Geek School Learning Windows 7 - IP Addressing Fundamentals

In deze editie van Geek School gaan we kijken hoe IP-adressering werkt. We behandelen ook enkele geavanceerde onderwerpen, zoals hoe uw pc bepaalt of het apparaat waarmee u communiceert zich op hetzelfde netwerk bevindt als u. We zullen dan afsluiten met een korte blik op twee protocollen voor naamomzetting: LLMNR en DNS.

Bekijk de eerdere artikelen in deze Geek School-serie in Windows 7:

Introductie van How-To Geek School
Upgrades en migraties
Apparaten configureren
Schijven beheren
Toepassingen beheren
Internet Explorer beheren

En blijf op de rest van de serie letten de hele week lang.

IP-fundamentals

Wanneer u een brief via een e-mail verzendt, moet u het adres opgeven van de persoon die u de e-mail wilt ontvangen. Als een computer een bericht verzendt naar een andere computer, moet dit ook het adres opgeven waarnaar het bericht moet worden verzonden. Deze adressen worden IP-adressen genoemd en zien er doorgaans ongeveer zo uit:

192.168.0.1

Deze adressen zijn IPv4 (Internet Protocol versie 4) -adressen en zoals de meeste dingen tegenwoordig zijn ze een eenvoudige abstractie van wat de computer daadwerkelijk ziet. IPv4-adressen zijn 32-bits, wat betekent dat ze een combinatie van 32 enen en nullen bevatten. De computer zou het hierboven vermelde adres zien als:

11000000 10101000 00000000 00000001

Opmerking: elk decimaal octet heeft een maximale waarde van (2 ^ 8) - 1 wat 255 is. Dit is het maximale aantal combinaties dat kan worden uitgedrukt met behulp van 8 bits.

Als u een IP-adres naar zijn binaire equivalent wilt converteren, kunt u een eenvoudige tabel maken, zoals hieronder. Neem vervolgens een sectie van het IP-adres (technisch een octet genoemd), bijvoorbeeld 192, en verplaats van links naar rechts om te controleren of u het nummer in de kop van de tabel van uw decimale nummer kunt aftrekken. Er zijn twee regels:

Als het nummer in de kop van de tabel kleiner is dan of gelijk is aan uw nummer, markeert u de kolom met een 1. Uw nieuwe nummer wordt dan het nummer waarvan u het aantal in de kop van de kolom had afgetrokken. 128 is bijvoorbeeld kleiner dan 192, dus ik markeer de 128s kolom met een 1. Ik ben dan links met 192 - 128, dat is 64.
Als het aantal groter is dan het nummer dat je hebt, markeer het met een 0 en ga verder.

Hier is hoe het eruit zou zien met behulp van ons voorbeeld adres van 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

In het bovenstaande voorbeeld nam ik ons eerste octet van 192 en markeerde de 128s kolom met een 1. Ik was toen links met 64 wat hetzelfde is als het getal als de tweede kolom, dus ik heb het ook gemarkeerd met een 1. Ik zat nu met 0 sinds 64 - 64 = 0. Dat betekende dat de rest van de rij allemaal uit nullen bestond.

Op de tweede rij nam ik het tweede octet, 168. 128 is kleiner dan 168, dus ik heb het gemarkeerd met een 1 en bleef achter met 40. 64 was toen groter dan 40, dus ik markeerde het met een 0. Toen ik naar de derde kolom, 32 was minder dan 40, dus ik markeerde het met een 1 en bleef achter met 8. 16 is groter dan 8 dus ik heb het gemarkeerd met een 0. Toen ik bij de 8s kolom kwam, markeerde ik het met 1 waardoor ik met 0 dus de rest van de kolommen waren gemarkeerd met 0.

Het derde octet was 0 en niets kan in 0 vallen, dus we hebben alle kolommen gemarkeerd met een nul.

Het laatste octet was 1 en niets kan ingaan op 1 behalve 1, dus ik markeerde alle kolommen met 0 totdat we bij de 1s kolom kwamen, waar ik het markeerde met een 1.

Subnet-maskers

Opmerking: Subnet-maskering kan zeer complex worden, dus voor de reikwijdte van dit artikel gaan we alleen over classful subnet-maskers praten.

Een IP-adres bestaat uit twee componenten, een netwerkadres en een hostadres. Het subnetmasker is wat door uw computer wordt gebruikt om uw IP-adres te scheiden van het netwerkadres en het hostadres. Een subnetmasker ziet er meestal ongeveer zo uit.

255.255.255.0

Die in binair ziet er zo uit.

11111111.11111111.11111111.00000000

In een subnetmasker worden de netwerkbits aangegeven met de enen en worden de hostbits aangeduid met de nullen. U kunt aan de hand van de bovenstaande binaire weergave zien dat de eerste drie octetten van het IP-adres worden gebruikt om het netwerk te identificeren waartoe het apparaat behoort en het laatste octet wordt gebruikt voor het hostadres.

Met een IP-adres en subnetmasker kunnen onze computers zien of het apparaat zich op hetzelfde netwerk bevindt door een bitsgewijze EN-bewerking uit te voeren. Zeg bijvoorbeeld:

computerOne wil een bericht verzenden naar computerTwee.
computerOne heeft een IP van 192.168.0.1 met een subnetmasker van 255.255.255.0
computerTwo heeft een IP van 192.168.0.2 met een subnetmasker van 255.255.255.0

computerOne berekent eerst de bitsgewijze EN van zijn eigen IP- en subnetmasker.

Opmerking: bij gebruik van een bitsgewijze AND-bewerking, als de overeenkomstige bits beide 1 zijn, is het resultaat een 1, anders is het een 0.

