مقاله پروتکل مسیریابی مبتنی بر برچسب‌زنی در لایه IP

توجه : به همراه فایل word این محصول فایل پاورپوینت (PowerPoint) و اسلاید های آن به صورت هدیه ارائه خواهد شد

 مقاله پروتکل مسیریابی مبتنی بر برچسب‌زنی در لایه IP دارای ۷۱ صفحه می باشد و دارای تنظیمات و فهرست کامل در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد مقاله پروتکل مسیریابی مبتنی بر برچسب‌زنی در لایه IP  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

توجه : توضیحات زیر بخشی از متن اصلی می باشد که بدون قالب و فرمت بندی کپی شده است

بخشی از فهرست مطالب پروژه مقاله پروتکل مسیریابی مبتنی بر برچسب‌زنی در لایه IP

چکیده  
فصل اول: لایه شبکه، نشانی‌دهی (آدرس‌دهی) منطقی
۱-۱ مقدمه  
۱-۲ آدرس‌های IPV4  
۱-۳ فضای آدرس  
۱-۴ نمادها  
۱-۴-۱ نماد باینری  
۱-۴-۲ نماد اعشاری نقطه‌ای  
۱-۴-۳ مثال  
۱-۴-۳-۱ راه حل  
۱-۴-۴ مثال  
۱-۴-۴-۱ راه‌حل  
۱-۴-۵ مثال  
۱-۴-۵-۱ راه حل  
۱-۵ آدرس‌دهی با کلاس  
۱-۵-۱ مثال  
۱-۵-۱-۱ راه حل  
۱-۵-۲ کلاس‌ها و بلوک‌ها  
۱-۵-۳ شناسه شبکه و شناسه میزبان  
۱-۵-۴ ماسک(Mask)  
۱-۵-۵ زیرشبکه(Svbnetting)  
۱-۵-۶ سوپر شبکه(Super netting)  
۱-۵-۷ تخلیه آدرس  
۱-۶ آدرس‌دهی بدون کلاس  
۱-۶-۱ محدودیت  
۱-۶-۲ مثال  
۱-۶-۳ ماسک  
۱-۶-۴ مثال  
۱-۶-۴-۱ راه‌حل  
۱-۶-۵ مثال  
۱-۶-۵-۱ راه‌حل  
۱-۶-۶ مثال  
۱-۶-۶-۱ راه حل  
۱-۶-۷ مثال  
۱-۶-۷-۱ راه‌حل  
۱-۷ آدرس‌هاس شبکه  
۱-۷-۱ سلسله مراتب  
۱-۷-۱-۱ سلسله‌مراتب دوسطحی: بدون زیر شبکه  
۱-۷-۱-۲ سه سطح سلسله مراتبی: زیر شبکه(subnetting)  
۱-۷-۱-۳ سطوح بیشتری از سلسله مراتب  
۱-۷-۲ تخصیص آدرس  
۱-۷-۲-۱ مثال  
۱-۷-۲-۱-۱ راه حل  
۱-۷-۲-۲ گروه۱  
۱-۷-۲-۳ گروه۲  
۱-۷-۲-۴ گروه۳  
۱-۷-۳ ترجمه‌ی آدرس شبکه:(NAT)  
۱-۷-۴ آدرس‌ها برای شبکه‌های خصوصی  
۱-۷-۵ تبدیل آدرس  
۱-۷-۵-۱ جدول تبدیل  
۱-۷-۵-۱-۱ استفاده از آدرس یک IP  
۱-۷-۵-۱-۲ استفاده از انبوهی از آدرس‌های IP  
۱-۷-۵-۱-۳ استفاده از هم آدرس‌های IP و هم اعداد درگاه (پورت)  
۱-۷-۵-۱-۴ ISP و NAT  
۱-۸ آدرس‌های IPV6  
۱-۸-۱ ساختار  
۱-۸-۲ نماد دو نقطه‌ای هگزا دسیمال  
۱-۸-۳ کوته‌سازی  
۱-۸-۳-۱ مثال  
۱-۸-۳-۱-۱ راه‌حل  
۱-۸-۴ فضای آدرس  
۱-۹ آدرس‌های unicast  
۱-۱۰ آدرس‌های مولتی کست(Multicast addresses)  
۱-۱۱ آدرس‌های Anycast addresses  
۱-۱۲ آدرس‌های رزرو شده  
۱-۱۳ آدرس‌های محلی  
فصل دوم: سوپیچینگ(کلیدزنی) برچسب چند پروتکلی(MPLS)
۲-۱ تعریف  
۲-۲ مرور کلی  
۲-۳ موضوعات  
۲-۴ مسیریابی سنتی و سویچینگ (کلیدزنی) بسته  
۲-۵ MPLS و اجزای آن  
۲-۵-۱ MPLS چیست؟  
۲-۵-۲ MPLS وظایف زیر را اجرا می‌کند  
۲-۶ LSRها و LERها  
۲-۷ FEC  
۲-۸ پیوندهای برچسب و برچسب‌ها  
۲-۸-۱ ایجاد برچسب  
۲-۸-۲ توزیع برچسب  
۲-۸-۳ مسیرهای سوییچ شده برچسب  
۲-۸-۴ فضاهای برچسب  
۲-۸-۵ ادغام کردن برچسب  
۲-۸-۶ نگهداری برچسب  
۲-۸-۷ کنترل برچسب  
۲-۸-۸ مکانیسم‌های سیگنال‌دهی  
۲-۸-۹ پروتکل توزیع برچسب(LDP)  
۲-۸-۱۰ توده (پشته) برچسب  
۲-۹ مهندسی ترافیک  
۲-۹-۱ CR  
۲-۱۰ عملیات MPLS  
۲-۱۰-۱ تونل‌زنی در MPLS  
۲-۱۰-۲ عملیات چندقالبی(چند حالتی)  
۲-۱۰-۳ ساختار پشته‌ای (توده‌ای) پروتکل MPLS  
۲-۱۱ مصارف MPLS  
۲-۱۲ گروه‌های استاندارد  
منابع  
کتاب‌ها  
سایت‌ها  
RFCها  

