آموزش رایگان دوره نتورک‌پلاس (+Network) آشنایی اولیه با آدرس‌ های آی‌ پی و مک آدرس (بخش 17)

برای مطالعه بخش شانزدهم آموزش رایگان و جامع نتورک پلاس (+Network) اینجا کلیک کنید

ابتدا اجازه دهید نگاهی سریع به روش آدرس‌دهی داشته و کار را از عمق مدل OSI شروع کنیم.

آدرس مک لایه پیوند داده

یک آدرس مک درون هر کارت واسط شبکه به شکل توکار قرار گرفته است. آدرسی که انتظار می‌تواند منحصر به فرد و مخصوص همان کارت واسط شبکه باشد. آدرس مک یک مقدار 48 بیتی است که به صورت اعداد هگزا که با دو نقطه از یکدیگر جدا می‌شوند نوشته می‌شود. مثال زیر نمونه‌ای از یک آدرس مک است.

00:60:8C:00:54:99

گره‌ها روی یک شبکه محلی با استفاده از آدرس‌های مک یکدیگر را پیدا می‌کنند.

آدرس آی‌پی در لایه شبکه

یک آدرس آی‌پی تقریبا به هر رابط یا به عبارت دقیق‌تر به هر گره متصل به شبکه تخصیص داده می‌شود. هر کامپیوتر یا دستگاهی برای آن‌که بتواند به اینترنت متصل شود به آدرس آی‌پی نیاز دارد. آدرس آی‌پی کمک می‌کند تا دستگاه‌های متصل به اینترنت را شناسایی کنیم. برنامه‌های کاربردی همچون مرورگرهای وب می‌توانند آدرس‌های آی‌پی را بازیابی و ذخیره کنند، اما در زمان مسیریابی، یک آدرس آی‌پی تنها در لایه شبکه استفاده می‌شود.

انواع آدرس‌های آی‌پی

در حال حاضر دو نوع آدرس آی‌پی به شرح زیر وجود دارد:

IPv4: نسخه چهارم پروتکل اینترنت (IPv4) سرنام (Internet Protocol version 4) دارای آدرس‌های 32 بیتی است که در قالب چهار مقدار اعشاری که در گروه‌های هشت‌یایی شبیه به 92.106.50.200 قرار دارند نوشته می‌شوند. هر گروه هشت‌تایی در مبنای دودویی نوشته می‌شود که دقیقا 8 بیت است. به‌طور مثال مقدار 92 در فرمت دودویی برابر با 0101 1100 است.

نکته: یک مقدار باینری به سیستمی اشاره دارد که بر مبنای صفرها و یک‌ها کار می‌کند. این سیستم که به مبنای دودویی شهرت دارد پایه و اساس هر محاسبه‌ای بوده و شما به عنوان یک کارشناس شبکه مجبور هستید اطلاعات دقیقی در ارتباط با آن به دست آورید.

IPv6: در نسخه ششم پروتکل اینترنت (IPv6) سرنام Internet Protocol version 6 مقادیر 128 بیتی هستند و در بلوک‌های هشت‌گانه با اعداد هگزا نوشته می‌شوند. مثال زیر نمونه‌ای از یک آدرس مبتنی بر پروتکل نسل ششم است.

‌‌2001:0DB8:0B80:0000:0000:00D3:9C5A:00CC

نکته: یک مقدار هگزادسیمال (عدد هگزا خوانده می‌شود) که به آن مبنای شانزده گفته می‌شود، اعداد را به شکل متفاوتی نشان می‌دهد. در مبنای 16 اعداد از مقدار 0 تا 9 به شکل عادی نوشته شده اما از مقدار 10 به بعد از کاراکترهای A تا F برای نمایش آن‌ها استفاده می‌شود.

0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F

دقت کنید مبنای هگزا نیز یکی دیگر از مبناهای مهمی است که باید اطلاعات جامعی در ارتباط با آن به دست آورید.

درگاه‌ها در لایه انتقال

یک درگاه (در اصطلاح عام یک پورت) شماره‌ای است که لایه انتقال برای پیدا کردن یک برنامه کاربردی از آن استفاده می‌کند. این شماره یک برنامه را در میان برنامه‌های مختلفی که روی میزبان اجرا می‌شوند شناسایی می‌کند. به‌طور مثال یک برنامه وب‌سرور به‌طور معمول به‌گونه‌ای پیکربندی شده است که همواره در حال گوش دادن به درخواست‌هایی است که از درگاه 80 وارد می‌شوند.

