Основы функционирования IP-сетей. Передача видео по IP-сетям. IP (Internet Protocol) – реализует универсальную схему адресации, обеспечивая связь сетевых устройств находящихся в разных сетях. - Объединяет устройства в локальной сети - Объединяет сети - Канал связи Сервисы IP сети: – электронная почта VoIP (Voice over IP) – передача голоса WEB – доступ к сети Интернет Video Streaming – передача видео др. Каналы связи: проводные (Ethernet, ATM, xDSL и др.) беспроводные (WiFi, WiMAX и др.) комбинированные В локальных сетях и сети Интернет используется протокол IP для обеспечения связи между сетевыми устройствами объединенными различными каналами связи.

Основы функционирования IP-сетей. Ограничения. Передача видео по IP-сетям. Функционирование протокола IP тесно связано с программным и аппаратным обеспечением сетевых устройств. Приложения пользователей Протоколы приложений Транспортные протоколы Internet Protocol (IP) Протоколы канального уровня Физическая сеть Функции: обеспечивает пользовательский интерфейс Пример: Windows Media Player, Outlook, Opera и др. Функции: обеспечение работы пользовательских приложений Пример: HTTP - HyperText Transfer Protocol, SMTPSimple Mail Transfer Protocol, FTP – File Transfer Protocol и др. Функции: представление данных в виде фрагментов, обеспечение доставки данных без ошибок Пример: TCPTransmission Control Protocol, UDPUser Datagram Функции: обеспечение сетевой адресации, доставка пакетов между устройствами Функции: обеспечение взаимодействия сетей на физическом уровне и контроль за ошибками Пример: Ethernet, ATM, TokenRing и др. Функции: Осуществляет передачу/прием электрических или оптических сигналов в кабель или в радиоэфир Пример: витая пара, xDSL, WiFi, WiMAX и др. IP не обеспечивает надежную связь, не реализует механизмы повторной отправки данных при возникновении ошибок, эти функции возложены на протоколы других уровней

Основы функционирования IP-сетей. Адресация. Передача видео по IP-сетям. IP-адреса необходимы для связи сетевых устройств между собой Двух уровневая система IP-адреса СетьХост Сеть – фиксированный блок IP-адресов Хост – определенный IP-адрес узла в данной сети IP-адрес разделен на четыре блока по 8 бит => разделен на четыре октета IP-адреса сгруппированы в 4-е класса Двух уровневая система IP-адреса необходима для введения в адрес сетевой составляющей. Сетевая составляющая позволяет сегментировать блоки IP- адресов для осуществления эффективного управления распределением адресов. Существует пятый класс адресов – класс E, но эти адреса не используются (зарезервированы для экспериментов) В действующих адресных схемах используются только три класса – A, B и С

Основы функционирования IP-сетей. Адресация. Передача видео по IP-сетям. IP-адрес формируется на основе двоичной системы исчисления Сеть класса А X – принимает значение 0 или 1 Если первый бит IP-адреса имеет значение 0, то адрес принадлежит сети класса А отдо Первый октет может принимать значения: => Адреса начинающиеся с 0 до 127 принадлежат сети класса А; Первые номера от 0 до 127 зарезервированы для адреса сети и не могут применяться как адреса хостов. В сети класса А для хостов выделено 24 бита, возможны адреса. Два крайних значения (24-е нуля и 24-е единицы) зарезервированы под адрес сети и широковещательный адреса, соответственно. Всего возможно 126 сетей класса А, т.е. 50% от возможного пространства IP-адресов.

Основы функционирования IP-сетей. Адресация. Передача видео по IP-сетям. IP-адрес формируется на основе двоичной системы исчисления Сеть класса B X – принимает значение 0 или 1 Если первые два бита IP-адреса имеют значение 01, то адрес принадлежит сети класса B отдо Первый октет может принимать значения: => Адреса начинающиеся с 128 до 191 принадлежат сети класса B; Первые номера от 128 до 191 зарезервированы для адреса сети и не могут применяться как адреса хостов. В сети класса B для хостов выделено 16 бит, возможны адреса. Два крайних значения (16-ть нулей и 16-ть единиц) зарезервированы под адрес сети и широковещательный адреса, соответственно. Всего возможно сетей класса B, т.е. 25% от возможного пространства IP-адресов.

