مقدمه:
بناست در این مقاله، به بررسی عمیق دو آدرس که نقش حیاتی‌شان در عملکرد شبکه‌های مدرن دارند بپردازیم. یعنی Mac Address و IP Address همچنین مباحث پیچیده تر مثل: کلاس‌بندی IP و مفاهیم پیشرفته‌تر مانند Subnet Mask،
این مقاله شما را در سفری جذاب به قلب شبکه‌های کامپیوتری می‌برد.
(MAC Address (Media Access Control:
Mac Address یک آدرس فیزیکی یا سخت افزاری منحصر به فرد در لایه دو شبکه است که توسط شرکت سازنده برای هر وسیله ای که کارت شبکه داشته باشد هک می شود.
ساختار Mac Address:
دارای ساختار ۴۸ بیتی می باشد که به سه قسمت اول مک آدرس OUI مخفف Oranization Unique Identifier یا شناسه منحصر به فرد سازمانی می گویند.
سه قسمت دوم مربوط به خود دستگاه هست.
پس با مک آدرس می توانیم بفهمیم که دیوایس ما ساخته کدام شرکت هست.
(IP Address (Internet Protocol:
IP Address یک شناسه اختصاصی هست که به صورت دستی یا خودکار به دیواس های موجود در لایه سه شبکه اختصاص داده میشود که می تواند با تغییر پروایدر، تغییر سیستم و … تغییر کند.
مک آدرس مثل پلاک و آدرس مجتمع یا آپارتمان هست و آی پی مثل آدرس هر واحد است.
نکته: به ازای هر کارت شبکه یک مک آدرس داریم اما به ازای هر مک آدرس می توانیم n تا آی پی داشته باشیم.
ساختار IP Address v4:
۱۹۲.۱۶۸.۲۲.۱۱
۰-۲۲۵,۰-۲۵۵,۰-۲۵۵,۰-۲۵۵
oooooooo.oooooooo.oooooooo.oooooooo
IP Address v4 از چهار بخش یا اوکتد ۸ بیتی تشکیل شده، مجموعا ۳۲IPv4 بیت است. => 32=8*4
استاندارد عددگذاری اوکتدهای IP v4:
هر بخش می توان عددی بین ۰-۲۵۵ را شامل شود، نمی توان عددی بزرگتر از ۲۵۵ را در اوکتدهای IPv4 قرار داد.
در IPv4 بین هر اوکتد علامت نقطه یا (.) قرار میگیرد.
بخش های اصلی IPv4:
همه آی پی ها از دو قسمت تشکیل شده اند، یک قسمت ثابت و یک قسمت متغییر:
۱- Net ID یا Range IP:
یا بخش ثابت IP ها مثل نام خانوادگی که نشان کلاس آی پی می باشد و می تواند از ۱ تا ۴ اوکتد را شامل شود.
ممکن است Net ID بین یک سری از آی پی هال داخل شبکه یکسان باشد، که آن آی پی ها هم رنج هستند.
۲- Host ID:
یا بخش متغییر آی پی ها که باید برای هر آی پی در یک شبکه منحصر به فرد باشد و با سایر آی پی ها فرق داشته باشد.
Host ID هم با توجه به کلاسی که آی پی در آن قرار دارد می تواند از ۳ تا ۰ اوکتد را شامل شود.
اکر Net ID ها متفاوت باشند Host ID می تواند یکسان باشند.
نکته طلایی: قسمت Net ID تعداد شبکه هایی که می توانیم از روی یک رنج آی پی بسازیم را مشخص می کند و قسمت Host ID تعداد آی پی هایی را که می توانیم بسازیم.
کلاس IP:
برای مشخص کردن Host ID و Network ID، آی پی ها توسط استانداردی خاص، کلاس بندی می شوند، برای شناسایی کلاس آی پی فقط اوکتد اول اهمیت دارد.
Class D: سرویس هایی که پیام های خودشان را بر اساس مولتی کست اجرا می کننند.
Class E: برای کارهای تحقیقاتی استفاده می شود.
مثال: Host ID و Network ID و کلاس آی پی های زیر را مشخص کنید:
مثال: کدام آی پی آدرس های آی پی زیر در یک رنج قرار دارند؟
تبدیل اعداد دسیمال به باینری:
هر آی پی از ۴ اوکتد تشکیل شده و هر اوکتد در ۸ بیت قرار دارد، از بیت ۰ تا ۷، هر بار ۲ را به توان بیت مربوط می رسانیم که در نهایت به جدول زیر می رسیم.
برای تبدیل اعداد دیسمال به باینری از جدول زیر استفاده می کنم.
