełniamy 0 do 8 liczb i otrzymujemy 00011011

    Wyznaczamy adres sieci:
    148.27.232.140 -     10010100.00011011.11101000.10001100
    255.255.192.0 -       11111111.11111111.11000000.00000000

    Do adresu sieci jest używanych18 bitów (dlatego że w masce jest użytych 18 liczb 1)
    Porównujemy adres IP z maską tam gdzie w masce 1 to przepisujemy z adresu bez zmian resztę dopełniamy 0 i otrzymujemy:
    10010100.00011011.11000000.00000000 co w przeliczeniu na system dziesiętny daje nam: 148.27.192.0 - adres sieci

    Wyznaczamy broadcast:
    148.27.232.140 -     10010100.00011011.11101000.10001100
    255.255.192.0 -       11111111.11111111.11000000.00000000

    Porównujemy adres IP z maską tam gdzie w masce 1 to przepisujemy z adresu bez zmian ta gdzie w masce 0 wpisujemy 1 i otrzymujemy: 10010100.00011011.11 111111.11111111 co w przeliczeniu na system dziesiętny daje nam: 148.27.255.255 - adres rozgłoszeniowy

    Wyznaczamy liczbę hostów:

    Host minimalny:  148.27.192.1 (adres sieci + 1)
    Host maksymalny:  148.27.255.254 (adres rozgłoszeniowy - 1)

    Co daje nam liczbę hostów:
    148.27.192.1 : 148.27.192.255 = liczba hostów 255
    148.27.193.0 : 148.27.254.255 = liczba hostów 256 (liczba hostów w sieci o zakresie od 148.27.193.0 do 148.27.193.255) * 62 (liczba pełnych sieci od 193 do 254) równa się 15872 hostów.
    148.27.255.0 : 148.27.255.254 = liczba hostów 255

    Co po sumowaniu 255+15872+255=16382 hostów.

  • Lekcja interaktywna: Adresy IP specjalnego przeznaczenia



    • Systemy liczbowe



    Proszę zamienić liczby z systemu dziesiętnego na system dwójkowy (binarny).
    10 – ………………………………
    92 – ………………………………
    37 – ………………………………
    240 – …………………………….
    192 – …………………………….
    255 – …………………………….
    128 – …………………………….
    168 – …………………………….


    Proszę zamienić liczby z systemu dwójkowego (binarnego) na system dziesiętny.
    00100000 – ………………………………
    11111000 – ………………………………
    10100000 – ………………………………
    00110000 – ………………………………
    10101100 – ………………………………
    01000000 – ………………………………
    11111100 – ………………………………
    01100010 – ………………………………


    Adres IP



    (Ćwiczenie 1) Korzystając z dostępnych narzędzi, np. kalkulatora, zapisz adres:
    a. 11000001.00000000.01100000.11011010 w postaci dziesiętnej,
    b. 188.184.64.53 w postaci binarnej.

    Napisz ile bitów posiada podana maska.
    255.255.255.0 – ………………………………
    255.128.0.0 – ………………………………….
    255.255.252.0 – ………………………………
    255.255.254.0 – ………………………………
    255.255.255.240 – ………………………….
    255.240.0.0 – ………………………………….

    Napisz maskę odczytując ją z podanej ilości bitów.
    /8 – ………………………………….
    /20 – ……………………………….
    /30 – ……………………………….
    /16 – ……………………………….
    /27 – ……………………………….
    /11 – ……………………………….


    Klasy adresów IP



    Wymień klasy adresów IP uwzględniając ich zakresy. Jakie podsieci nazywamy nierutowalnymi. Podaj zakresy sieci nierutowalnych.
    Kiedy dwa urządzenia mogą skomunikwać się z sobą (podaj warunek dotyczący sieci komputerowej)

    Routing



    Wyznacz numer sieci oraz adres rozgłoszeniowy.
    HOST 1: IP: 196.168.1.164; Maska: 255.255.255.224
    HOST 2: IP: 196.168.1.187; Maska: 255.255.255.224
    HOST 3: IP: 196.168.1.219; Maska: 255.255.255.224
    HOST 4: IP: 196.168.1.193; Maska: 255.255.255.224


    Test wiedzy



    |
    		
1. Czym jest adres IPv4?
	A.	Kodem, który można użyć w celu autentykacji w sieci LAN
	B.	Liczbą binarną składającą się z 5 oktetów
	C.	32-bitową liczbą całkowitą
	D.	Adresem skrzynki e-mail

2. W jakiej formie najczęściej można spotkać adres IPv4?
	A.	W systemie dwójkowym
	B.	W systemie dziesiętnym
	C.	W systemie ósemkowym
	D.	W systemie szesnastkowym

3. Na ile oktetów jest podzielony adres IPv4?
	A.	1
	B.	5
	C.	3
	D.	4
	
4. Pierwszy oktet (jego część), który ma postać „11” symbolizuje klasę adresu?
	A.	A
	B.	B
	C.	C
	D.	Wszystkich wymienionych

5. Jaki zakres liczb informuje o klasie B?
	A.	0-127
	B.	128-191
	C.	192-223
	D.	0-223
	
6. Ile maksymalnie możliwych równych podsieci administrator może utworzyć posiadając adres klasy A?
	A.	8
	B.	64
	C.	212
	D.	127
	
