CCNA1 : Chapter 6 Addressing the Network: IPv4

CCNA1 : CCNA Exploration Network Fundamentals – 4.0

Chapter 6 Addressing the Network: IPv4

>IPv4 AddressesAnatomy of an IPv4 Address

Binary-to-Decimal Conversion : การแปลงเลขฐานสองเป็นฐานสิบ

Decimal-to-Binary Conversions : การแปลงเลขฐานสิบเป็นฐานสอง

Addressing Types of Communication : Unicast, Broadcast, Multicast

– Network address : แอดเดรสของเครือข่ายใดๆ ซึ่งที่ใช้เป็นตัวแทนของเครือข่ายนั้นๆ
– Broadcast address : แอดเดรสพิเศษที่ใช้เป็นช่องทางของการส่งข้อมูลให้กับโฮสอื่นๆ
– Host addresses : แอดเดรสที่กำหนดให้ end device ในเครือข่าย
*Network Prefixes หรือ  prefix length เป็นจำนวนของบิตในแอดเดรสที่บอก network portion เช่น 172.16.4.0 /24 สังเกตว่า /24 คือ  prefix length ที่บอกเราว่า 24 บิตแรกเป็น network address และอีก 8 บิตท้ายเป็น host portion

>IPv4 Addresses for Different Purposes

Types of Addresses in an IPv4 Network Range

Calculating Network,Host and Broadcast Addresses

Thank for Pic :  http://www.ncsa.uiuc.edu

– ขั้นตอนการคำนวนมีดังนี้
1. พิจารณาว่า address อยู่ class อะไร ซึ่งจะทำให้รู้ Default Subnet mask
2. พิจารณา prefix length หรือ  Subnet Mask ซึ่งก็คือหมายเลขหลังเครื่องหมาย “/” จะทำให้รู้ NetID และHost address
3. หา Network Address โดยนำ address มา & กับ Subnet address ถ้า้ต้องการหา Broadcast Address ให้เปลี่ยน Host ID เป็น 1 ทั้งหมด
4. ถ้าต้องการหาจำนวน subnet ทั้งหมด ให้เอา 2^Subnet address
5. ถ้าต้องการหาจำนวน Host ทั้งหมดของแต่ละ subnet ให้เอา 2^Host address

– ตัวอย่าง เช่น 168.52.148.116 /28
1. พิจารณา address แล้วรู้่ว่าอยู่ใน Class b ซึ่งมี Default Subnet mask คือ 255.255.0.0 ซึ่งเราจะเข้าไปแก้ไขได้เพียง 16 บิตท้ายเท่านั้น
2. พิจารณา /28 ทำให้รู้ว่า NetID คือ 28 บิตแรก และ Host address คือ 4 บิตหลัง เมื่อเขียน address ให้อยู่ในรูปฐานสองจะได้ว่า 11111111.11111111.11111111.11110000
3. นำ address มา & กับ Subnet

11111111.11111111.11111111.11110000 (255.255.0.0)
&
10101000.00110100.10010100.01001110 (168.52.148.116)
10101000.00110100.10010100.01000000 (168.52.148.112)  >> Network Address

10101000.00110100.10010100.01111111 (168.52.148.127)  >> Broadcast Address

4. จำนวน subnet ทั้งหมด ให้เอา 2^Subnet address จะได้ 2^12 = 4096
5. จำนวน Host ทั้งหมดของแต่ละ subnet ให้เอา 2^Host address จะได้ 2^4 = 16

Unicast,Broadcast,Mulicast – Types of Communication

– Unicast : กระบวณการส่งแพ็กเกตจากผู้ส่งรายเดียว กับผู้รับรายเดียวบนเครือข่าย (one-to-one)
– Broadcast : กระบวณการส่งแพ็กเกตจากผู้ส่งรายเดียว กับผู้รับหลายรายบนเครือข่าย (one-to-all)

1. Directed broadcast : หมายถึงการส่งแพ็กเก็ตข้อมูลไปยังเครื่องคอมพิวเตอร์ทุกเครื่องในระบบเครือข่าย ลักษณะของ IP Address จะให้ Host Address หรือ Suffix บิตเป็น 1 ทั้งหมด เช่น ต้องการส่งข้อมูลไปยังเครือข่าย 143.134.23.44 ก็ส่งไปยัง 143.134.255.255
2. Limited broadcast : หมายถึงการส่งข้อมูลแบบกระจาย (Broadcasting) ไปยัง Local Physical Notwork ซึ่งลักษณะของ IP Address แบบนี้ก็ง่ายมากคือ มีค่าเป็น 1 หมดทุกบิตเลย (255.255.255.255)

– Multicast : กระบวณการส่งแพ็กเกตจากผู้ส่งรายเดียว กับผู้รับหลายรายบนเครือข่าย (one-to-many)

