Geek School การเรียนรู้ Windows 7 - พื้นฐานการกำหนด IP

ใน Geek School รุ่นนี้เราจะมาดูกันว่า IP address นั้นทำงานอย่างไร นอกจากนี้เรายังจะกล่าวถึงหัวข้อขั้นสูงบางอย่างเช่นวิธีที่พีซีของคุณพิจารณาว่าอุปกรณ์ที่คุณสื่อสารนั้นอยู่ในเครือข่ายเดียวกันกับคุณหรือไม่ จากนั้นเราจะเสร็จสิ้นด้วยการดูสั้น ๆ สองโปรโตคอลการจำแนกชื่อ: LLMNR และ DNS.

อย่าลืมอ่านบทความก่อนหน้านี้ในซีรี่ส์ Geek School บน Windows 7:

• แนะนำโรงเรียน How-To Geek
• การอัปเกรดและการย้ายข้อมูล
• การกำหนดค่าอุปกรณ์
• ผู้จัดการดิสก์
• การจัดการแอปพลิเคชัน
• การจัดการ Internet Explorer

และคอยติดตามตลอดซีรีย์ที่เหลือตลอดทั้งสัปดาห์.

ความรู้พื้นฐาน IP

เมื่อคุณส่งจดหมายทางไปรษณีย์หอยทากคุณต้องระบุที่อยู่ของบุคคลที่คุณต้องการรับจดหมาย ในทำนองเดียวกันเมื่อคอมพิวเตอร์เครื่องหนึ่งส่งข้อความไปยังคอมพิวเตอร์เครื่องอื่นจำเป็นต้องระบุที่อยู่ที่ควรส่งข้อความ ที่อยู่เหล่านี้เรียกว่าที่อยู่ IP และโดยทั่วไปจะมีลักษณะดังนี้:

192.168.0.1

ที่อยู่เหล่านี้เป็นที่อยู่ IPv4 (Internet Protocol รุ่น 4) และเหมือนกับทุกวันนี้สิ่งเหล่านี้เป็นสิ่งที่เป็นนามธรรมที่คอมพิวเตอร์สามารถมองเห็นได้ ที่อยู่ IPv4 นั้นเป็นแบบ 32 บิตซึ่งหมายความว่ามันมีการรวมกันของ 32 คนและศูนย์ คอมพิวเตอร์จะเห็นที่อยู่ข้างต้นเป็น:

11000000 10101000 00000000 00000001

หมายเหตุ: แต่ละ octet ทศนิยมมีค่าสูงสุด (2 ^ 8) - 1 ซึ่งคือ 255 นี่คือจำนวนชุดค่าผสมสูงสุดที่สามารถแสดงได้โดยใช้ 8 บิต.

หากคุณต้องการแปลงที่อยู่ IP ให้เทียบเท่าไบนารีคุณสามารถสร้างตารางอย่างง่ายเช่นด้านล่าง จากนั้นนำส่วนหนึ่งของที่อยู่ IP (เทคนิคเรียกว่า octet) เช่น 192 และย้ายจากซ้ายไปขวาตรวจสอบว่าคุณสามารถลบจำนวนในส่วนหัวของตารางจากเลขทศนิยมของคุณ มีกฎสองข้อ:

• หากตัวเลขในส่วนหัวของตารางมีขนาดเล็กกว่าหรือเท่ากับจำนวนของคุณให้ทำเครื่องหมายคอลัมน์ด้วย 1 หมายเลขใหม่ของคุณจะกลายเป็นตัวเลขที่คุณได้ลบตัวเลขในส่วนหัวของคอลัมน์ ตัวอย่างเช่น 128 มีขนาดเล็กกว่า 192 ดังนั้นฉันจึงทำเครื่องหมายคอลัมน์ 128 ด้วย 1 แล้วฉันจะเหลือ 192 - 128 ซึ่งเป็น 64.
• หากตัวเลขนั้นมากกว่าตัวเลขที่คุณมีให้ทำเครื่องหมายด้วย 0 แล้วไปต่อ.

