Geek School Μάθηση των Windows 7 - Αντιμετώπιση προβλημάτων IP

Σε αυτή την έκδοση του Geek School, θα δούμε πώς λειτουργεί η διεύθυνση IP. Θα καλύψουμε επίσης ορισμένα προηγμένα θέματα, όπως τον τρόπο με τον οποίο ο υπολογιστής σας καθορίζει εάν η συσκευή με την οποία επικοινωνείτε είναι στο ίδιο δίκτυο με εσάς. Στη συνέχεια θα ολοκληρώσουμε με μια σύντομη ματιά σε δύο πρωτόκολλα ανάλυσης ονομάτων: LLMNR και DNS.

Βεβαιωθείτε ότι έχετε δει τα προηγούμενα άρθρα αυτής της σειράς Geek School στα Windows 7:

Παρουσιάζοντας το How-To Geek School
Αναβαθμίσεις και μεταναστεύσεις
Ρύθμιση συσκευών
Διαχείριση δίσκων
Διαχείριση εφαρμογών
Διαχείριση του Internet Explorer

Και μείνετε συντονισμένοι για όλη την εβδομάδα.

Βασικές αρχές IP

Όταν στέλνετε μια επιστολή μέσω ταχυδρομείου σαλιγκαριών, πρέπει να καθορίσετε τη διεύθυνση του ατόμου που θέλετε να λάβετε το μήνυμα. Ομοίως, όταν ένας υπολογιστής στέλνει ένα μήνυμα σε έναν άλλο υπολογιστή, πρέπει να καθορίσει τη διεύθυνση στην οποία πρέπει να αποστέλλεται το μήνυμα. Αυτές οι διευθύνσεις ονομάζονται διευθύνσεις IP και συνήθως φαίνονται κάτι τέτοιο:

192.168.0.1

Αυτές οι διευθύνσεις είναι IPv4 (Internet Protocol Version 4) διευθύνσεις και όπως τα περισσότερα πράγματα αυτές τις μέρες είναι μια απλή αφαίρεση για το τι πραγματικά βλέπει ο υπολογιστής. Οι διευθύνσεις IPv4 είναι 32-bit, πράγμα που σημαίνει ότι περιέχουν ένα συνδυασμό 32 και μηδενικών. Ο υπολογιστής θα βλέπει τη διεύθυνση που αναφέρεται παραπάνω ως εξής:

11000000 10101000 00000000 00000001

Σημείωση: Κάθε δεκαδική οκτάδα έχει μέγιστη τιμή (2 ^ 8) - 1 η οποία είναι 255. Αυτός είναι ο μέγιστος αριθμός συνδυασμών που μπορούν να εκφραστούν χρησιμοποιώντας 8 bits.

Εάν θέλετε να μετατρέψετε μια διεύθυνση IP στο δυαδικό ισοδύναμο, μπορείτε να δημιουργήσετε έναν απλό πίνακα, όπως παρακάτω. Στη συνέχεια, πάρτε ένα τμήμα της διεύθυνσης IP (τεχνικά αποκαλούμενο όχθη), για παράδειγμα 192, και μετακινήστε από αριστερά προς τα δεξιά, εάν μπορείτε να αφαιρέσετε τον αριθμό στην κεφαλίδα του πίνακα από τον δεκαδικό αριθμό σας. Υπάρχουν δύο κανόνες:

Αν ο αριθμός στην κεφαλίδα του πίνακα είναι μικρότερος ή ίσος με τον αριθμό σας, σημειώστε τη στήλη με ένα 1. Ο νέος αριθμός σας τότε γίνεται ο αριθμός που αφαιρέσατε τον αριθμό στην κεφαλίδα της στήλης. Για παράδειγμα, το 128 είναι μικρότερο από 192, γι 'αυτό σημειώνομαι τη στήλη 128s με ένα 1. Τότε έχω μείνει με 192 - 128, το οποίο είναι 64.
Αν ο αριθμός είναι μεγαλύτερος από τον αριθμό που έχετε, σημειώστε το με 0 και μετακινηθείτε.