11000000 10101000 00000000 00000001
11111111 11111111 11111111 00000000

11000000 10101000 00000000 00000000

Vervolgens berekent het de bitsgewijze AND voor computerTwee.

11000000 10101000 00000000 00000010
11111111 11111111 11111111 00000000

11000000 10101000 00000000 00000000

Zoals u kunt zien, zijn de resultaten van de bitgewijze bewerkingen hetzelfde, dus dat betekent dat de apparaten zich op hetzelfde netwerk bevinden.

Klassen

Zoals je waarschijnlijk al hebt geraden, hoe meer netwerken (1s) je in je subnetmasker hebt, hoe minder host (0s) je kunt hebben. Het aantal hosts en netwerken dat u kunt hebben, is verdeeld in 3 klassen.

	netwerken	Subnetmasker	netwerken	hosts
Klasse A, eerste klasse	1-126.0.0.0	255.0.0.0	126	16 777 214
Klasse B	128-191.0.0.0	255.255.0.0	16 384	65 534
Klasse C	192-223.0.0.0	255.255.255.0	2 097 152	254

Gereserveerde bereiken

U zult opmerken dat het bereik 127.x.x.x is weggelaten. Dit komt omdat het hele bereik is gereserveerd voor iets dat je loopback-adres wordt genoemd. Uw loopback-adres verwijst altijd naar uw eigen pc.

Het bereik 169.254.0.x was ook gereserveerd voor iets genaamd APIPA, dat we later in de serie zullen bespreken.

Eigen IP-bereik

Tot een paar jaar geleden had elk apparaat op het internet een uniek IP-adres. Toen de IP-adressen oprapen, werd een concept met de naam NAT geïntroduceerd dat een extra laag tussen onze netwerken en internet toevoegt. IANA besloot dat ze een reeks adressen van elke klasse IP's zouden reserveren:

10.0.0.1 - 10.255.255.254 van Klasse A
172.16.0.1 - 172.31.255.254 van klasse B
192.168.0.1 - 192.168.255.254 van Klasse C

In plaats van elk IP-adres aan elk apparaat ter wereld toe te wijzen, biedt uw ISP u een apparaat met de naam NAT-router, waaraan een enkel IP-adres is toegewezen. U kunt vervolgens de IP-adressen van uw apparaten toewijzen aan het meest geschikte privé IP-bereik. De NAT Router onderhoudt vervolgens een NAT-tabel en stemt in met uw verbinding met internet.

Opmerking: het IP-adres van uw NAT Router wordt meestal dynamisch toegewezen via DHCP, zodat dit normaal gesproken verandert afhankelijk van de beperkingen die uw ISP op zijn plaats heeft.

Naam resolutie

Het is veel gemakkelijker voor ons om menselijk leesbare namen zoals FileServer1 te onthouden dan om een IP-adres zoals 89.53.234.2 te onthouden. Op kleine netwerken, waar andere oplossingen voor naamomzetting zoals DNS niet bestaan, kunt u wanneer u een verbinding met FileServer1 probeert te openen, een multicast-bericht verzenden (wat een mooie manier is om een bericht naar elk apparaat in het netwerk te sturen) vragen wie FileServer1 is. Deze methode van naamomzetting wordt LLMNR genoemd (Link-lock Multicast Name Resolution), en hoewel het een perfecte oplossing is voor een thuisnetwerk of een klein zakelijk netwerk, schaalt het niet goed, ten eerste omdat het uitzenden naar duizenden clients te lang zal duren en ten tweede omdat broadcasts routers meestal niet passeren.

DNS (Domain Name System)

De meest gebruikelijke methode om het probleem met de schaalbaarheid op te lossen, is door DNS te gebruiken. Het domeinnaamsysteem is het telefoonboek van een bepaald netwerk. Het beeldt menselijk leesbare machinenamen af op hun onderliggende IP-adressen met behulp van een gigantische database. Wanneer u een verbinding met FileServer1 probeert te openen, vraagt uw pc uw DNS-server, die u opgeeft, wie FileServer1 is. De DNS-server reageert dan met een IP-adres waarmee uw pc op zijn beurt verbinding kan maken. Dit is ook de naamomzettingsmethode die wordt gebruikt door het grootste netwerk ter wereld: internet.

Uw netwerkinstellingen wijzigen

Klik met de rechtermuisknop op het pictogram netwerkinstellingen en selecteer Netwerkcentrum openen in het contextmenu.

Klik nu op de link Hyperlink adapter aanpassen aan de linkerkant.

Klik vervolgens met de rechtermuisknop op uw netwerkadapter en selecteer Eigenschappen in het contextmenu.

Selecteer nu Internet Protocol Versie 4 en klik vervolgens op de knop Eigenschappen.

Hier kunt u een statisch IP-adres configureren door het keuzerondje voor "Gebruik het volgende IP-adres" te selecteren. Gewapend met de bovenstaande informatie, kunt u een IP-adres en subnetmasker invullen. De standaardgateway is, voor alle mogelijke doeleinden, het IP-adres van uw router.

Onder aan het dialoogvenster kunt u het adres van uw DNS-server instellen. Thuis heb je waarschijnlijk geen DNS-server, maar je router heeft vaak een kleine DNS-cache en stuurt vragen door naar je ISP. U kunt ook de openbare DNS-server van Google gebruiken, 8.8.8.8.

Huiswerk

Er is geen huiswerk voor vandaag, maar dit is lang geleden, dus lees het opnieuw. Als u nog steeds behoefte heeft aan meer informatie, kunt u lezen over een geavanceerd netwerkonderwerp met de naam CIDR (Classless Interdomain Routing).

Als u vragen heeft, kunt u mij tweeten @taybgibb, of u kunt gewoon een reactie achterlaten.