นี่คือลักษณะที่จะใช้ตัวอย่างที่อยู่ 192.168.0.1 ของเรา

128	64	32	16	8	4	2	1
1	1	0	0	0	0	0	0
1	0	1	0	1	0	0	0
0	0	0	0	0	0	0	0
0	0	0	0	0	0	0	1

ในตัวอย่างข้างต้นฉันได้นำ octet แรกของเราที่ 192 และทำเครื่องหมายคอลัมน์ 128s ด้วย 1 จากนั้นฉันก็เหลือ 64 ซึ่งเท่ากับตัวเลขกับคอลัมน์ที่สองดังนั้นฉันจึงทำเครื่องหมายด้วย 1 เช่นกัน ตอนนี้ฉันเหลือ 0 ด้วยตั้งแต่ 64 - 64 = 0 นั่นหมายความว่าแถวที่เหลือเป็นศูนย์ทั้งหมด.

ในแถวที่สองฉันเอา octet ที่สอง 168. 128 มีขนาดเล็กกว่า 168 ดังนั้นฉันจึงทำเครื่องหมายด้วย 1 และเหลือ 40.64 นั้นมากกว่า 40 ดังนั้นฉันจึงทำเครื่องหมายด้วย 0 เมื่อฉันย้ายเข้ามา คอลัมน์ที่สาม, 32 มีค่าน้อยกว่า 40 ดังนั้นฉันจึงทำเครื่องหมายด้วย 1 และเหลือด้วย 8 16 มากกว่า 8 ดังนั้นฉันจึงทำเครื่องหมายด้วย 0 เมื่อฉันไปที่คอลัมน์ 8s ฉันทำเครื่องหมายด้วย 1 ซึ่งทำให้ฉันเหลือ 0 ดังนั้นคอลัมน์ที่เหลือถูกทำเครื่องหมายด้วย 0.

กลุ่มที่สามคือ 0 และไม่มีอะไรสามารถเข้าไปได้ 0 ดังนั้นเราจึงทำเครื่องหมายคอลัมน์ทั้งหมดด้วยศูนย์.

octet สุดท้ายคือ 1 และไม่มีอะไรสามารถเข้าไปใน 1 ยกเว้น 1 ได้ดังนั้นฉันจึงทำเครื่องหมายคอลัมน์ทั้งหมดด้วย 0 จนกระทั่งเราได้คอลัมน์ 1s ที่ฉันทำเครื่องหมายด้วย 1.

ซับเน็ตมาสก์

หมายเหตุ: Subnet masking นั้นซับซ้อนมากดังนั้นสำหรับขอบเขตของบทความนี้เราจะพูดถึง subnet mask ที่มีระดับเท่านั้น.

ที่อยู่ IP ประกอบด้วยสององค์ประกอบคือที่อยู่เครือข่ายและที่อยู่โฮสต์ ซับเน็ตมาสก์คือสิ่งที่คอมพิวเตอร์ใช้เพื่อแยกที่อยู่ IP ของคุณออกเป็นที่อยู่เครือข่ายและที่อยู่โฮสต์ โดยทั่วไปซับเน็ตมาสก์จะมีหน้าตาแบบนี้.

255.255.255.0

ซึ่งในรูปแบบไบนารีมีลักษณะเช่นนี้.

11111111.11111111.11111111.00000000

ในซับเน็ตมาส์กเครือข่ายบิตจะถูกแทนด้วย 1s และบิตโฮสต์จะถูกแทนด้วย 0s คุณสามารถเห็นได้จากการแทนเลขฐานสองข้างต้นที่สาม octet แรกของที่อยู่ IP จะใช้ในการระบุเครือข่ายที่อุปกรณ์เป็นของและ octet ล่าสุดจะใช้สำหรับที่อยู่โฮสต์.

ด้วยที่อยู่ IP และซับเน็ตมาสก์คอมพิวเตอร์ของเราสามารถบอกได้ว่าอุปกรณ์นั้นอยู่ในเครือข่ายเดียวกันโดยการดำเนินการระดับบิตและการดำเนินการ ตัวอย่างเช่นพูดว่า:

• computerOne ต้องการส่งข้อความถึง computerTwo.
• computerOne มี IP เป็น 192.168.0.1 พร้อม subnet mask จำนวน 255.255.255.0
• computerTwo มี IP 192.168.0.2 โดยมี subnet mask จำนวน 255.255.255.0

computerOne จะคำนวณ bitwise AND ของ IP และซับเน็ตมาสก์ก่อน.