Resesrved IPv4 Address Ranges

– Host Addresses :
– Multicast Addresses :
– Experimental Addresses :

Public and Private Addresses

– Public Addresses : หมายถึง IP Address ที่ใช้ในเครือข่าย Internet โดยจะต้องขอไปยังหน่วยงานที่กำกับดูแล IP Address ในแต่ละประเทศ ซึ่งแน่นอนว่าแต่ละหน่วยงานที่ขอ IP Address ต้องได้หมายเลขที่ไม่ซ้ำกับใครเลยในโลกนี้
– Private Addresses : หมายถึง IP Address ที่ไม่ใช้บน Internet และไม่สามารถติดต่อกับ Public IP ได้ แต่เราสามารถใช้เทคนิค ที่เรียกว่า NAT (Network Address Translation) เข้าช่วยได้ และ Private IP สามารถกำหนดขึ้นใช้ได้เอง โดยทั่วไปใช้กับ Intranet ในหน่วยงาน
* The private address blocks are:
10.0.0.0 to 10.255.255.255 (10.0.0.0 /8)
172.16.0.0 to 172.31.255.255 (172.16.0.0 /12)
192.168.0.0 to 192.168.255.255 (192.168.0.0 /16)

Special IPv4 Addresses

– Network and Broadcast Addresses : address แรกจะถูกจองไว้สำหรับเป็นชื่อของเครือข่าย และ address สุดท้ายเอาไว้ใช้เป็น Broadcast Addresses
– Default Route : ใน Pv4 จะมี default route คือ  0.0.0.0 โดยจะใช้ 0.0.0.0 – 0.255.255.255 (0.0.0.0 /8)
– Loopback : หมายถึง IP Address ที่ใช้เพื่อให้ตัวเครื่องคอมพิวเตอร์นั้นส่งข้อมูลกลับมาหาตัวเอง โดยเจ้า Loopback Address นั้นมีไว้เพื่อทดสอบแอพพลิเคชันของระบบเครือข่าย เช่น  IP Address เป็น 127.0.0.1
– Link-Local Addresses : ใน IPv4 จะใช้ address ในช่วง 169.254.0.0 ถึง 169.254.255.255 (169.254.0.0 /16)
– TEST-NET Addresses :  ใน IPv4 จะใช้ address ในช่วง 192.0.2.0 ถึง 192.0.2.255 (192.0.2.0 /24)

Legacy IPv4 Addressing

– Classful Addressing : เป็นวิธีการจัด IP Address โดยแบ่งออกเป็น 5 class คือ A B C D E ซึ่งเราจะสามารถดูว่าแอดเดรสอยู่คลาสไหนได้จาก บิตที่อยู่ด้านหน้า

Thank for pic : http://www.tcpipguide.com/free/diagrams/ipclasses.png

ที่มา : http://en.wikipedia.org/wiki/Classful_network

>Assigning Addresses

Planning to Address the Network : การวางแผนการจัดการแอดเดรสของเครือข่าย

– ต้องไม่ให้มีการซ้ำของแอดดรส
– วางแผนในการใช้งาน resource และการเข้าถึง
– ตรวจสอบในเรื่องความปลอยภัย และ ประสิทธิภาำำพ

Static or Dynamic Addressing for End-User Devices

– Static Addressing : เป็นการกำหนด IP address อย่างถาวร ทำให้ address เหล่านี้จะไม่เปลี่ยนเปลงไม่ว่าจะใช้งานไปนานเท่าใด แต่ถ้า IP address นั้นไม่ได้ถูกใช้งาน จะทำให้สูญเสีย IP address นั้นไป
– Dynamic Addressing : เป็นการกำหนด IP address ให้เปลี่ยนแปลงไปตามระยะเวลา ถ้าหาก address ใดไม่ถูกใช้งานก็จะสามารถนำไปแจกต่อให้กับเครื่องคอมพิวเตอร์เครื่องอื่นที่ ต้องการใช้งานต่อไปได้ โดยจะใช้ Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP)

Assinging Addresses to Other Devices

–  Servers and Peripherals : ควรกำหนดแบบ static IPv4 address
– Hosts that are Accessible from Internet : ควรกำหนดแบบ static IPv4 address
– Intermediary Devices :  เช่น  hubs, switches, wireless access points ควรกำหนดแบบ static IPv4 address
– Routers and Firewalls

Who Assingns the Different Addresses?