بخشی از منابع و مراجع پروژه مقاله پروتکل مسیریابی مبتنی بر برچسب‌زنی در لایه IP

کتاب‌ها

IPv4 addresses are discussed in Chapters 4 and ۵ of [ForOG], Chapter 3 of [Ste94], Section

۴.۱ of [PD03], Chapter 18 of [Sta04], and Section 5.6 of [Tan03]. IPv6 addresses

are discussed in Section 27.1 of [For061 and Chapter 8 of [LosoLC]. A good discussion of NAT can be found in [DutO

۱-۱ مقدمه

 ارتباط در لایه‌شبکه، میزبان به میزبان (کامپیوتر به کامپیوتر) است و یک کامپیوتر در هرجایی از جهان باید با کامپیوتر دیگر در جایی دیگر در جهان ارتباط برقرار کند. معمولاً کامپیوترها ازطریق اینترنت با هم ارتباط برقرار می‌کنند. بسته انتقال یافته به‌وسیله‌ی کامپیوتر فرستنده می‌تواند از داخل چند LAN و یا WAN قبل از رسیدن به کامپیوتر مقصد عبور کند. برای این سطح از ارتباط ما به یک طرحواره نشانی دهی (آدرس‌دهی) جهانی نیاز داریم. امروزه ما از عنوان آدرس آی‌پی(IP) استفاده می‌کنیم که به معنی یک آدرس منطقی در لایه شبکه سری پروتکل TCP-IP است

آدرس‌های اینترنتی ۳۲ بیت طول دارند. این به ما یک حداکثر (ماکزیمم) از آدرس‌های ۲^۳۲ ارائه می‌کند. این آدرس‌ها را تحت عنوان آدرس‌های IPVA (IP ورژن ۴) یا به‌طور ساده آدرس‌های IP می‌نامند تا باعث سردرگمی و اشتباه نشوند

نیاز برای آدرس‌های بیشتر به‌اضافه سایر موارد مرتبط با لایه‌ی IP و طرح جدیدی از لایه‌ی IP را ایجاد کرد که آن را نسل جدیدی IP یا IPV6 (IP نسخه‌ی ۶) نامیدند. در این نسخه، اینترنت از آدرس‌های ۱۲۸ بیت استفاده می‌کند که انعطاف‌پذیری بسیار بیشتری در تخصیص‌دهی آدرس ارائه می‌کند. در این فصل ما ابتدا آدرس‌های IPV4 را بحث می‌کنیم که اخیراً در اینترنت مورد استفاده قرار می‌گیرند. ما سپس آدرس‌های IPV6 را بحث می‌کنیم که ممکن است در آینده بسط و غلبه پیدا کنند

۱-۲ آدرس‌های IPV

یک آدرس IPV4، یک آدرس ۳۲ بیتی است که به شکل منحصر به فرد و جهانی، اتصال یک وسیله به اینترنت را تعریف می‌کند.(برای مثال یک کامپیوتر با یک ردیاب)

آدرس‌های IPV4، منحصر به فرد هستند از این‌نظر که هر آدرس فقط یک اتصال به اینترنت را تعریف می‌کند. دو وسیله در اینترنت نمی‌توانند هرگز دارای آدرس یکسان به‌طور همزمان باشند. ما بعداً خواهیم دید که با استفاده از چند استراتژی، یک آدرس می‌تواند برای یک وسیله برای یک دوره‌ی زمانی انتخاب شده و سپس کنار گذاشته شود و یا برای وسیله‌ی دیگری انتخاب شود.ازطرف دیگر اگر وسیله‌ای که در لایه‌ی شبکه کار می‌کند دارای M اتصال به اینترنت باشد، آن باید M آدرس داشته باشد. ما بعداً خواهیم دید که یک ردیاب ازجمله چنین وسیله‌ای است

آدرس‌های IPV4 از این نظر جهانی هستند که سیستم آدرس‌دهی باید به وسیله‌ی هر میزبانی که می‌خواهد به اینترنت وصل شود، پذیرفته شود