หมายเหตุ: เมื่อใช้การดำเนินการระดับบิตและ AND หากบิตที่สอดคล้องกันเป็น 1 ทั้งสองผลที่ได้คือ 1 มิฉะนั้นจะเป็น 0.

11000000 10101000 00000000 00000001
11111111 11111111 11111111 00000000

11000000 10101000 00000000 00000000

มันจะคำนวณค่าบิตและสำหรับคอมพิวเตอร์สอง.

11000000 10101000 00000000 00000010
11111111 11111111 11111111 00000000

11000000 10101000 00000000 00000000

อย่างที่คุณเห็นผลลัพธ์ของการดำเนินการระดับบิตจะเหมือนกันดังนั้นหมายความว่าอุปกรณ์อยู่ในเครือข่ายเดียวกัน.

การเรียนการสอน

ตามที่คุณอาจเดาได้แล้วในตอนนี้เครือข่าย (1s) ที่คุณมีในซับเน็ตของคุณจะมีหน้ากากน้อยกว่าโฮสต์ (0s) ที่คุณมี จำนวนโฮสต์และเครือข่ายที่คุณสามารถแบ่งได้เป็น 3 ชั้น.

	เครือข่าย	ซับเน็ตมาสก์	เครือข่าย	โฮสต์
Class A	1-126.0.0.0	255.0.0.0	126	16 777 214
คลาส B	128-191.0.0.0	255.255.0.0	16 384	65 534
คลาส C	192-223.0.0.0	255.255.255.0	2 097 152	254

ช่วงที่สงวนไว้

คุณจะสังเกตเห็นว่าช่วง 127.x.x.x ถูกปล่อยออกไป นี่เป็นเพราะช่วงทั้งหมดถูกสงวนไว้สำหรับสิ่งที่เรียกว่าที่อยู่ย้อนกลับของคุณ ที่อยู่ลูปแบ็คของคุณจะชี้ไปยังพีซีของคุณเองเสมอ.

ช่วง 169.254.0.x ถูกสงวนไว้สำหรับสิ่งที่เรียกว่า APIPA ซึ่งเราจะกล่าวถึงต่อไปในซีรีย์.

ช่วง IP ส่วนตัว

จนกระทั่งไม่กี่ปีที่ผ่านมาทุกอุปกรณ์บนอินเทอร์เน็ตมีที่อยู่ IP ที่ไม่ซ้ำกัน เมื่อที่อยู่ IP เริ่มหมดแนวคิดที่เรียกว่า NAT ได้ถูกนำเสนอซึ่งเพิ่มเลเยอร์อื่นระหว่างเครือข่ายของเราและอินเทอร์เน็ต IANA ตัดสินใจว่าพวกเขาจะจองช่วงของที่อยู่จาก IP แต่ละประเภท:

• 10.0.0.1 - 10.255.255.254 จาก Class A
• 172.16.0.1 - 172.31.255.254 จากคลาส B
• 192.168.0.1 - 192.168.255.254 จากคลาส C

จากนั้นแทนที่จะกำหนดที่อยู่ IP ของอุปกรณ์แต่ละเครื่องในโลก ISP ของคุณจะให้อุปกรณ์ที่เรียกว่า NAT Router ซึ่งได้รับการกำหนดที่อยู่ IP เดียว จากนั้นคุณสามารถกำหนดที่อยู่ IP ของอุปกรณ์ของคุณจากช่วง IP ส่วนตัวที่เหมาะสมที่สุด จากนั้น NAT Router จะรักษาตาราง NAT และทำการเชื่อมต่อของคุณกับอินเทอร์เน็ต.

หมายเหตุ: IP ของเราเตอร์ NAT ของคุณมักจะถูกกำหนดแบบไดนามิกผ่าน DHCP ดังนั้นมันจะเปลี่ยนไปตามข้อ จำกัด ของ ISP ของคุณ.