Основы функционирования IP-сетей. Адресация. Передача видео по IP-сетям. IP-адрес формируется на основе двоичной системы исчисления Сеть класса С X – принимает значение 0 или 1 Если первые три бита IP-адреса имеют значение 110, то адрес принадлежит сети класса С отдо Первый октет может принимать значения: => Адреса начинающиеся с 192 до 223 принадлежат сети класса С; Первые номера от 192 до 223 зарезервированы для адреса сети и не могут применяться как адреса хостов. В сети класса С для хостов выделено 8 бит, возможны 256 адреса. Два крайних значения (8-мь нулей и 8-мь единиц) зарезервированы под адрес сети и широковещательный адреса, соответственно. Всего возможно сетей класса С, т.е. 12,5% от возможного пространства IP-адресов.

Основы функционирования IP-сетей. Адресация. Передача видео по IP-сетям. IP-адрес формируется на основе двоичной системы исчисления Сеть класса D X – принимает значение 0 или 1 Если первые четыре бита IP-адреса имеют значение 1110, то адрес принадлежит сети класса D отдо Первый октет может принимать значения: Адреса класса D не используются для адресации индивидуальных хостов. Любой адрес класса D может быть использован для представления группы хостов. Например, передача видео по сети может вестись на хост в сети класса D – Хосты имеющие в сети уникальные адреса классов А, В и С также могут принимать сообщения адресованные адресу Таким образом видео отосланное на один адрес может быть принято несколькими получателями. Если одно сообщение адресовано нескольким получателям, то оно называется multicast-сообщение. Если первые четыре бита IP-адреса имеют значение 1111, то адрес принадлежит сети класса E (не используются)

Основы функционирования IP-сетей. Адресация. Передача видео по IP-сетям. Диапазон адресовНазначение – Зарезервировано для частных сетей – Зарезервировано для частных сетей – Зарезервировано для частных сетей Каждый класс сетей имеет диапазон IP-адресов зарезервированный для частного использования Таблица 1. Зарезервированные IP-адреса Адреса локальных сетей, использующие зарезервированные IP-адресацию не передаются в сеть Интернет

Основы функционирования IP-сетей. Адресация. Передача видео по IP-сетям. Маска сети используется для разбиения больших сетей на более мелкие подсети Маска – битовая маска, состоящая из двух групп 0-ей и 1-ц (в двоичной системе исчисления), определяющих какая часть IP-адреса соответствует адресу сети, а какая адресу хоста. Адреса классов А, В и С имеют стандартные маски Без подсетей номера сетей быстро были бы исчерпаны Сеть, подсеть Хост Маска сети не передается в IP-пакетах, а используется только в настройках интерфейсов сетевых устройств адрес: маска:

Основы функционирования IP-сетей. Адресация. Передача видео по IP-сетям. СетьХостПодсеть 32 бита Подсеть – отдельная IP-сеть класса А,В или С Маска сети используется для разбиения больших сетей на более мелкие подсети Сеть 24 бита Хост 7 бит адрес: маска: Подсеть 1 бит Сеть класса С разделена на две независимые сети по 128 хостов каждая Адреса: – маска: Адреса: – маска:

Основы функционирования IP-сетей. Адресация. Передача видео по IP-сетям. Маска подсети переменной длины (Variable-length Subnet Mask – VLSM) позволяет разделить одну сеть на несколько подсетей меньшего размера Последний октетДвоичное представление Кол-во подсетейЧисло хостов Таблица 1. Разделение сети класса С на подсети Адресом IP-сети считается первый адрес того блока IP-адресов который она представляет, последний адрес называется - широковещательный IP-адрес, для данной сети. Данные адреса нельзя присваивать хостам

Основы функционирования IP-сетей. Адресация. Передача видео по IP-сетям. Распределением IP-адресов занимается организация IANA (Internet Assigned Numbers Authority - Администрация адресного пространства Интернет) Действующий протокол IP версия 4 может обеспечить адресов Решение проблемы нехватки адресов: Распределение адресов на совещательной основе Использование масок переменной длины Механизмы преобразования IP-адресов NAT Протокол IP версия 6 (длина адреса 128 бит)