لایه کاربرد- نام کامپیوتر و نام میزبان

هر هاست (میزبان) روی یک شبکه دارای کاراکترهای منحصر به فردی است که نام میزبان را شکل می‌دهند. به این کاراکترها نام دامنه کاملا واجد شرایط (FQDN) سرنام fully qualified domain name گفته می‌شود. susan.mycompany.com، ftp.mycompany.Com و www.mycompany.com همگی نام‌های دامنه معتبر در یک شبکه هستند. به‌طور جمعی به دو بخش آخر نام میزبان (به‌طور مثال mycompany.com) نام دامنه می‌گویم که در حالت کلی اشاره به دامنه یا شبکه یک سازمان دارند. در مثال ما، بخش ابتدایی این آدرس‌ها (susan، ftp و www) نام میزبان هستند که مشخص کننده یک کامپیوتر منحصر به فرد روی یک شبکه هستند. Ftp اشاره به نام میزبانی دارد که به یک سرور FTP اختصاص داده می‌شود (از پروتکل ftp استفاده می‌کند) و www نیز در حالت کلی به نام میزبانی اختصاص داده می‌شود که کامپیوتری است که روی یک وب‌سرور در حال اجرا است. (از پروتکل انتقال ابرمتن ایمن استفاده می‌کند.)

نکته: سازمانی که مسئولیت پیگیری و اختصاص آدرس‌های آی‌پی، شماره پورت‌ها و نام ‌دامنه‌ها بر عهده او است، آیانا (IANA) سرنام Internet Assigned Numbers Authority نام دارد. آیانا یکی از دپارتمان‌های آیکان (ICANN) سرنام Internet Corporation for Assigned Names and Numbers است که یک سازمان غیرانتفاعی بوده که مسئولیت وضع خط‌مشی‌هایی که کمک می‌کنند اینترنت بدون مشکل کار کند را عهده‌دار است. برای دریافت اطلاعات بیشتر در ارتباط با این دو سازمان به آدرس‌های www.iana.org   و www.icann.org   مراجعه کنید. در این آدرس‌ها اطلاعات مفیدی وجود دارد که نشان می‌‌دهند اینترنت چگونه کار می‌کند.

اکنون که تصویری بزرگ از فرآیند آدرس‌دهی هر لایه در مدل OSI به دست آورید، زمان آن رسیده است که جزییات بیشتری در این ارتباط به دست آورده و ببینید این‌کار چگونه انجام می‌شود. کار را با آدرس‌های مک که در پایین مدل OSI قرار دارند آغاز می‌کنیم.

آدرس‌های مک

مک آدرس کارت‌های شبکه به شکل مستقیم روی مدار چاپی این قطعات یا به شکل برچسب روی آن‌ها درج شده است. شکل زیر نمونه‌ای از یک مک آدرس درج شده روی یک کارت شبکه را نشان می‌دهد. (اگر موفق نشدید مک‌آدرس کارت شبکه را مشاهده کنید، راهکارهایی برای مشاهده مک آدرس وجود دارد که در شماره‌های آینده به آن‌ها خواهیم پرداخت.)

مک‌آدرس‌ها از دو قسمت تشکیل شده که 48 بیت طول داشته، در مبنای هگزادسیمال نوشته می‌شوند و با دو نقطه از یکدیگر جدا شده‌اند. مثال زیر نمونه‌ای از یک مک آدرس را نشان می‌دهد.

00:60:8C:00:54:99

24 بیت اول (شش کاراکتر هگزا 00:60:8C) شناسه منحصر به فرد سازمانی (OUI) سرنام Organizationally Unique Identifier هستند که سازنده کارت شبکه را توصیف می‌کنند. این شناسه از سوی موسسه مهندسان برق و الکترونیک (IEEE) به سازنده یک کارت شبکه تخصیص داده می‌شود. اگر مک آدرس یک کامپیوتر را در اختیار داشته باشید، در ادامه می‌توانید با یک جست‌وجوی اینترنتی سازنده کارت شبکه را پیدا کنید. IEEE بانک اطلاعاتی نسبتا مفصلی ایجاد کرده که درون این بانک‌اطلاعاتی شناسه منحصر به فرد سازمانی هر تولیدکننده در آن نگه‌داری شده و از طریق وب در معرض دید همگان قرار دارد. در زمان نگارش این مقاله دسترسی به بانک اطلاعاتی فوق از طریق آدرس OUI Index امکان‌پذیر است.