– Internet Assigned Numbers Authority (IANA) เป็นองค์กรที่ทำหน้าที่เป็นผู้ประสานงานกลาง ในการกำหนด จัดสรร ค่า parameter ที่เฉพาะเจาะจงต่างๆ ของ Internet protocols
– RIRs (Regional Internet Registry) ถูกก่อตั้งขึ้นโดยได้รับสิทธิจาก IANA เพื่อให้บริการ และเป็นตัวแทนของภูมิภาค (region) ขนาดใหญ่ บทบาทสำคัญของ ของ RIRs ได้แก่ การจัดการ และจัดสรร Internet address space ภายใน region โดยมีหน้าที่กำกับ และดูแลรับผิดชอบการแจกจ่าย Internet address space สาธารณะ และทรัพยากรที่เกี่ยวข้องภายในภูมิภาค ปัจจุบัน มี 4 RIRs ได้แก่ : APNIC, RIPE NCC, LACNIC และ ARIN.

ISPs

– ISP คือ ผู้ให้บริการอินเทอร์เน็ต หรือ Internet Service Provider เป็นหน่วยงานที่บริการ ให้เชื่อมต่อเครื่องคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล หรือเครือข่ายคอมพิวเตอร์ ของบริษัท เข้ากับเครือข่าย อินเทอร์เน็ตทั่วโลก เสมือนตัวแทนของผู้ใช้อินเทอร์เน็ต เพื่อเข้าถึงแหล่งข้อมูลต่าง ๆ ถ้าผู้ใช้อินเทอร์เน็ต ต้องการข้อมูลต่างๆ ก็สามารถติดต่อผ่าน ISP ได้ทุกเวลา ตลอด 24 ชั่วโมง โดยการใช้บริการอินเตอร์เน็ต ผ่านผู้ให้บริการอินเตอร์เน็ตทั่วไป
– ISP แบ่งได้เป็น
Tier 1 : ข้อดีหลักคือ ความน่าเชื่อถือ และความเร็ว เนื่องจากเป็นชั้นที่อยู่ติดกับ Internet Backbone แต่ว่าจะมีค่าใช้จ่ายสูง
Tier 2 : ส่วนใหญ่เน้นไปที่ลูกค้าที่เป็นส่วนของธุรกิจ
Tier 3 : ส่วนใหญ่เน้นไปที่ลูกค้าทั่วไป หรือใช้งานตามบ้าน

Overview of IPv6

>Testing the Network Layer

Ping 127.0.0.1: Testing the Local Stack

– Ping คือโปรแกรมที่เป็นเครื่องมือเกี่ยวกับเครือข่ายคอมพิวเตอร์
– คำสั่ง ping เป็นคำสั่งที่ใช้ตรวจสอบเวลาที่ใช้ในการเดินทางของแพ็กเก็ตระหว่างต้นทางกับปลายทาง
– Ping 127.0.0.1ใช้เพื่อให้ตัวเครื่องคอมพิวเตอร์นั้นส่งข้อมูลกลับมาหาตัวเอง

Ping Gateway: Testing Connectivity to the Local LAN

– ใช้ทดสอบว่าโฮสต์ปลายทางได้เชื่อมต่อกับระบบไอพีอยู่หรือไม่ โปรแกรม Ping ทำงานโดยการส่งข้อมูล ICMP ประเภท “echo request” ไปยังโฮสต์เป้าหมาย และรอคอยการตอบรับเป็นข้อมูล “echo reply” กลับมา

Traceroute (tracert): Testing the Path

– tracert เป็นคำสั่งที่ใช้ตรวจสอบเส้นทางการวิ่งของแพ็กเก็ตว่ามันวิ่งผ่านเร้าเตอร์ ตัวไหนบ้าง โดยโปรแกรม Traceroute จะรายงานออกมาเป็นชื่อโดเมนเนม  เราสามารถที่จะกำหนดให้มันแสดงออกมาเป็นไอพีแอดเดรสก็ได้เช่นกัน  นอกจากนี้คำสั่ง traceroute อาจจะทำให้เราสามารถทราบชื่อเครื่องปลายทางได้

ICMPv4: The Protocol Supporting Testing and Messaging

– ICMP เป็นโพรฑตคอลที่อยู่ใน Network Layer แต่ Message ของโพรโตคอลนี้จะไม่ถูกส่งไปยัง Data Link Layer โดยทันที แต่จะต้อง Encapsulate เป็น IP datagram ก่อนจึงส่งไปยัง Data Link Layer
– หน้าที่หลักของ ICMP คือ รายงานความผิดพลาดของการส่งข้อมูล แต่จะไม่สามารถแก้ไขความผิดพลาดของข้อมูลได้
– ประเภทของ Message

Host confirmation : การตอบรับจาก host
Unreachable Destination or Service : ไม่สามารถติดต่อปลายทางได้
Time exceeded : ใช้เวลาเกินกำหนด
Route redirection : แจ้งเส้นทางที่เหมาะสม
Source quench : ให้ต้นทางลดภาระงาน

เพิ่มเติม

– Address และ Subnet Mask
– IP Address and Domain Name Services
– หมายเลขไอพี และการจัดสรร