شبکه های کامپیوتری –جلسه هفتم تجزیه و تحلیل IP - بخش دوم

در جلسه قبل به مباحث نحوه اختصاص IP، DHCP و IP Subnetting پرداختیم. برخی از نکات مهم جلسه قبل: 

1- سعی کنید بیشتر در محیط Command Prompt کار کنید تا به آن عادت کرده و دست خود را در اجرای دستورات سریع تر کنید. سرعت در اجرای دستورات هنگام Hack کردن بخصوص Client بسیار مهم است.

2- با کمی دقت حتما متوجه می شوید که IP ای که www آن 127 باشد در هیچ یک از کلاسهای مطرح شده وجود ندارد. در حقیقت IP ی 127.0.0.1 از قبل برای کامپیوتر خودمان رزرو شده و به آن Local Host می گویند.

3- هنگامی که به صورت Dial Up به اینترنت متصل می شوید معمولا IP کلاس C به شما تعلق می گیرد. 

4- توصیه و پیشنهاد برای استفاده از Command Line ویندوز 2000 یا XP است.

آدرس های رزو شده 

برخی از آدرس های IP برای اهداف خاصی  رزو شده می باشند و مدیر شبکه نمی تواند  از این نوع آدرس ها استفاده نماید:  ....... 

آدرس هائی که از آنها به منظور شناسائی و یا مشخص کردن خود شبکه استفاده می گردد. شبکه ای به آدرس  0 . 11 . 150 . 198 مشخص شده است. ( یک شبکه کلاس C که سه بایت اول آن آدرس شبکه و بایت آخر آدرس هاست را مشخص می نماید ) مادامی که داده بر روی شبکه محلی فوق حرکت می نماید و از یک هاست به هاست دیگر ارسال می گردد، شماره هاست حائز اهمیت می باشد. زمانی که داده ای از یک هاست موجود بر روی یک شبکه دیگر برای هر یک از هاست های موجود در این شبکه ( محدوده  آدرس های  1 . 11 . 150 . 198 تا 254 . 11 . 150 . 198 )  ارسال می گردد در مرحله اول شماره شبکه حائز اهمیت خواهد بود، چراکه روتر با استفاده از آن قادر به فورواردینگ مناسب بسته اطلاعاتی به شبکه مقصد است. ( مثلا ارسال داده از شبکه ای به آدرس  0 . 11 . 159 . 198 )

شبکه محلی موجود در قسمت پائین شکل همانند شبکه محلی در بخش بالا عمل می نماید با این تفاوت که شماره شبکه آن 0 . 12 . 150 . 198 است. 

آدرس های broadcast

 از این نوع آدرس ها جهت انتشار بسته های اطلاعاتی برای تمامی دستگاه های موجود بر روی یک شبکه استفاده می گردد. برای شبکه 0 . 11 . 150 . 198  آدرس broadcast  برابر  255 . 11 . 150 . 198 می باشد. داده ای که به آدرس broadcast ارسال م‍ی گردد توسط هر یک از هاست های موجود بر روی آن شبکه ( 0 . 11 . 150 . 198  ) خوانده می شوند .

شبکه محلی نشان داده شده در بخش پائین شکل ( 0 . 12 . 150 . 198 ) نیز عملکردی مشابه با شبکه نشان داده شده در بخش بالا دارد با این تفاوت که آدرس broadcast آن معادل 255 . 12 . 150 198 می باشد.

یک آدرس IP که تمامی بیت های مربوط به هاست آن صفر باینری در نظر گرفته شده است، آدرس شبکه را مشخص می نماید. این آدرس رزو شده بوده و نمی توان از آن استفاده نمود. یک آدرس کلاس B که تمامی بیت های مربوط به هاست آن صفر در نظر گرفته شده است. آدرس 0 . 0. 10 . 176  ، آدرس شبکه را مشخص می نماید. 

در صورتی که یک آدرس شبکه کلاس A را در نظر بگیریم ( در این کلاس از سه بایت برای آدرس دهی هاست و از یک بایت برای آدرس دهی شماره شبکه استفاده می گردد ) ،‌ آدرس 0 . 0 . 0 . 113 آدرس IP شبکه ای است که می تواند شامل هاستی به آدرس 3 . 2 . 1 . 113 باشد . روترها از آدرس های شبکه در زمان فورواردینگ بسته های اطلاعاتی بر روی شبکه استفاده می نمایند.

در یک آدرس شبکه کلاس B  برای دو اکتت و یا بایت اولیه به صورت پیش فرض مقدار در نظر گرفته می شود. از دو بایت و یا اکتت آخر برای شماره هاست و مشخص نمودن دستگاه های متصل شده به شبکه استفاده می گردد. به این نوع آدرس ها اصطلاحا  unicast گفته می شود. ( uni مفهوم  یک را می دهد ) یک آدرس unicast صرفا به یک هاست بر روی یک شبکه اشاره می نماید. در مثال فوق آدرس IP:  176.10.0.0  برای آدرس شبکه رزو شده است و نمی توان آن را به هیچ یک از دستگاه های متصل شده به این شبکه نسبت داد. در چنین مواردی می توان به عنوان نمونه  از آدرس 1 . 16 . 10 . 176 برای آدرس دهی یکی از هاست های موجود بر روی شبکه 0 . 0. 10 . 176 استفاده نمود. در این مثال 10 . 176 بخش مربوط به آدرس شبکه و 1 . 16 بخشی است که آدرس یک هاست را بر روی شبکه فوق مشخص می نماید.