24 بیت دوم شناسه منحصر به فرد دستگاه (Device ID) است که برای شناسایی خود دستگاه استفاده می‌شود. تولیدکنندگان به هر کارت شبکه یک شناسه توصیف‌کننده منحصر به فرد اختصاص می‌دهند که این شناسه بر مبنای مدل کارت شبکه، زمان ساخت کارت شبکه و.... ایجاد می‌شود. در نتیجه به لحاظ تئوری هیچ دو کارت شبکه‌ای مک‌آدرس یکسانی نخواهند داشت.

آدرس‌های آی‌پی

در مدل OSI زمانی که به لایه سوم می‌رسیم با آدرس‌های آی‌پی منحصر به فرد گره‌ها روی لایه شبکه (Network Layer) سروکار خواهیم داشت. در حالی که مک‌آدرس برای ارتباطات درون شبکه‌ای استفاده می‌شود، در مقابل یک آدرس آی‌پی برای اتصال یک دستگاه درون شبکه‌ای به یک دستگاه گیت‌وی شبیه به روتر استفاده می‌شود. شما می‌توانید یک آدرس آی‌پی ایستای ثابت برای یک دستگاه در نظر بگیرید یا می‌توانید دستگاه را به شکلی پیکربندی کنید که یک آدرس آی‌پی پویا را به شکل متغیر از یک سرور DHCP در هر بار که به شبکه متصل می‌شود دریافت کند. یک سرور پروتکل پیکربندی پویای میزبان (DHCP) سرنام Dynamic Host Configuration Protocol نحوه تخصیص پویای آدرس‌های آی‌پی به دستگاه‌های شبکه را مدیریت می‌کند. در مقاله‌های آتی اطلاعات بیشتری در ارتباط با DHCP به دست خواهید آورد. اکنون اجازه دهید به تنظیمات TCP/IP روی یک کامپیوتر ویندوز 10 نگاهی داشته باشیم.

1.در کادر جست‌وجوی ویندوز 10 عبارت Control Panel را تایپ کرده و روی گزینه پیدا شده کلیک کنید. در Control Panel روی گزینه Network and Internet کلیک کرده و سپس روی گزینه Network and Sharing Center کلیک کنید. در ادامه روی گزینه Change adapter settings در سمت چپ پنجره کلیک کنید.

2. روی آیکن مربوط به ارتباط شبکه کلیک راست کرده و گزینه Properties را انتخاب کنید. در پنجره باز شده، گزینه Internet Protocol Version 4  را کلیک کرده و سپس روی گزینه Properties کلیک کنید.

3. در پنجره ظاهر شده گزینه Obtain an IP address automatically for dynamic IP به شما اجازه می‌دهد از سرور DHCP برای تخصیص پویای آدرس‌های آی‌پی استفاده کنید. گزینه Use the following address به شما اجازه می‌دهد یک آدرس آی‌پی ایستا، زیرشبکه و گیت‌وی پیش‌فرض را انتخاب کنید. البته به این نکته توجه داشته باشید که شما با پیکربندی TCP/IP نیز می‌توانید آدرس سرور سامانه نام دامنه (DNS) را از یک سرور DHCP به دست آورده یا به شکل دستی آدرس سرور سامانه نام دامنه را مشخص کنید.

توضیح هر یک از مقادیر شکل بالا به شرح زیر است:

Gateway: یک کامپیوتر، روتر یا دستگاهی است که میزبان برای دسترسی به شبکه از آن استفاده می‌کند. دروازه پیش‌فرض/ گیت‌وی پیش‌فرض (default gateway ) دستگاهی است که گره‌های شبکه برای اولین بار برای دسترسی به دنیای خارج از آن استفاده می‌کنند.

Subnet mask: زیرشبکه که برخی منابع به آن netmask می‌گویند (البته درست نیست!) یک مقدار 32 بیتی است که به یک کامپیوتر کمک می‌کند کامپیوتر دیگری را پیدا کند. این مقدار 32 بیتی نشان می‌دهد چه بخش از یک آدرس آی‌پی جزیی از شبکه بوده که شناسه شبکه (network ID) یا آدرس شبکه (network address) نامیده می‌شود و چه بخش جزیی از میزبان بوده و شناسه منحصر به فرد میزبان (host ID) یا شناسه منحصر به فرد گره (node ID) نامیده می‌شود. زیرشبکه به دستگاه‌هایی که درون زیرشبکه قرار دارند، کمک می‌کند به شکل مستقیم با یکدیگر ارتباط برقرار کنند. با استفاده از این اطلاعات، یک کامپیوتر می‌تواند تعیین کند که آیا کامپیوتر دیگری با یک آدرس آی‌پی تخصیص داده شده به آن درون زیرشبکه وجود دارد یا خیر.

