IP manzil va tarmoq maskasi

Kanal qatlami faqat qo'shnisini ko'radi. Butun dunyo bo'ylab manzil berish uchun boshqa raqam kerak - IP manzil.

IP manzil - bu 32 bitli son #

192.168.1.10 nuqtali yozuv odamlar uchun. Kompyuter uchun bu shunchaki bitta son:

import ipaddress

manzil = ipaddress.IPv4Address("192.168.1.10")

print("manzil    :", manzil)
print("son sifati:", int(manzil))
print("ikkilikda :", format(int(manzil), "032b"))

# Har bayt - bitta oktet
oktetlar = str(manzil).split(".")
print()
print("oktet  o'nlik  ikkilik")
for o in oktetlar:
    print(f"  {o:>3}      {int(o):>3}   {int(o):08b}")

manzil    : 192.168.1.10
son sifati: 3232235786
ikkilikda : 11000000101010000000000100001010

oktet  o'nlik  ikkilik
  192      192   11000000
  168      168   10101000
    1        1   00000001
   10       10   00001010

To'rt oktet, har biri 8 bit - jami 32 bit. Demak IPv4 da jami 2³² = 4 294 967 296 ta manzil bor. Ko'pdek tuyuladi, lekin ular allaqachon tugagan - bu haqda 6-bo'limda gaplashamiz.

Maska: qayeri tarmoq, qayeri qurilma #

IP manzil ikki qismdan iborat:

• tarmoq qismi - qaysi tarmoqqa tegishli;
• qurilma qismi - o'sha tarmoq ichidagi raqami.

Qayerda chegara turishini maska aytadi.

import ipaddress

for matn in ["192.168.1.0/24", "10.0.0.0/8", "172.16.5.0/28"]:
    t = ipaddress.IPv4Network(matn)
    print(matn)
    print("  maska        :", t.netmask)
    print("  maska bitlari:", format(int(t.netmask), "032b"))
    print("  tarmoq manzili:", t.network_address)
    print("  tarqatish     :", t.broadcast_address)
    print("  jami manzil   :", t.num_addresses)
    print("  qurilma uchun :", t.num_addresses - 2)
    print()

192.168.1.0/24
  maska        : 255.255.255.0
  maska bitlari: 11111111111111111111111100000000
  tarmoq manzili: 192.168.1.0
  tarqatish     : 192.168.1.255
  jami manzil   : 256
  qurilma uchun : 254

10.0.0.0/8
  maska        : 255.0.0.0
  maska bitlari: 11111111000000000000000000000000
  tarmoq manzili: 10.0.0.0
  tarqatish     : 10.255.255.255
  jami manzil   : 16777216
  qurilma uchun : 16777214

172.16.5.0/28
  maska        : 255.255.255.240
  maska bitlari: 11111111111111111111111111110000
  tarmoq manzili: 172.16.5.0
  tarqatish     : 172.16.5.15
  jami manzil   : 16
  qurilma uchun : 14

Asosiy savol: bir tarmoqdami? #

Har safar paket yuborishdan oldin operatsion tizim bitta savolga javob beradi: manzil mening tarmog'imdami?

• Ha bo'lsa - ARP bilan MAC topiladi va to'g'ridan-to'g'ri yuboriladi.
• Yo'q bo'lsa - paket marshrutizatorga beriladi.

import ipaddress

MENING_IP = ipaddress.IPv4Interface("192.168.1.10/24")
MENING_TARMOQ = MENING_IP.network

print("mening manzilim :", MENING_IP.ip)
print("mening tarmog'im:", MENING_TARMOQ)
print()

for manzil in ["192.168.1.20", "192.168.1.255", "192.168.2.7", "8.8.8.8"]:
    m = ipaddress.IPv4Address(manzil)
    ichkarida = m in MENING_TARMOQ
    if ichkarida:
        yol = "to'g'ridan-to'g'ri (ARP + Ethernet)"
    else:
        yol = "marshrutizator orqali"
    belgi = "ha " if ichkarida else "yoq"
    print(f"{manzil:<15} bir tarmoqdami: {belgi}  -> {yol}")

mening manzilim : 192.168.1.10
mening tarmog'im: 192.168.1.0/24

192.168.1.20    bir tarmoqdami: ha   -> to'g'ridan-to'g'ri (ARP + Ethernet)
192.168.1.255   bir tarmoqdami: ha   -> to'g'ridan-to'g'ri (ARP + Ethernet)
192.168.2.7     bir tarmoqdami: yoq  -> marshrutizator orqali
8.8.8.8         bir tarmoqdami: yoq  -> marshrutizator orqali