نکته: برای راحت شدن تبدیل اعداد دسیمال به باینری و subneting حفظ کردن ۲ به توان صفر تا ۷ یعنی اعداد: ۱,۲,۴,۸,۱۶,۳۲,۶۴ ضروری هست.
روش تبدیل اعداد دسیمال به باینری:
عدد مورد نظر را به صورت متوالی از توان های۲ تفریق میکنیم، در صورتی که توان های ۲ قابلیت کسر شدن از عدد باقیمانده را داشته باشند در جایگاه بیت آنها عدد ۱ وگرنه عدد ۰ را قرار می دهیم.
مثال: اعداد را به عدد باینری تبدیل کنید:
Reserved IPs:
آی پی های که رزرو شده اند و نمی توان آنها را به کلاینت ها اختصاص داد.
۱-Network ID:
یعنی Host ID =0 در نظر بگیریم. Network ID مشخصه و معرف شبکه و نشان دهنده رنج آی پی شبکه هست.
۲-Broadcast address:
یعنی ۲۵۵= Host ID در نظر بگیرم. Broadcast address برای ارسال بسته به تمامی آی پی ها و کلاینت های شبکه استفاده می شود.
Subnet Mask:
برای این است که سیستم عامل بفهمد دو آی پی در یک رنج و شبکه قرار دارند یا خیر.
برای تعریف Subnet Mask باید Network ID=255 و Host ID=0 قرار دهیم.
یکی دیگر از دلایل استفاده از Subnet Mask برای مشخص کردن ابتدا و انتهای یک نت ورک است.
Subnet Mask Class A: 255.0.0.0
Subnet Mask Class B: 255.255.0.0
Subnet Mask Class C: 255.255.255.0
نکته مهم: برای اینکه آی پی و Subnet Mask را یک جا بیاوریم در انتهای آی پی یک (/) و سپس تعداد بیت هایی که در بخش Network ID قرار می گیرید را می نویسیم.
۸/ <= Class A: 255.0.0.0
۱۶/ <= Class B: 255.255.0.0
۲۴/ <= Class C: 255.255.255.0
Public IP:
آی پی هایی یونیک و قابل روت در اینترنت هستند که توسط اینترنت پرووایدر به کاربران ارائه می شوند.
Private IP:
نیازی نیست همه آی پی ها در اینترنت دیده شوند، IP های پابلیک محدود هستند برای همین پرایویت آی پی ها ساخته شدند که یونیک نیستند و در هر شبکه خصوصی می توان از این آی پی ها استفاده کرد همچنین این آی پی ها بدونه نت و اتصال به آی پی های پابلیک در اینترنت قابل روت نیستند.
هر کلاس آی پی های پرایوت خاص خود را دارد:
Class A : 10.0.0.0
Class B : 172.16.0.0 to 172.31.0.0
Class C : 192.168.0.0
فرمول محاسبه Usable IP در یک Network Range=>
n تعداد بیت هایی بخش Host ID می باشد.
منهای ۲ به خاطر ۲ آی پی همیشه رزرو شده.
نکته: Usable IP هر کلاس مشخص هست و می توان این اعداد را حفظ کردم اما این فرمول در مبحث subneting بسیار کاربردیست.
نکته: تحلیل یک آی پی باید ۴ مولفه مشخص شود: Network ID وBroadcast ID و Usable IP، Class
مثال: آی پی های زیر را تحلیل کنید:
۸۰.۳۲.۵۱.۶۰ => Us IP: class A; 1-3 => n=8+8+8=24
Use IP: 224-2=16.777.214
Network ID: 80.0.0.0 , Br ID: 80.255.255.255
——————–
۲۰۱.۲۰۲.۳۲.۴۰ =>
Class C => Useable IP: 254,
Network ID: 201.202.32.0
Br ID: 201.202.32.255
نتیجه‌گیری:
درک عمیق از ساختار و عملکرد آدرس‌های شبکه، از MAC تا IP، نه تنها برای متخصصان IT بلکه برای هر کسی که با فناوری سر و کار دارد، ضروری است. این آدرس‌ها، مانند DNA دیجیتال، هویت و مسیر ارتباطی هر دستگاه در شبکه‌های جهانی را تعیین می‌کنند. از طریق این مقاله، ما نه تنها ساختار این آدرس‌ها را کشف کردیم، بلکه به اهمیت آنها در مدیریت شبکه، امنیت و ارتباطات جهانی پی بردیم. با پیشرفت فناوری و گسترش اینترنت اشیا، اهمیت این مفاهیم پایه‌ای تنها افزایش خواهد یافت. درک عمیق این مفاهیم، ما را برای چالش‌های آینده در دنیای دیجیتال آماده می‌کند و به ما امکان می‌دهد تا از فرصت‌های بی‌شمار این فناوری‌ها به طور مؤثرتری بهره‌برداری کنیم.