نکته: بیشتر منابع subnet mask و netmask را دو مفهوم یکسان می‌دانند، اما به لحاظ فنی تفاوت ظریفی میان این دو اصطلاح وجود دارد. subnet شبکه کوچکی است که درون یک شبکه بزرگ قرار دارد. یک netmask مشتمل بر بیت‌های یک آدرس آی‌پی  است که شبکه‌ای بزرگ‌تر را نشان می‌دهند، در حالی که subnet mask بیت‌های یک آدرس آی‌پی را نشان می‌دهد که توصیف‌کننده یک زیرشبکه کوچک‌تری هستند که درون یک شبکه بزرگ‌تر قرار دارد. در بیشتر مواقع این دو واژه به جای یکدیگر استفاده می‌شوند. ما در شماره‌های آینده اطلاعاتی بیشتری در ارتباط با زیرشبکه (subnet) ارائه خواهیم کرد.

سرور سامانه نام دامنه DNS Server: سروری است که مسئولیت ردیابی نام کامیپوترها و آدرس‌های آی‌پی را عهده‌دار است. در دنیای شبکه انواع مختلفی از سرورهای سامانه نام دامنه وجود دارد که با نحوه کار آن‌ها بیشتر آشنا خواهید شد.

شما می‌توانید در پنجره خط فرمان از ابزار ipconfig برای پیدا کردن تنظیمات جاری TCP/IP استفاده کنید. این ابزار به ویژه زمانی مفید است که قصد استفاده از DHCP را دارید، زیرا تخصیص خودکار آدرس‌های آی‌پی در پنجره ویژگی‌های IPv4 نشان داده نمی‌شود.

آدرس‌های IPv4

یک آدرس آی‌پی 32 بیتی به چهار گروه هشت بیتی تقسیم شده که به صورت چهار عدد اعشاری جدا از هم همچون 72.56.105.12 نشان داده می‌شوند. هر یک از این چهار گروه اکت (octet) نامیده می‌شوند. بزرگ‌ترین عدد 8 بیتی برابر با مقدار  11111111 بوده که معادل 255 در سیستم دهدهی است. ‌بنابر این، بزرگ‌ترین آدرس آی‌پی می‌تواند برابر با 255.255.255.255 در سیستم دهدهی و برابر با 11111111.11111111.11111111.11111111 در سیستم باینری (دودویی) باشد. هر کدام از این چهار اکت می‌توانند هر مقداری در محدوده 0 تا 255 را داشته باشند که در مجموع 4.3 میلیارد آدرس (256x256x256x256) در نسخه چهارم پروتکر IPv4 را شامل می‌شوند. البته از این تعداد، برخی از آدرس‌های آی‌پی رزرو شده هستند، بنابراین مقدار فوق یک عدد تقریبی است.

آدرس‌های IPv4 چه هستند و چگونه قالب‌بندی می‌شوند؟ این مبحث مهم که هر کارشناس شبکه‌ای باید بدون هیچ‌گونه بهانه‌ای در آن متبحر باشد را در شماره آینده آموزش نتورک‌پلاس بررسی خواهیم کرد.

لطفا نظرات خود در مورد این آموزش و ادامه آن را در بخش دیدگاه در انتهای صفحه اعلام نمایید و نظارت سایر کاربران را نیز ببینید.

 تمام قسمت‌های دوره نتورک پلاس (+Network) 

استان تهران (تهران): آموزشگاه عصر شبکه
برگزار كننده دوره‌ها بصورت حضوری و مجازی هم‌زمان 
تلفن: 02188735845           کانال: Asrehshabakeh@
---------------------------------------
استان گیلان (رشت): آموزشگاه  هیوا شبکه 
تلفن: 01333241269           کانال: HivaShabake@
---------------------------------------

استان اصفهان (اصفهان ): موسسه آموزش عالی آزاد فن پردازان
 تلفن: 535-03195022636             کانال: fanpardazancom@