192.168.2.7 ga e'tibor bering: u atigi bitta oktet bilan farq qiladi, lekin /24 maska uchun bu butunlay boshqa tarmoq. Paket marshrutizatorga ketadi.

Xususiy va ommaviy manzillar #

Hamma IP manzil ham internetda ishlamaydi. Ba'zi diapazonlar faqat ichki tarmoqlar uchun ajratilgan:

import ipaddress

manzillar = [
    "192.168.1.10",   # uy tarmog'i
    "10.20.30.40",    # katta tashkilot ichida
    "172.16.0.5",     # Docker odatda shu yerdan oladi
    "8.8.8.8",        # ommaviy DNS
    "127.0.0.1",      # loopback
    "169.254.7.9",    # DHCP javob bermaganda
]

print(f"{'manzil':<15} {'xususiymi':<10} {'turi'}")
print("-" * 46)
for m in manzillar:
    a = ipaddress.IPv4Address(m)
    if a.is_loopback:
        tur = "loopback"
    elif a.is_link_local:
        tur = "havola-mahalliy"
    elif a.is_private:
        tur = "xususiy"
    else:
        tur = "ommaviy"
    print(f"{m:<15} {'ha' if a.is_private else 'yoq':<10} {tur}")

manzil          xususiymi  turi
----------------------------------------------
192.168.1.10    ha         xususiy
10.20.30.40     ha         xususiy
172.16.0.5      ha         xususiy
8.8.8.8         yoq        ommaviy
127.0.0.1       ha         loopback
169.254.7.9     ha         havola-mahalliy

Uchta asosiy xususiy diapazon bor:

Shu manzillar butun dunyoda takrorlanadi: sizning 192.168.1.10 ingiz va qo'shningizniki - ikki xil qurilma. Ular internetga chiqqanda NAT orqali o'tadi (10-bo'lim).

Bitta tarmoqni bo'lish (subnetting) #

/24 tarmog'ingizda 254 ta joy bor, lekin sizga ikkita alohida guruh kerak - masalan xodimlar va mehmonlar. Maskani uzaytirish yo'li bilan uni bo'lish mumkin:

Har qo'shilgan bit tarmoqlar sonini ikki barobar ko'paytiradi va har biridagi joyni ikki barobar kamaytiradi.

/30 alohida holat: ikkita manzil - aynan ikki marshrutizatorni bir-biriga ulash uchun yetarli.

Xulosa #

• IPv4 manzil - 32 bitli son, to'rt oktetga bo'lib yoziladi.
• Jami 2³² ta manzil bor va ular allaqachon tugagan.
• Manzil ikki qismdan iborat: tarmoq va qurilma.
• Maska chegara qayerda ekanini aytadi; /24 - 24 bit tarmoqqa tegishli.
• Har tarmoqda ikki manzil band: tarmoq nomi va tarqatish.
• Har yuborishdan oldin OT "manzil mening tarmog'imdami?" degan savolga javob beradi.
• Ha bo'lsa - ARP orqali to'g'ridan-to'g'ri; yo'q bo'lsa - marshrutizatorga.
• Uchta xususiy diapazon: 10/8, 172.16/12, 192.168/16 - internetda ishlamaydi.
• 169.254.x.x - DHCP javob bermaganining belgisi.
• Maskani uzaytirish tarmoqni bo'ladi; bir tarmoqda maska hammada bir xil bo'lishi shart.

Keyingi bo'limda marshrutizator ichiga kiramiz va paket yo'lni qanday topishini ko'ramiz.