۱-۳ فضای آدرس

پروتکلی نظیر IPV4 که آدرس‌ها را تعریف می‌کند، دارای یک فضای آدرس است. یک فضای آدرس کل تعداد آدرس‌های مورد استفاده به‌وسیله‌ی پروتکل است. اگر یک پروتکل از N بیت برای تبدیل یک آدرس استفاده کند، فضای آدرس ۲^N می‌باشد چون هر بیت می‌تواند دارای در مقدار متفاوت (۱یا۰) وn بیت می‌تواند دارای مقادیر۲^N باشد

IPV4 از آدرس‌های ۳۲ بیت استفاده می‌کند  که به معنی آن است که فضای آدرس ۲^۳۲ یا ۴۲۹۴۹۶۷۲۹۶ (تیتراژ چهار میلیارد) است. این به معنی آن است که ازنظر تئوری اگر هیچ محدودیتی وجود نداشته باشد، بیشتر از چهار میلیارد وسیله می‌توانند به اینترنت وصل شوند. ما به‌طور مختصر خواهیم دید که عدد واقعی به علت محدودیت‌های اعمال شده به آدرس‌ها خیلی کمتر است

۱-۴ نمادها

دو نماد شایع وجود دارند که آدرس IPV4 را نشان می‌دهند: نماد باینری(دوتادوتایی) و نماد اعشاری نقطه‌دار

۱-۴-۱ نماد باینری

در نماد باینری، آدرس IPV4 به شکل ۳۲ بیت نمایش داده می‌شود. هر اکتت را اغلب به‌عنوان یک بایت استناد می‌کنیم. بنابراین معمول است که آدرس یک IPV4 را که می‌شنویم به آن تحت عنوان آدرس ۳۲ بیتی یا به‌عنوان آدرس ۴ بایتی اشاره کنیم. درزیر مثالی از آدرس IPV4 در نماد باینری ارائه می‌گردد

۱-۴-۲ نماد اعشاری نقطه‌ای

برای این‌که آدرس IPV4 را فشرده‌تر سازیم و خواندن آن‌را آسانتر نماییم، آدرس‌های اینترنتی معمولاً به فرم اعشاری با یک نقطه اعشاری جدا کننده بایتها نوشته می‌شوند. درزیر نماد اعشاری نقطه‌ای از آدرس بالا ارائه می‌شود

 ۱-۴-۳ مثال

آدرس‌های IPV4 زیر را از نماد باینری به نماد اعشاری نقطه‌ای تغییر دهید

۱-۴-۳-۱ راه حل

ما هر گروه ۸ بیت را با عدد معادل اعشاری آن جابه‌جا کرده(ضمیمهB را ببینید) و نقطه‌ها را برای جداسازی و تفکیک اضافه می‌کنیم

۱-۴-۴ مثال

آدرس‌های IPV4 زیر را از نماد اعشاری نقطه‌ای به باینری تبدیل کنید

۱-۴-۴-۱ راه‌حل

ما هر عدد اعشاری را با معادل باینری آن جابه‌جا می‌کنیم.(ضمیمه B را ببینید)

۱-۴-۵ مثال

در آدرس‌های IPV4 زیر درصورتی‌که خطایی وجود داشته باشد، پیدا کنید

۱-۴-۵-۱ راه حل

a.باید هیچ صفر راهنمایی وجود نداشته باشد(۰۴۵)

b.نمی‌تواند بیشتر از چهار عدد در هر آدرس IPV4 وجود داشته باشد

c.هر عدد باید کمتر یا برابر ۲۵۵ باشد(۳۱ خارج از این دامنه است)

d.هر ترکیب از نماد باینری و نماد اعشاری نقطه‌ای مجاز نیست

۱-۵ آدرس‌دهی با کلاس

در آدرس‌دهی IPV4 از مفهوم کلاس‌ها(classes) استفاده می‌شود. این ساختار را آدرس‌دهی کلاس‌دار می‌نامند. گرچه طرح آن ویژه است، به‌طور مختصر در این‌جا ما آن‌را بحث می‌کنیم تا منطق پشت آدرس دهی بدون کلاس را نشان دهیم

در آدرس‌دهی باکلاس، فضای آدرس به پنج کلاس تقسیم می‌شود: A,B,C,D,E و هر کلاس هم قسمتی از فضای آدرس را اشغال می‌کند

ما می‌توانیم کلاس یک آدرس را وقتی‌که آدرس به نماد باینری یا نماد اعشاری نقطه‌ای داده می‌شود، پیدا کنیم. اگر آدرس به نماد باینری داده شود، چند بیت نخست می‌توانند بلافاصله به ما بگویند که کلاس آدرس چیست. اگر آدرس به نماد اعشاری نقطه‌ای داده شود، بایت اول، کلاس را تعریف می‌کند. هر دو شیوه در شکل ۱-۲ نشان داده می‌شوند