Δείτε πώς θα φαινόταν χρησιμοποιώντας την παραδειγματική μας διεύθυνση 192.168.0.1

128	64	32	16	8	4	2	1
1	1	0	0	0	0	0	0
1	0	1	0	1	0	0	0
0	0	0	0	0	0	0	0
0	0	0	0	0	0	0	1

Στο παραπάνω παράδειγμα, πήρα το πρώτο μας οκτάτο του 192 και σημάδεψα τη στήλη 128 με ένα 1. Τότε έμεινα με 64 που είναι ο ίδιος με τον αριθμό με τη δεύτερη στήλη, γι 'αυτό το σημείωσα και με 1. Ήμουν τώρα με 0 από 64 - 64 = 0. Αυτό σήμαινε ότι η υπόλοιπη σειρά ήταν όλα μηδενικά.

Στη δεύτερη σειρά, πήρα τη δεύτερη οκτάδα, 168. 128 είναι μικρότερη από 168, γι 'αυτό το σημείωσα με 1 και έμεινε με 40. 64 ήταν τότε μεγαλύτερη από 40, γι' αυτό το σημείωσα με 0. Όταν μείνω στο η τρίτη στήλη, 32 ήταν μικρότερη από 40, γι 'αυτό το σημείωσα με 1 και έμεινα με 8. 16 ήταν μεγαλύτερη από 8 και έτσι το σημάδεψα με 0. Όταν πήρα στη στήλη 8s το σημάδεψα με 1 που με άφησε 0, οπότε οι υπόλοιπες στήλες σημειώθηκαν με 0.

Το τρίτο οκτάτο ήταν 0 και τίποτα δεν μπορεί να φτάσει στο 0, οπότε σημειώσαμε όλες τις στήλες με μηδέν.

Το τελευταίο οκτάτο ήταν 1 και τίποτα δεν μπορεί να πάει σε 1 εκτός από 1, οπότε έχω σημειώσει όλες τις στήλες με 0 έως ότου φτάσαμε στη στήλη 1s όπου το σημάδεψα με 1.

Μάσκες υποδικτύου

Σημείωση: Η αποκρυπτογράφηση υποδικτύου μπορεί να γίνει πολύ περίπλοκη, οπότε για το σκοπό αυτού του άρθρου θα συζητήσουμε μόνο τις κλασσικές μάσκες υποδικτύου.

Μια διεύθυνση IP αποτελείται από δύο στοιχεία, μια διεύθυνση δικτύου και μια διεύθυνση κεντρικού υπολογιστή. Η μάσκα υποδικτύου είναι αυτή που χρησιμοποιείται από τον υπολογιστή σας για να διαχωρίσει τη διεύθυνση IP στη διεύθυνση δικτύου και τη διεύθυνση κεντρικού υπολογιστή. Μια μάσκα υποδικτύου συνήθως μοιάζει με κάτι τέτοιο.

255.255.255.0

Το οποίο σε δυαδικό σχήμα μοιάζει με αυτό.

11111111.11111111.11111111.00000000

Σε μια μάσκα υποδικτύου τα δυαδικά ψηφία δικτύου υποδηλώνονται από το 1s και τα δυφία υποδοχής υποδηλώνονται με το 0s. Μπορείτε να δείτε από την παραπάνω δυαδική παράσταση ότι οι πρώτες τρεις οκτάδες της διεύθυνσης IP χρησιμοποιούνται για την αναγνώριση του δικτύου στο οποίο ανήκει η συσκευή και της τελευταίας οκτάδας που χρησιμοποιείται για τη διεύθυνση κεντρικού υπολογιστή.

Δεδομένης της διεύθυνσης IP και της μάσκας υποδικτύου, οι υπολογιστές μας μπορούν να δουν αν η συσκευή βρίσκεται στο ίδιο δίκτυο εκτελώντας μια λειτουργία bitwise AND. Για παράδειγμα, πείτε:

ο computerOne θέλει να στείλει ένα μήνυμα στο computerTwo.
ο computerOne διαθέτει IP με 192.168.0.1 με μάσκα υποδικτύου 255.255.255.0
Το computerTwo έχει IP με 192.168.0.2 με μάσκα υποδικτύου 255.255.255.0

ο computerOne θα υπολογίσει αρχικά το bitwise της δικής του IP και της μάσκας υποδικτύου.

Σημείωση: Όταν χρησιμοποιείτε μια λειτουργία bitwise AND, αν τα αντίστοιχα δυαδικά ψηφία είναι αμφότερα 1 το αποτέλεσμα είναι 1, διαφορετικά είναι 0.