7. Jakie są domyślne maski klas adresów A, B oraz C?
	A. 	/9; /16; /25
	B.	/7; /17; /24
	C.	/8; /16; /20
	D.	/8; /16; /24
	
8. Czym jest VLSM?
	A. 	Cechą niektórych protokołów trasowania umożliwiającą podzielenie i rozróżnienie podsieci z już istniejących podsieci
	B. 	Cechą wszystkich protokołów trasowania umożliwiającą podzielenie i rozróżnienie podsieci z już istniejących podsieci
	C. 	Cechą tylko i wyłącznie jednego, wybranego protokołu przez administratora trasowania umożliwiającą podzielenie 
		i rozróżnienie podsieci z już istniejących podsieci
	D. 	Żadna odpowiedź nie jest poprawna


    Podsumowanie



  • Jednym z fundamentów rozwoju Internetu był protokół IPv4.
  • Podział puli adresów IPv4 na klasy przewiduje wydzielenie adresów: publicznych, prywatnych, rozsyłania grupowego oraz eksperymentalnych.
  • Z powodu ograniczonej puli adresów IP zaczęto identyfikować adresy sieci i adresy hostów za pomocą maski podsieci.
  • Istnieją trzy sposoby komunikacji w ramach protokołu IPv4: transmisja pojedyncza, rozsyłanie grupowe i rozgłaszanie.
  • Obecnie trwa proces zastępowania 32­bitowych adresów protokołu IPv4 128­bitowymi adresami zgodnymi z protokołem IPv6.
  • Usługa NAT pozwala na wykorzystanie puli adresów prywatnych do adresowania hostów w sieci lokalnej. Adresy te są przepisywane na adresy zewnętrzne w celu komunikacji z zewnętrznymi hostami.
  • Istnieją metody umożliwiające współdziałanie protokołów IPv4 i IPv6, np. mechanizm tunelowania.




    • Przykładowe rozwiązania oraz komentarze do wybranych ćwiczeń i zadań
  • (ćw. 1, s. 86) Odpowiedzi:
    a. 192.0.96.218,
    b. 10111100‬.10111000‬.01000000‬.‭00110101‬‬.‬‬‬
  • (ćw. 3, s. 93) Test gotowości sieci na adresy IPv6 znajduje się na stronie: https://test-ipv6.com/index.html.pl_PL.
  • (zad. 1) Adres 156.256.11.200 jest niepoprawny, ponieważ zawarta w nim liczba 256 po przekształceniu na system binarny zajmuje więcej niż 8 bitów, a prawidłowy adres IP składa się z czterech ośmiobitowych liczb. Przy użyciu 8 bitów możemy zapisać maksymalnie liczbę 255.
  • (zad. 2) Liczba dostępnych adresów IPv6 jest 1028 razy większa od liczby dostępnych adresów IPv4. Można by dzięki temu nadać każdemu urządzeniu podłączonego obecnie do sieci internet unikalny adres, a i tak zostałoby jeszcze wiele niewykorzystanych adresów.
  • (zad. 6) ‭‬0000000010100001‬ ‭0000000000000111‬ ‭0000000010001110‬ 0000000000000000 000000000000‬‬ 0000000000000001 0000000000001111‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬

    Rozwiązania do ćwiczeń z tej strony

    Ćwiczenie 1:
    10 – 00001010 👀 92 – 01011100 👀 37 – 00100101 👀 240 – 11110000 👀 192 – 11000000 👀 255 – 11111111 👀 128 – 10000000 👀 168 – 10101000 👀

    00100000 – 32 🙆 11111000 – 24 🙆 10100000 – 160 🙆 00110000 – 48 🙆 10101100 – 172 🙆 01000000 – 64 🙆 11111100 – 252 🙆 01100010 – 98 🙆

    Ćwiczenie 2
    255.255.255.0 – /24 🙆 255.128.0.0 – /9 🙆 255.255.252.0 – /22 🙆 255.255.254.0 – /23 🙆 255.255.255.240 – /28 🙆 255.240.0.0 – /12 🙆

    /8 – 255.0.0.0 ⏳ /20 – 255.255.240.0 ⏳ /30 – 255.255.255.252 ⏳ /16 – 255.255.0.0 ⏳ /27 – 255.255.255.224 ⏳ /11 – 255.224.0.0 ⏳

    Ćwiczenie 3
    Adresy IP nierutowalne czyli adresy za pomocą których można wykonywać sieci lokalne są to adresy powszechnego wykorzystania dla pojedynczych przedsiębiorstw lub użytkowników prywatnych.
    A 255.0.0.0 10. 0.0.0 - 10.255.255.255
    B 255.255.0.0 172. 16.0.0 - 172. 31.255.255
    C 255.255.255.0 192.168.0.0 - 192.168.255.255
    Ponadto adresem specjalnego przeznaczenia jest adres: 0.0.0.0. oznacza on wszystkie komputery w Internecie.
    Następnym adresem specjalnym jest 127.0.0.1, jest to adres pętli (loop-back address)


    Ćwiczenie 5 /test/
    1) 32-bitowa liczbą całkowitą ⏳ 2) W systemie dziesiętnym ⏳ 3) 4 ⏳ 4) C ⏳ 5) 128-191 ⏳ 6) 127 ⏳ 7) /8; /16; /24 ⏳ 8) Cechą niektórych protokołów trasowania umożliwiającą podzielenie i rozróżnienie podsieci z już istniejących podsieci