۱-۵-۱ مثال

کلاس هر آدرس را پیدا کنید

۱-۵-۱-۱ راه حل

a.بیت اول، ۰ است. این یک آدرس کلاس A است

b.دو بیت نخست عبارتند از ۱،بیت سوم ۰ است. این یک آدرس از کلاس c است

c.بایت نخست،۱۴ است(بین ۰و۱۲۷)؛کلاس،A است

d.بایت نخست،۲۵۲ است(بین ۲۴۵ و۱۵۵)؛ کلاس، E است

۱-۵-۲ کلاس‌ها و بلوک‌ها

یکی از مشکلات آدرس‌دهی کلاس‌دار آن است که هر کلاس به تعداد ثابتی از بلوک‌ها تقسیم می‌شود که هر بلوک دارای اندازه ثابتی است که در جدول ۱-۱ نشان داده می‌شود

بیایید جدول را آزمایش کنیم. قبلاً وقتیکه یک سازمان درخواست یک بلوک از آدرس‌ها را می‌کرد، به آن یک آدرس به کلاس AوBیاC داده می‌شد. آدرش‌های کلاس A برای تشکیلات(سازمان‌های) بزرگ طراحی می‌شدند که دارای تعداد زیادی از میزبان‌ها یا مسیریاب‌ها(Routre) متصل شده بودند

آدرس‌های کلاس B برای سازمان‌های اندازه متوسط که ده‌ها هزار میزبان وصل شده یا مسیریاب داشتند، لحاظ گردید. آدرس‌های کلاس C برای سازمان‌های کوچک با تعداد اندکی از میزبان‌های وصل شده یا مسیریاب‌ها لحاظ گردید

ما در این طرح، نقص را می‌توانیم درک کنیم. یک بلوک(block) در آدرس کلاس A برای تقریباً هر سازمانی خیلی بزرگ است. این یعنی اکثر آدرس‌ها در کلاس A اتلاف شده و به‌کار برده نمی‌شدند. یک بلوک در کلاس B خیلی بزرگ است و احتمالاً برای بسیاری از تشکیلاتی که یک بلوک کلاس B را دریافت می‌کردند خیلی بزرگ بود. یک بلوک در کلاس C احتمالاً برای بسیاری از تشکیلات خیلی کوچک است. آدرس‌های کلاس D برای چند قالب بودن همان‌طوری‌که در فصل بعدی می‌بینیم، طراحی شدند. هر آدرس در این کلاس برای تعریف یک گروه از میزبان‌ها در اینترنت به کار برده می‌شود. دست‌اندرکاران و متصدیان اینترنت به غلط نیاز برای گروه‌های ۲۶۸۴۳۵۴۵۶ را پیش‌بینی کردند. این هرگز اتفاق نیفتاد و بسیاری از آدرس‌ها هم در این‌جا تلف شدند. ودرنهایت آدرس‌های کلاس E برای استفاده آینده لحاظ شدند و فقط تعداد اندکی استفاده شدند که باعث اتلاف و هدر رفتن آدرس‌های دیگر شد

۱-۵-۳ شناسه شبکه و شناسه میزبان

در آدرس‌دهی باکلاس آدرس یک IP در کلاس CیاBیاA به شناسه شبکه و شناسه میزبان تقسیم می‌شود. این قسمت‌ها دارای طول‌های متفاوت هستند که بستگی به کلاس آدرس دارد. شکل ۱-۲ نشان‌دهنده‌ی چند بایت شناسه‌ی شبکه و شناسه‌ی میزبان است. شناسه‌ی شبکه، رنگی است و شناسه‌ی میزبان سفید است. توجه کنید که مفاهیم برای کلاس‌های E,D به‌کاربرده نمی‌شوند

در کلاس A، یک بایت تعریف کننده‌ی شناسه‌ی شبکه و سه بایت تعریف کننده‌ی میزبان است.درکلاس B دو بایت تعریف کننده‌ی شناسه‌ی شبکه و دو بایت تعریف کننده‌ی شناسه‌ی میزبان می‌باشند

درکلاسC،۳ بایت تعریف کننده‌ی شناسه‌ی شبکه و یک بایت تعریف کننده‌ی شناسه‌ی میزبان می‌باشد

۱-۵-۴ ماسک(Mask)

گرچه طول شناسه‌ی شبکه و شناسه‌ی میزبان (به بیت) در آدرس دهی باکلاس از پیش تعیین می‌شود،ما همچنین می‌توانیم از یک Mask (همچنین ماسک پیش فرض هم نامیده می‌شود) استفاده کنیم، یک عدد ۳۲ بیتی که از IS همجوار درست شده است، به‌وسیله‌ی OS همجوار دنبال می‌شوند. ماسک‌ها برای کلاس‌های C,B,A در جدول ۱-۲ نشان داده می‌شوند. این مفهوم برای کلاس‌های E,D اعمال نمی‌شود

 ماسک می‌تواند به ما در پیدا کردن شناسه‌ی شبکه‌ و شناسه‌ی میزبان کمک کند. برای مثال ماسک برای یک آدرس کلاس A دارای هشت ۱S می‌باشد یعنی آنکه بیت اول هر آدرس درکلاس A، شناسه‌ی شبکه را تعریف می‌کند و ۲۴ بیت بعدی هم شناسه‌ی میزبان را تعریف می‌کنند