برای ارسال داده به تمامی دستگاه های موجود بر روی یک شبکه به یک آدرس broadcast نیاز خواهیم داشت. broadcast زمانی اتفاق می افتد که یک فرستنده  اقدام به ارسال داده برای تمامی دستگاه های موجود در یک شبکه می نماید. آدرس broadcast و شبکه یک نمونه آدرس کلاس B را نشان می دهد. 

آدرس broadcast شبکه فوق 255 . 255 . 10 . 176 می باشد. بسته های اطلاعاتی حاوی چنین آدرس مقصدی توسط هر یک از کامپیوترهای موجود بر روی شبکه (  0 . 0 . 10 . 176 ) دریافت و پردازش می گردد. برای حصول اطمینان از این موضوع که سایر دستگاه های موجود  در شبکه پیام broadcast را پردازش می نمایند،‌ فرستنده می بایست از یک آدرس  IP خاص مقصد استفاده نماید تا هر یک از دستگاه های گیرنده بتوانند آن را شناسائی و پردازش نمایند. آدرس های broadcast در بخش هاست خود دارای مقدار یک می باشند. ( تمامی بیت های مربوط به بخش هاست در آدرس IP، یک باینری در نظر گرفته می شود )

برای شبکه 0 . 0 . 10 . 176 که شانزده بیت آن مربوط به آدرس دهی هاست است،‌ آدرس 255 . 255 . 10 . 176 به عنوان آدرس broadcast در نظر گرفته می شود. 

آدرس های  عمومی و خصوصی 

ثبات و انسجام اینترنت به یکتائی عمومی آدرس های شبکه بستگی دارد. همانگونه که در شکل 5 مشاهده می نمائید، مدل آدرس دهی شبکه فوق دارای مشکل جدی است. هر دو شبکه دارای یک آدرس شبکه  0 . 11 . 150 . 198 می باشند. زمانی که داده ارسالی به روتر می رسد، وی آن را می بایست برای کدام شبکه فوروارد نماید؟ 

مدلی اینچنین، افزایش بار ترافیکی شبکه را به دنبال داشته و می تواند در عمل روتر را به منظور انجام وظایف خود با شکست مواجه نماید. بنابراین، می بایست از  مکانیزم های خاصی به منظور حصول اطمینان از یکتائی آدرس ها استفاده گردد. این مسئولیت در ابتدا به InterNIC ( برگرفته شده از  Internet Network Information Center ) واگذار گردید. این سازمان هم، اینک غیرفعال است و مسئولیت واگذار شده به آنها توسط موسسه IANA ( برگرفته شده از Internet Assigned Numbers Authority  ) دنبال می گردد. این سازمان با دقت مدیریت آدرس های IP را با هدف عدم تکرار در آدرس های عمومی انجام می دهد. 

آدرس های IP عمومی منحصربفرد می باشند و نمی بایست ماشین های متصل شده به یک شبکه عمومی دارای آدرس های IP مشابه باشند. چراکه آدرس های IP عمومی، سراسری و استاندارد می باشند. تمامی ماشین های متصل شده به اینترنت می بایست به این قانون وفادار و پایبند باشند. آدرس های IP عمومی را می توان از یک مرکز ارائه دهنده خدمات اینترنت ( ISP ) و سایر مراکز قانونی دریافت کرد. 

با توجه به رشد سریع اینترنت، تعداد آدرس های IP عمومی جوابگو نمی باشند. به همین دلیل و در جهت حل این بحران، مدل های آدرس دهی جدیدی نظیر CIDR ( برگرفته شده از classless interdomain routing ) و یا IP V6 ، پیاده سازی شده است. 

یکی ‌دیگر از راه حل های پیاده سازی شده به منظور حل مشکل فوق، استفاده از آدرس های خصوصی است. همانگونه که اشاره گردید هاست های اینترنت نیازمند یک آدرس IP منحصربفرد جهانی می باشند. شبکه های محلی که به اینترنت متصل نشده اند می توانند از هر آدرس معتبری استفاده نمایند. ( بشرطی که بر روی شبکه خصوصی منحصربفرد باشند ) امروزه تعداد زیادی از شبکه های خصوصی در کنار شبکه های عمومی وجود دارد که ممکن است سرانجام به اینترنت متصل شوند. 

بر اساس RFC 1918 سه بلاک از آدرس های IP برای شبکه های خصوصی در نظر گرفته شده است. ( یک کلاس A،  یک مجموعه از آدرس های کلاس B و یک مجموعه از آدرس های کلاس C ) آدرس هائی از این نوع بر روی ستون فقرات اینترنت روت نشده و  روترهای اینترنت بلافاصله آدرس های خصوصی را دورخواهند انداخت. 

جدول زیر محدوده آدرس های خصوصی را نشان می دهد.