11000000 10101000 00000000 00000001
11111111 11111111 11111111 00000000

11000000 10101000 00000000 00000000

Στη συνέχεια υπολογίζει το δυαδικό ψηφίο για το computerTwo.

11000000 10101000 00000000 00000010
11111111 11111111 11111111 00000000

11000000 10101000 00000000 00000000

Όπως μπορείτε να δείτε, τα αποτελέσματα των ενεργειών με δυαδικά ψηφία είναι τα ίδια, πράγμα που σημαίνει ότι οι συσκευές βρίσκονται στο ίδιο δίκτυο.

Μαθήματα

Όπως ίσως έχετε μαντέψει μέχρι τώρα, τόσο περισσότερα δίκτυα (1s) έχετε σε σας υποδικτύου μάσκα το λιγότερο host (0s) που μπορείτε να έχετε. Ο αριθμός των κεντρικών υπολογιστών και των δικτύων που μπορείτε να έχετε χωρίζεται σε 3 κατηγορίες.

	Δίκτυα	Μάσκα υποδικτύου	Δίκτυα	Υποδοχές
Κατηγορία Α	1-126.0.0.0	255.0.0.0	126	16 777 214
Κατηγορία Β	128-191.0.0.0	255.255.0.0	16 384	65 534
Κατηγορία C	192-223.0.0.0	255.255.255.0	2 097 152	254

Δεσμευμένες περιοχές

Θα παρατηρήσετε ότι η σειρά 127.x.x.x έχει αποκλειστεί. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι ολόκληρη η περιοχή προορίζεται για κάτι που ονομάζεται διεύθυνση βρόχου. Η διεύθυνση του loopback σας δείχνει πάντα στον υπολογιστή σας.

Το φάσμα 169.254.0.x είχε επίσης δεσμευτεί για κάτι που ονομάζεται APIPA το οποίο θα συζητήσουμε αργότερα στη σειρά.

Ιδιωτικά πεδία IP

Μέχρι πριν από λίγα χρόνια κάθε συσκευή στο διαδίκτυο είχε μια μοναδική διεύθυνση IP. Όταν οι διευθύνσεις IP άρχισαν να εξαντλούνται, εισήχθη μια ιδέα που ονομάζεται NAT, η οποία πρόσθεσε ένα άλλο στρώμα μεταξύ των δικτύων μας και του Διαδικτύου. Η IANA αποφάσισε να διατηρήσει μια σειρά διευθύνσεων από κάθε κατηγορία IP:

10.0.0.1 - 10.255.255.254 από την κλάση Α
172.16.0.1 - 172.31.255.254 από την κλάση Β
192.168.0.1 - 192.168.255.254 από την κατηγορία C

Στη συνέχεια, αντί να αντιστοιχίσετε σε κάθε συσκευή στον κόσμο μια διεύθυνση IP, ο ISP σας παρέχει μια συσκευή που ονομάζεται δρομολογητής NAT, στον οποίο έχει εκχωρηθεί μια ενιαία διεύθυνση IP. Στη συνέχεια, μπορείτε να αντιστοιχίσετε τις διευθύνσεις IP των συσκευών σας από το πιο κατάλληλο ιδιωτικό εύρος IP. Στη συνέχεια, ο δρομολογητής NAT διατηρεί έναν πίνακα NAT και υποδεικνύει τη σύνδεσή σας στο διαδίκτυο.

Σημείωση: Η διεύθυνση IP του δρομολογητή NAT σας εκχωρείται συνήθως δυναμικά μέσω DHCP, έτσι ώστε να αλλάζει κανονικά ανάλογα με τους περιορισμούς που έχει ο ISP σας.