ستون آخر جدول ۲-۲ ماسک را به فرم /n نشان می‌دهد به‌طوری‌کهn می‌تواند ۲۴ یا ۱۶ و۸ در آدرس‌دهی باکلاس باشد. این نماد همچنین نماد اِسلش یا نماد مسیریابی درون محدوده‌ای بدون کلاس (CIDR) نامیده می‌شود. نماد در آدرس‌دهی بدون کلاس به‌کار می‌رود که ما بعداً بحث خواهیم کرد. ما آن را در اینجا معرفی می‌کنیم چون برای آدرس‌دهی با کلاس هم می‌تواند به‌کار رود. ما بعداً نشان خواهیم داد که آدرس‌دهی باکلاس یک مورد خاص از آدرس‌دهی بدون کلاس است

۱-۵-۵ زیرشبکه(Svbnetting)

درطی عصر آدرس‌دهی باکلاس،Svbnettin معرفی شد. اگر به یک سازمان یک بلوک بزرگ درکلاس BیاA اعطاء شود، آن می‌تواند آدرس‌هارا به گروه‌های همجوار تقسیم کرده و هرگروه را به شبکه‌های کوچکتر که زیر شبکه نامیده می‌شوند انتخاب کند و یا در موارد نادر بخشی از آدرس‌ها را با همسایه‌ها تقسیم کند

Svbnettin، عدد ۱S را در ماسک افزایش می‌دهد که ما بعداً درهنگام بحث درمورد آدرس‌دهی باکلاس خواهیم دید

۱-۵-۶ سوپر شبکه(Super netting)

زمانی فرا رسید که اکثر آدرس‌های کلاس A و کلاسB حذف شوند و به هرحال باز هم تقاضای عظیمی برای بلوک‌های اندازه متوسط وجود داشت. اندازه‌ی یک بلوک کلاس C با حداکثر اعداد ۲۵۶ آدرس نتوانسته‌اند نیازهای اکثر سازمان‌ها را برآورده کنند. حتی یک سازمان در اندازه‌ی متوسط نیاز به آدرس‌های بیشتری داشت که یکی از راه‌حل‌ها Super netting بود که در آن یک سازمان می‌تواند چند بلوک کلاس C را برای ایجاد دامنه‌ی دسترسی از آدرس‌ها ترکیب کند. به‌عبارت دیگر چند شبکه برای ایجاد یک سوپر شبکه ترکیب می‌شوند. یک سازمان می‌تواند مجموعه‌ای از بلوک‌های کلاس C را به‌جای فقط یک بلوک اعمال کند. مثلاً سازمانی که نیاز به ۱۰۰۰ آدرس دارد، می‌تواند چهار بلوک کلاسC همجوار اتخاذ کند. سپس سازمان می‌تواند از این آدرس‌ها برای ایجاد یک سوپر شبکه استفاده کند. سوپر شبکه، تعداد ۱S را در ماسک کاهش می‌دهد. مثلاً اگر به سازمانی چهار آدرس کلاس، داده شود، ماسک از ۲۴/ به ۲۲/ تغییر می‌کند. ما خواهیم دید که آدرس‌دهی با کلاس نیاز برای سوپر شبکه را ازبین می‌برد

۱-۵-۷ تخلیه آدرس

معایب در طرح آدرس‌دهی باکلاس در ترکیب با رشد سریع اینترنت منجر به تخلیه آدرس‌های موجود شد. بااین وجود تعداد وسایل در اینترنت خیلی کمتر از فضای آدرس ۲^۳۲ می‌باشد. ما آدرس‌های کلاس A,B را لحاظ کرده‌ایم و بلوک کلاس C هم برای سازمان‌‌های اندازه‌ی متوسط خیلی کوچک است و یک راه حل آن است که مشکل را با آدرس‌دهی بدون کلاس برطرف کنیم

 

۱-۶ آدرس‌دهی بدون کلاس

برای غلبه بر مشکل تخلیه آدرس وقتیکه یک شیء بزرگ یا کوچک باید به اینترنت متصل شود به آن یک بلوک (دامنه) از آدرس‌ها اعطا می‌شود. اندازه‌ی بلوک( تعداد آدرس‌ها) براساس ماهیت و اندازه‌ی آن شئ متغیر است. برای مثال به یک خانوار ممکن است فقط دو آدرس داده شود و به یک سازمان بزرگ می‌تواند هزاهران آدرس داده شود. به یک ISP به‌عنوان فراهم کننده خدمات اینترنتی می‌تواند هزاران یا صدهاهزار آدرس براساس تعداد مشتریانی که آن ممکن است داشته باشد، داده شود

۱-۶-۱ محدودیت

برای سهولت اداره آدرس‌ها، متصدیان اینترنت سه محدودیت را بر بلوک‌های آدرس بدون کلاس اعمال می‌کنند

۱-آدرس‌ها در یک بلوک باید همجوار باشند، یکی پس از دیگری

۲-تعداد آدرس‌ها در یک بلوک باید توانی از ۲ باشند(……و۸و۴و۲و۱)