کلاس IP	محدوده آدرس های خصوصی تعریف شده
Class A	10.0.0.0 to 10.255.255.255
Class B	172.16.0.0 to 172.31.255.255
Class C	192.168.0.0 to 192.168.255.255

آدرس های IP خصوصی 

در صورتی که قصد تعریف یک اینترانت غیرعمومی، یک آزمایشگاه تست و ... را داشته باشیم، می توان از این نوع آدرس های خصوصی در مقابل آدرس های منحصربفرد سراسری استفاده نمود.

آدرس های IP خصوصی می توانند با آدرس های IP عمومی ترکیب گردند. برای اتصال شبکه ای  که از آدرس های IP خصوصی استفاده می نماید به اینترنت، نیازمند ترجمه آدرس های خصوصی به آدرس های عمومی می باشیم. به این فرآیند ترجمه، NAT ( برگرفته شده از  Network Address Translation  ) گفته می شود. معمولا روتر دستگاهی است که عملیات NAT را انجام می دهد.

اما سه تا رنج آدرس هست که نا معتبر هست و باید ترجمه بشوند. 

Range 1: Class A - 10.0.0.0 through 10.255.255.255 

Range 2: Class B - 172.16.0.0 through 172.31.255.255 

Range 3: Class C - 192.168.0.0 through 192.168.255.255 

سرویس های Name Resolution

یکی دیگر از عناصر مهم در ایجاد زیر ساخت منطقی یک شبکه کامپیوتری مسئله Name Resolution است. شاید این سوال مطرح گردد که چرا این موضوع تا این اندازه دارای اهمیت است؟ در پاسخ می توان گفت که علت وجود تفاوت های اساسی در نحوه نامگذاری و استفاده از آن نزد انسان و کامپیوتر است. کامپیوترها صرفا قادر به تشخیص و کار با اعداد ( مبنای دو ) می باشند. بدیهی است که در یک شبکه کامپیوتری هر سیستم دارای آدرس منحصر بفردی بوده که بصورت عدد نمایش داده خواهد شد. ارتباط بین کامپیوترهای موجود در شبکه از طریق اعداد فوق که بعنوان مولفه های عددی آدرس دهی مشخص می گردند انجام خواهد یافت. در مقابل انسان ها علاقه مند به استفاده از اسامی برای دسترسی و ایجاد ارتباط با سایر کامپیوترها، سایت های وب و سایر منابع موجود در شبکه می باشند. مثلا در زمان دستیابی به یک وب سایت کافی است که در بخش آدرس نرم افزار مرورگر خود آدرس یک سایت را تایپ نمائیم http://www.itport.ir  . استفاده از نام فوق بمراتب راحت تر از استفاده از آدرسی بصورت 217.23.6.55 و یا 11001111001011101000001000001110 است. بدون استفاده از سیستم هائی که بنوعی مشکل Name Resolution را حل خواهند کرد استفاده از آدرس های عددی حتی بصورت مختصر و بصورت چهار عدد بسیار مشکل زا خواهد بود. سرویس های Name Resolution نظیر DNS)Domain Name System) و WINS)Windows Internet Name Service) امکان استفاده از اسامی ملموس و با معنی برای دستیابی به منابع متفاوت نرم افزاری و سخت افزاری در یک شبکه را فراهم می آورند.

سرویس دهنده های DNS و WINS کامپیوترهائی هستند که مسئولیت پشتیبانی و نگهداری بانک اطلاعاتی مربوط به آدرس های IP و نام مربوطه را برعهده خواهند داشت. عملکرد این سرویس دهنده ها مشابه درخواست یک شماره تلفن مربوط به یک فرد و یا سازمان از مراکز ۱۱۸ است. در چنین حالتی فرد متقاصی با تماس با این نوع مراکز نام و مشخصات مربوط را مشخص و در ادامه از طرف مرکز فوق شماره تلفن مورد نظر در اختیار گذاشته می شود. بهرحال بخاطر سپردن اسامی افراد بمراتب راحت تر از بخاطر سپردن شماره تلفن آنها است. برای ما راحتر است که به این سوال پاسخ دهیم که " شماره تلفن آقای / خانم X چیست ؟"

سرویس دهنده های DNS و WINS دارای عملکردی مشابه با اندک تفاوتی می باشند. سرویس دهنده DNS قادر به حل کردن مشکل اسامی بصورت(FQDN(Fully Qualified Domaion Names به آدرس های IP است. این نوع اسامی از نفطه بین خود استفاده کرده و نظیر اسامی می باشند که از آنها در دسترسی به وب سایت ها استفاده می گردد. سرویس دهنده WINS مشکل اسامی را که بصورت NetBIOS می باشند و تبدیل به آدرس IP مربوطه، انجام خواهد داد. این نوع اسامی بصورت Flat خواهند بود. مثلا اگر کامپیوتری دارای نام Computer12 باشد نوع NetBIOS آن نیز به همان صورت استفاده شده در حالیکه اگر از DNS استفاده گردد نام معادل آن بصورت Computer12.mydomain.com نشان داده خواهد شد.

گزارش از حسین جاهدی