Внутреннее устройство Linux

Уорд Брайан

eth0 Link encap:Ethernet HWaddr 10:78:d2:eb:76:97

inet addr:10.23.2.4 Bcast:10.23.2.255 Mask:255.255.255.0

inet6 addr: fe80::1278:d2ff:feeb:7697/64 Scope:Link

UP BROADCAST RUNNING MULTICAST MTU:1500 Metric:1

RX packets:85076006 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0

TX packets:68347795 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0

collisions:0 txqueuelen:1000

RX bytes:86427623613 (86.4 GB) TX bytes:23437688605 (23.4 GB)

Interrupt:20 Memory:fe500000-fe520000

Вывод команды ifconfig включает множество деталей об интернет-уровне и о физическом

уровне (иногда он даже совсем не содержит интернет-адреса!). Более по­дробно мы обсудим этот вывод позже, а сейчас сосредоточимся на второй строке, которая сообщает, что хост настроен на использование адреса IPv4 (inet addr) 10.23.2.4. В той же самой строке для параметра Mask указано значение 255.255.255.0. Это маска подсети, определяющая подсеть, к которой принадлежит IP-адрес. Посмотрим, как это устроено.

примечание

Команда ifconfig, подобно некоторым другим, которые вы встретите в этой главе (такие как route и arp), на техническом уровне вытеснена более новой командой ip. Команда ip способна выполнить больше, чем старые команды, и она предпочтительнее при написании сценариев. Однако большинство пользователей по-прежнему использует старые команды при настройки сети вручную, и такие команды также могут быть применены в других версиях Unix. По этой причине мы будем применять команды «в старом стиле».

9.3.2. Подсети

Подсеть — это соединенная группа хостов, IP-адреса которых каким-либо образом упорядочены. Обычно такие хосты расположены в одной физической сети, как показано на рис. 9.2. Например, хосты между 10.23.2.1 и 10.23.2.254 могли бы составлять подсеть, равно как и хосты между 10.23.1.1 и 10.23.255.254.

Подсеть определяется с помощью двух фрагментов: сетевого префикса и маски подсети (вроде той, которую вы видели в отчете команды ifconfig в предыдущем разделе). Предположим, необходимо создать подсеть, содержащую IP-адреса от 10.23.2.1 до 10.23.2.254. Сетевой префикс — та часть, которая является общей для всех адресов данной подсети; в приведенном примере это 10.23.2.0, а маской подсети будет 255.255.255.0. Посмотрим, почему эти числа правильны.

Не сразу понятно, каким образом префикс и маска работают совместно, чтобы дать вам все возможные IP-адреса в подсети. Выяснить это поможет просмотр данных чисел в двоичном представлении. Маска отмечает положения битов в IP-адресе, которые являются общими для подсети. Вот, например, двоичная запись адресов 10.23.2.0 и 255.255.255.0:

10.23.2.0: 00001010 00010111 00000010 00000000

255.255.255.0: 11111111 11111111 11111111 00000000

Теперь выделим жирным шрифтом те положения битов в адресе 10.23.2.0, которые являются единицами в адресе 255.255.255.0:

10.23.2.0: 00001010 00010111 00000010 00000000

Посмотрите на биты, которые не выделены жирным шрифтом. Для любого из них можно установить значение 1, чтобы получить

правильный IP-адрес для данной подсети, за исключением случая, когда все биты являются нулями или единицами.

Собирая все воедино, можно понять, как хост с IP-адресом 10.23.2.1 и маской подсети 255.255.255.0 оказывается в той же подсети, что и любой другой компьютер, IP-адрес которого начинается с 10.23.2. Можно обозначить в целом эту подсеть как 10.23.2.0/255.255.255.0.

9.3.3. Распространенные маски подсети и нотация CIDR

Если вам повезет, вы будете иметь дело в основном с простыми масками подсети вроде 255.255.255.0 или 255.255.0.0. В случае невезения вам может попасться адрес 255.255.255.192, для которого не так-то просто установить набор адресов, принадлежащих подсети. Более того, возможно, что вы встретите другую форму представления подсети, которая называется нотацией CIDR (Classless Inter-Domain Routing, бесклассовая междоменная маршрутизация). В ней подсеть 10.23.2.0/255.255.255.0 будет записана в виде 10.23.2.0/24.

Чтобы понять, что это значит, посмотрите на маску в двоичной форме (как в примере, который вы видели в предыдущем разделе). Вы обнаружите, что практически все маски подсетей являются всего лишь набором единиц, за которыми следует набор нулей. Например, вы только что видели, что адрес 255.255.255.0 в двоичной записи представлен в виде 24 единичных бит, за которыми следуют 8 нулевых бит. Нотация CIDR идентифицирует маску подсети по количеству ведущих единиц в записи маски подсети. Следовательно, такая комбинация, как 10.23.2.0/24, содержит как префикс подсети, так и маску подсети.

В табл. 9.1 приведено несколько примеров масок подсети и их записи в форме CIDR.

Таблица 9.1. Маски подсети

Длинная форма

Форма CIDR

255.0.0.0

8

255.255.0.0

16

255.240.0.0

12

255.255.255.0

24

255.255.255.192

26

примечание

Если вы не очень хорошо знакомы с преобразованием чисел в десятичный, двоичный и шестнадцатеричный форматы, можно воспользоваться утилитой-калькулятором, например bc или dc, чтобы переводить числа с различными основаниями системы счисления. Например, в утилите bc можно запустить команду obase=2; 240, чтобы вывести число 240 в двоичной форме (основание равно 2).

Идентификация подсетей и их хостов является первым строительным блоком в понимании того, как работает Интернет. Но тем не менее подсети еще предстоит соединить.

9.4. Маршруты и таблица маршрутизации ядра

Соединение подсетей Интернет заключается в основом в идентификации хостов, подключенных к более чем одной подсети. Вернитесь к рис. 9.2 и поразмышляйте о хосте А с IP-адресом 10.23.2.4. Этот хост подключен к локальной сети 10.23.2.0/24 и может напрямую взаимодействовать с хостами этой сети. Чтобы добраться до остальной части Интернета, он должен «общаться» через маршрутизатор с адресом 10.23.2.1.