۳-آدرس نخست یا آدرس اول باید نهایتاً به تعداد آدرس‌ها قابل تقسیم باشد

۱-۶-۲ مثال

ما می‌توانیم ببینیم که محدودیت‌هایی براین بلوک اعمال می‌شوند. آدرس‌ها، همجوار هستند. تعداد آدرس‌ها، توانی از (۲^۴=۱۶)۲ است و اولین آدرس بر ۱۶ قابل تقسیم است. اولین آدرس وقتیکه به یک عدد اعشاری تبدیل می‌شود، ۳۶۰و۳۸۷و۴۴۰و۳ است که وقتی بر ۱۶ تقسیم شود.۲۱۰و۰۲۴و۳۱۵ حاصل می‌شود. در ضمیمه B ما نشان می‌دهیم که چگونه مقدار اعشاری آدرس یک IP را پیدا کنیم

۱-۶-۳ ماسک

راه بهتری برای تعریف بلوک آدرس‌ها این است که هر آدرسی را در بلوک و ماسک انتخاب کنیم. همان‌طوری‌که قبلاً باعث شد، یک ماسک، یک عدد ۳۲ بیتی است که در آن n بیت چپ‌ ترین، ۱S هستند و ۸-۳۲ بییت، راست‌ترین هستند. به‌هرحال در آدرس‌دهی بدون کلاس، ماسک برای یک بلوک می‌تواند هر مقداری از Oتا۳۲ را بگیرد. خیلی راحت است که فقط مقدار n پیش‌رفته به‌وسیله‌ی یک اسلش (نماد CIDR) را بدهیم

در آدرس‌دهی IPV4، بلوکی از آدرس‌ها این‌گونه تعریف می‌شوند: X.Y.Z.t/n که در آن X.Y.Z.t یکی از آدرس‌ها را تعریف کرده و /n، ماسک تعریف می‌کند

آدرس و نماد /n به‌طور کامل کل بلوک را تعریف می‌کند(اولین آدرس، آخرین آدرس و تعداد آدرس‌ها)

First Address: اولین آدرس در بلوک که می‌توانی به‌وسیله‌ی تنظیم n-32 بیت راست‌ترین در نماد باینری آدرس تا OS یافت شود

۱-۶-۴ مثال

بلوکی از آدرس‌ها به یک سازمان کوچک اعطاء می‌شود. ما می‌دانیم که یکی از آدرس‌ها ۲۸/۲۰۵۱۶۳۷۳۹ است. اولین آدرس در بلوک چیست؟

۱-۶-۴-۱ راه‌حل

بیان باینری آدرس داده شده ۱۱۰۰۱۱۰۱۰۰۰۱۰۰۰۰۰۰۱۰۰۱۰۰۱۰۰۱۱۱ است

اگر ما راست‌ترین ۲۸-۳۲ بیت را به ۰ تنظیم کنیم، ما به ۱۱۰۰۱۱۰۱۰۰۰۱۰۰۰۰۰۱۰۰۱۰۱۰۰۱۰۰۰۰ یا۲۰۵۱۶۳۷۳۲ می‌رسیم. این به‌طور واقعی در شکل ۱۹۳ نشان داده می‌شود

Last Address: آخرین آدرس در بلوک که می‌تواند با تنظیم کردن راست‌ترین n-32 بیت در نماد باینری آدرس به ۱S یافت شود

۱-۶-۵ مثال

آخرین آدرس بلوک را در مثال ۱۹۶ پیدا کنید

۱-۶-۵-۱ راه‌حل

نمایش باینری آدرس داده شده۱۱۰۰۱۱۰۱۰۰۰۰۰۰۱۰۰۱۰۱۰۰۱۰۰۱۱۱ است. اگر ما راست‌ترین ۲۸-۳۲ بیت را به ۱ تنظیم کنیم، ما به ۱۱۰۰۱۱۰۱۰۰۰۱۰۰۰۰۰۰۱۰۰۱۰۱۰۰۱۰۱۱۱۱ یا ۲۰۵۱۶۳۷۴۷ می‌رسیم. این نمودار واقعی در شکل ۱۹۳ نشان داده می‌شود

Number Of Addresses: تعداد آدرس‌ها در بلوک، اختلاف بین اولین و آخرین آدرس است. آن می‌تواند به آسانی بااستفاده از فرمول۲^۳۲-n یافت ود

۱-۶-۶ مثال

تعداد آدرس‌ها را درمثال ۱۹۶ پیدا کنید

۱-۶-۶-۱ راه حل

مقدار n ، ۲۸ است یعنی تعداد آدرس‌ها ۲^۳۲-۲۸ یا ۱۶ است

۱-۶-۷ مثال

راه دیگر برای یافتن اولین آدرس، آخرین آدرس و تعداد آدرس‌ها این است که ماسک را به شکل یک عدد باینری ۳۲ بیتی(یا هگزا اعشاری هشت رقمی) نشان دهیم. این به‌طور خاص وقتی مفید است که ما درحال نوشتن برنامه‌ای برای یافتن این اطلاعات هستیم. درمثال ۱۹۵، ۲۸/ می‌تواند به شکل۱۱۱۱۰۰۰۰   ۱۱۱۱۱۱۱۱    ۱۱۱۱۱۱۱۱    ۱۱۱۱۱۱۱۱ (بیت و هشت ۱S و چهار0S) نمایش داده شود. پیدا کنید