Όνομα ψήφισμα

Είναι πολύ πιο εύκολο για εμάς να θυμηθούμε τα αναγνωρίσιμα από το χρήστη ονόματα όπως το FileServer1 από το να θυμάστε μια διεύθυνση IP όπως 89.53.234.2. Σε μικρά δίκτυα, όπου δεν υπάρχουν άλλες λύσεις επίλυσης ονομάτων, όπως το DNS, όταν προσπαθείτε να ανοίξετε μια σύνδεση στο FileServer1, ο υπολογιστής σας μπορεί να στείλει ένα μήνυμα πολυεκπομπής (που είναι ένας φανταστικός τρόπος να λέτε να στείλετε ένα μήνυμα σε κάθε συσκευή στο δίκτυο) ζητώντας ποιος είναι ο FileServer1. Αυτή η μέθοδος επίλυσης ονομάτων καλείται LLMNR (Link-lock Multicast Name Resolution) και παρόλο που είναι μια τέλεια λύση για ένα οικιακό δίκτυο ή ένα δίκτυο μικρών επιχειρήσεων, δεν κλιμακώνεται καλά, πρώτον επειδή η μετάδοση σε χιλιάδες πελάτες θα διαρκέσει πάρα πολύ και δεύτερον επειδή οι εκπομπές δεν περνούν τυπικά τους δρομολογητές.

DNS (σύστημα ονομάτων τομέα)

Η πιο κοινή μέθοδος για την επίλυση του ζητήματος της κλιμάκωσης είναι η χρήση του DNS. Το σύστημα ονομάτων τομέα είναι ο τηλεφωνικός κατάλογος οποιουδήποτε δεδομένου δικτύου. Χαρτογραφεί ονόματα μηχανών με δυνατότητα ανάγνωσης σε υποκείμενες διευθύνσεις IP χρησιμοποιώντας μια γιγαντιαία βάση δεδομένων. Όταν προσπαθείτε να ανοίξετε μια σύνδεση στο FileServer1, ο υπολογιστής σας ζητάει από τον διακομιστή DNS που καθορίζετε, ποιος είναι ο FileServer1. Ο διακομιστής DNS θα απαντήσει στη συνέχεια με μια διεύθυνση IP την οποία ο υπολογιστής σας μπορεί με τη σειρά του να κάνει σύνδεση. Αυτή είναι και η μέθοδος ανάλυσης ονόματος που χρησιμοποιείται από το μεγαλύτερο δίκτυο στον κόσμο: το Διαδίκτυο.

Αλλαγή ρυθμίσεων δικτύου

Κάντε δεξί κλικ στο εικονίδιο ρυθμίσεων δικτύου και επιλέξτε Ανοίξτε το Κέντρο δικτύου και κοινής χρήσης από το μενού περιβάλλοντος.

Κάντε κλικ στο σύνδεσμο Αλλαγή υπερσυνδέσμων ρυθμίσεων προσαρμογέα στην αριστερή πλευρά.

Στη συνέχεια, κάντε δεξί κλικ στον προσαρμογέα δικτύου και επιλέξτε Ιδιότητες από το μενού περιβάλλοντος.

Τώρα επιλέξτε Internet Protocol Version 4 και στη συνέχεια κάντε κλικ στο κουμπί ιδιοτήτων.

Εδώ μπορείτε να διαμορφώσετε μια στατική διεύθυνση IP, επιλέγοντας το κουμπί επιλογής "Χρησιμοποιήστε την ακόλουθη διεύθυνση IP". Οπλισμένοι με τις παραπάνω πληροφορίες, μπορείτε να συμπληρώσετε μια διεύθυνση IP και μια μάσκα υποδικτύου. Η προεπιλεγμένη πύλη, για όλες τις προθέσεις και σκοπούς, είναι η διεύθυνση IP του δρομολογητή σας.

Κοντά στο κάτω μέρος του παραθύρου διαλόγου μπορείτε να ορίσετε τη διεύθυνση του διακομιστή DNS. Στο σπίτι πιθανότατα δεν έχετε διακομιστή DNS, αλλά ο δρομολογητής σας συχνά διαθέτει μια μικρή μνήμη DNS cache και διαβιβάζει ερωτήματα στον ISP σας. Εναλλακτικά, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τον δημόσιο διακομιστή DNS της Google, 8.8.8.8.

Εργασία για το σπίτι

Δεν υπάρχει εργασία για σήμερα, αλλά αυτό ήταν μακρύ, οπότε διαβάστε ξανά το θέμα. Εάν εξακολουθείτε να είστε πεινασμένοι για περισσότερες πληροφορίες, μπορείτε να διαβάσετε ένα προηγμένο θέμα δικτύου που ονομάζεται CIDR (Classless Interdomain Routing).

Αν έχετε οποιεσδήποτε ερωτήσεις μπορείτε να μου τιτίβετε @taybgibb, ή απλά αφήστε ένα σχόλιο.