การแก้ไขชื่อ

มันง่ายกว่าที่เราจะจำชื่อมนุษย์ที่อ่านได้เช่น FileServer1 มากกว่าที่จะจำ IP address เช่น 89.53.234.2 บนเครือข่ายขนาดเล็กที่ไม่มีวิธีแก้ไขปัญหาชื่ออื่น ๆ เช่น DNS เมื่อคุณพยายามเปิดการเชื่อมต่อกับ FileServer1 คอมพิวเตอร์ของคุณสามารถส่งข้อความแบบหลายผู้รับ (ซึ่งเป็นวิธีที่ยอดเยี่ยมในการบอกว่าส่งข้อความไปยังอุปกรณ์แต่ละเครื่องบนเครือข่าย) ถามว่าใครคือ FileServer1 วิธีการจำแนกชื่อนี้เรียกว่า LLMNR (การแก้ปัญหาชื่อมัลติลิงค์ลิงค์) และในขณะที่มันเป็นโซลูชั่นที่สมบูรณ์แบบสำหรับเครือข่ายในบ้านหรือธุรกิจขนาดเล็ก แต่ก็ไม่ได้ปรับขนาดได้อย่างดีอันดับแรกเนื่องจากการกระจายไปยังลูกค้าหลายพัน เพราะโดยทั่วไปแล้วการออกอากาศไม่ได้ผ่านเราเตอร์.

DNS (ระบบชื่อโดเมน)

วิธีการทั่วไปในการแก้ไขปัญหาความสามารถในการขยายได้คือการใช้ DNS ระบบชื่อโดเมนเป็นสมุดโทรศัพท์ของเครือข่ายที่กำหนด มันแมปชื่อเครื่องที่มนุษย์สามารถอ่านได้ไปยังที่อยู่ IP พื้นฐานโดยใช้ฐานข้อมูลขนาดใหญ่ เมื่อคุณพยายามเปิดการเชื่อมต่อกับ FileServer1 พีซีของคุณจะถามเซิร์ฟเวอร์ DNS ของคุณซึ่งคุณระบุว่าใครคือ FileServer1 จากนั้นเซิร์ฟเวอร์ DNS จะตอบกลับด้วยที่อยู่ IP ซึ่งพีซีของคุณสามารถเชื่อมต่อได้ นี่เป็นวิธีการจำแนกชื่อที่ใช้โดยเครือข่ายที่ใหญ่ที่สุดในโลก: อินเทอร์เน็ต.

เปลี่ยนการตั้งค่าเครือข่ายของคุณ

คลิกขวาที่ไอคอนการตั้งค่าเครือข่ายและเลือกเปิดเครือข่ายและศูนย์การแบ่งปันจากเมนูบริบท.

ตอนนี้คลิกที่การเชื่อมโยงหลายมิติการเปลี่ยนแปลงการตั้งค่าการ์ดเชื่อมต่อทางด้านซ้าย.

จากนั้นคลิกขวาที่อะแดปเตอร์เครือข่ายของคุณและเลือกคุณสมบัติจากเมนูบริบท.

ตอนนี้เลือก Internet Protocol รุ่น 4 แล้วคลิกที่ปุ่มคุณสมบัติ.

ที่นี่คุณสามารถกำหนดค่าที่อยู่ IP แบบคงที่ได้โดยเลือกปุ่มตัวเลือกสำหรับ“ ใช้ที่อยู่ IP ต่อไปนี้” ด้วยข้อมูลข้างต้นคุณสามารถกรอกที่อยู่ IP และซับเน็ตมาสก์ได้ เกตเวย์เริ่มต้นสำหรับทุกเจตนาและวัตถุประสงค์คือที่อยู่ IP ของเราเตอร์ของคุณ.

ใกล้ด้านล่างของกล่องโต้ตอบคุณสามารถตั้งค่าที่อยู่ของเซิร์ฟเวอร์ DNS ของคุณ ที่บ้านคุณอาจไม่มีเซิร์ฟเวอร์ DNS แต่เราเตอร์ของคุณมักจะมีแคช DNS ขนาดเล็กและส่งต่อแบบสอบถามไปยัง ISP ของคุณ หรือคุณสามารถใช้เซิร์ฟเวอร์ DNS สาธารณะของ Google ได้ 8.8.8.8.

การบ้าน

• ไม่มีการบ้านในวันนี้ แต่นี่เป็นเวลาที่ยาวนานดังนั้นโปรดอ่านอีกครั้ง หากคุณยังคงอยากรู้ข้อมูลเพิ่มเติมคุณสามารถอ่านเรื่องเครือข่ายขั้นสูงที่เรียกว่า CIDR (การกำหนดเส้นทาง Interdomain Classless).

หากคุณมีคำถามใด ๆ คุณสามารถทวีตฉัน @taybgibb หรือเพียงแค่แสดงความคิดเห็น.