a.اولین آدرس

b.آخرین آدرس

c.تعداد آدرس‌ها

۱-۶-۷-۱ راه‌حل

اولین آدرس را می‌توان با ANDing آدرس‌های داده شده با ماسک پیدا کرد. در این‌جا ANDing بیت به بیت انجام می‌شود. نتیجه ANDing 2 بیت برابر ۱ است اگر هر دو بیت ۱S باشند و درغیر این‌صورت نتیجه ۰ است

 b.آخرین آدرس را می‌توان با ORing آدرس‌های داده شده با مکمل ماسک پیدا کرد. در این‌جا ORing بیت به بیت انجام می‌شود. نتیجه ORing، دو بیت،۰ است اگر هر دو بیت 0S باشند و درغیر این‌صورت نتیجه ۱ است. مکمل یک عدد با تغییر هر ۱ به۰ و هر۰به۱ یافت می‌شود

 C.تعداد آدرس‌ها را می‌توان با تکمیل کردن ماسک پیدا کرد و آن‌را به شکل یک عدد اعشاری بیان کرده و ۱ به آن افزود

 

۱-۷ آدرس‌هاس شبکه

یکی از مفاهیم بسیار مهم در آدرس‌دهی IP، network address است. وقتی‌ به سازمانی بلوکی از آدرس‌ها داده شود، سازمان آزاد است تا آدرس هایی را به وسایلی که باید به اینترنت وصل شوند، اختصاص دهد. با اولین آدرس در کلاس به هر حال به‌طور نرمال (نه همیشه) به‌عنوان یک آدرس ویژه عمل می‌شود. اولین آدرس شبکه می‌نامند و شبکه سازمان را تعریف می‌کند. آن، خود سازمان را برای بقیه جهان تعریف می‌کند. در فصل بعدی ما خواهیم دید که اولین آدرس، آدرسی است که به‌وسیله‌ی مسیریاب‌ها برای هدایت پیغام فرستاده شده به سازمان از خارج، به کار برده می‌شود

مسیریاب دو آدرس دارد. یکی به بلوک اعطاء شده متعلق است و دیگری به شبکه‌ای که در طرف دیگر مسیریاب است. ما آدرس دوم را می‌نامیم چون ما هر چیزی را در مورد شبکه‌ای که به آن در طرف دیگر متصل است، می‌دانیم. همه‌ی پیغام‌ها به سوی آدرس‌ها در بلوک سازمان(۲۰۵۱۶۳۷۴۷ تا ۲۰۵۱۶۳۷۳۲) به‌طور مستقیم یا غیرمستقیم به x.y.z.t/n فرستاده می‌شوند. ما می‌گوییم مستقیماً یا غیر مستقیم چون ساختار شبکه‌ای که به آن طرف دیگر مسیریاب متصل می‌شود را نمی‌دانیم

۱-۷-۱ سلسله مراتب

آدرس‌های IP، شبیه سایر آدرس‌ها یا شناسه‌هایی که ما این روزها با آن‌ها مواجه می‌شویم دارای سطوحی از سلسله مراتب هستند. مثلاً یک شبکه تلفنی در آمریکای شمالی دارای سه سطح سلسله‌مراتبی است.چپ‌ترین سه رقم، تعریف کننده کد ناحیه هستند و سه رقم بعدی تعریف کننده تبادل و چهار رقم آخر تعریف کننده اتصال حلقه(لوپ) محلی به اداره مرکزی می‌باشند. شکل ۱-۵ ساختار یک عدد تلفن سلسله‌مراتبی را نشان می‌دهد

۱-۷-۱-۱ سلسله‌مراتب دوسطحی: بدون زیر شبکه

آدرس یک IP فقط می‌تواند دو سطح از سلسله مراتب را وقتیکه زیر شبکه نباشندف تعریف کند. چپ‌ترین n بیت آدرس x.y.z.t/n شبکه را تعریف می‌کند، راست‌ترین n-32 بیت، میزبان خاص(کامپیوتر یا مسیریاب) برای شبکه را تعریف می‌کند. دو اصطلاح معمول، پیشوند و پسوند هستند. بخشی از آدرس که شبکه را تعریف می‌کند، پیشوند(prefix) نامیده می‌شود و بخشی که میزبان را تعریف می‌کند، پسوند(suffix) نامیده می‌شود. شکل ۱-۶، ساختار سلسله‌مراتبی آدرس یک IPV4 را نشان می‌دهد

پیشوند برای همه‌ی آدرس‌ها در شبکه معمول (مشترک) است، پسوند از وسیله‌ای با وسیله‌ی دیگر متفاوت است

۱-۷-۱-۲ سه سطح سلسله مراتبی: زیر شبکه(subnetting)

از یک سازمانی که بلوک بزرگی از آدرس‌ها داده می‌شود، می‌توان خواست که خوشه‌هایی (cluster) از شبکه‌ها (که زیر شبکه‌ها نامیده می‌شود) را به‌وجود آورده و آدرس‌ها را بین زیرشبکه‌های مختلف تقسیم کند. بقیه جهان، باز هم آن سازمان را به‌عنوان یک پدیده می‌بینند. به‌هرحال ازنظر داخلی چند زیر شبکه وجود دارند. همه‌ پیغام‌ها به آدرس مسیریاب فرستاده می‌شوند که سازمان را به بقیه‌ی اینترنت‌ها وصل می‌کند؛ مسیریاب، پیغام را به شبکه‌های مناسب مسیریابی می‌کند. به‌هرحال سازمان باید زیر بلوک‌هایی از آدرس‌ها را ایجاد کند که هر یک برای زیرشبکه‌های خاصی اتخاذ و انتخاب می‌شوند. سازمان، بلوک خاص خودش را دارد و هر زیر شبکه هم باید ماسک خودش را دارا باشد

به‌عنوان مثال فرض کنید به یک سازمان بلوک ۲۶/۰ ۴۰ ۱۲ ۱۷ داده می‌شود که دارای ۶۴ آدرس است. سازمان دارای سه اداره است و باید به آدرسهایی در داخل زیر بلوک‌هایی از آدرس‌های ۱۶و۱۶و۳۲ تقسیم شود. ما می‌توانیم ماسک‌های جدید را با استفاده از مباحث زیر پیدا کنیم

۱-فرض کنید ماسک برای زیر شبکه اول، n_۱ است در این‌صورت ۲^۳۲-n_۱ باید ۳۲ باشد که به معنی آن است که n_۱=۲۷ است

۲-فرض کنید که ماسک دوم،n_۲ است در این‌صورت ۲^۳۲-n_۲ باید ۱۶ باشد که به معنی آن است که n_۲=۲۸ است

۳-فرض کنید که ماسک برای سومین زیر شبکه n_۳ است، در این‌صورت ۲^۳۲-n_۳ باید ۱۶ باشد که به معنی آن است که n_۳=۲۸ است

این به معنی آن است که ما ماسک‌های ۲۸و۲۸و۲۷ را داریم که با ماسک‌های سازمان ۲۶ است. شکل ۱-۷ چهارچوبی را برای سناریوی بالا نشان می‌دهد

 بیایید کنترل کنیم که آیا می‌توانیم آدرس‌های زیر شبکه را از یکی از آدرس‌های موجود در زیر شبکه (the subnet) پیدا کنیم

a.در زیر شبکه‌ی ۱، آدرس ۲۷/۲۹ ۱۴ ۱۲ ۱۷ می‌تواند به ما آدرس زیر شبکه را درصورتی که ما از ماسک ۲۷/ استفاده کنیم بدهد چونکه

 b.در زیرشبکه‌ی ۲، آدرس ۲۸/۴۵ ۱۴ ۱۲ ۱۷ می‌تواند به ما آدرس زیر شبکه را درصورتی‌که ما از ماسک ۲۸/ استفاده کنیم، بدهد چونکه

 c.در زیرشبکه‌ی ۳، آدرس ۲۸/۵۰ ۱۴ ۱۲ ۱۷ می‌تواند به ما آدرس زیرشبکه را درصورتی‌که ما از ماسک ۲۸/ استفاده کنیم، بدهد چونکه

 توجه کنید که استفاده از ماسک شبکه ۲۶/ برای هریک از آدرس‌ها، به ما آدرس شبکه‌ی ۲۶/. ۱۴ ۱۲ ۱۷ را می‌دهد. ما این اثبات را به‌عهده‌ی خواننده می‌گذاریم

ما می‌توانیم بگوییم که ازطریق subnetting، ما سه سطح سلسله مراتبی داریم. توجه کنید که در مثال ما طول پیشوند زیرشبکه می‌تواند برای زیرشبکه‌هایی که قبلاً در شکل ۱-۸ نشان داده شده است، متفاوت باشد

۱-۷-۱-۳ سطوح بیشتری از سلسله مراتب

ساختار آدرس دهی بدون کلاس، تعداد سطوح سلسله مراتبی را محدود نمی‌کند.یک سازمان می‌تواند بلوک داده شده از آدرس‌ها را به زیربلوک‌ها تقسیم کند هر زیربلوک می تواند به نوبت به زیربلوک‌های کوچک‌تر تقسیم شود. یک نمونه از این را در ISPها می توان دید. یک ISP کلی می تواند یک بلوک بزرگ داده شده را به بلوکهای کوچک‌تر تقسیم کرده و هر یک از آن‌ها را برای یک ISP ناحیه‌ای انتخاب کند. یک ISP ناحیه‌ای می‌تواند بلوک دریافتی از ISP طی رابه بلوک‌های کوچک‌تر تقسیم کرده و هر یک را برای یک ISP محلی انتخاب کند. یک ISP محلی می‌تواند بلوک دریافتی از ISP ناحیه‌ای را به بلوک‌های کوچکتر تقسیم کرده و هر یک را برای یک سازمان متفاوت اختیار کند. سرانجام یک سازمان می‌تواند بلوک دریافتی را تقسیم کرده و چند زیرشبکه را خارج از آن ایجاد کند

۱-۷-۲ تخصیص آدرس