لایه network  سومین لایه مدل osi  به شمار می آید . به طور کلی وظیفه لایه network  ایجاد ارتباط بین دو node در دو بستر مختلف است . یا به عبارتی ایجاد ارتباط بین دو domain. دراین لایه همانند لایه های دیگر از پروتکل های مختلفی جهت ارتباط استفاده می شود پروتکل های مختلفی از جمله IPx  ، Novel netware، IP در این لایه کار میکنند که معروف ترین آن ها که امروزه در بستر شبکه در حال استفاده است پروتکل IP  می باشد.این پروتکل در دو نسخه ipv4  و ipv6  نوشته شده است که  در ادامه به بررسی مولفه های موجود در پروتکل IPv4 می پردازیم .

آدرس آی پی  (IP Address)

آدرس IPv4 یک آدرس 32 بیتی است که شامل 4 بخش 8 بیتی (4 اکتت) می باشد که فرمت آن در شکل ذیل آمده است .

همانطور که در شکل بالا مشاهده می فرمایید آدرس IP شامل دو بخش network ID و Host ID می باشد که شرح این دو بخش عبارتند از :

Network ID :  این بخش شناسه یک شبکه است . بدین معنی که تمام کلاینت هایی که در یک subnet  مشترک قرار میگیرند، Net ID آن ها با همدیگر برابر است و تفاوتی ندارد . تغییر NET iD  به منزله تغییر subnet  و domain مربوطه است و دو کلاینت با دو net id  مجزا در دو شبکه مجزا قرار گرفته و برای ارتباط نیاز به یک مسیریاب دارند.

Host ID : قسمتی از آدرس ip است که برای هر دستگاه به صورت مجزا یا عبارتی شناسه دستگاه مورد نظر به حساب می آید . به عنوان مثال در یک شبکه که 5 کامپیوتر وجود داشته باشند آدرس ip  هر کدام به صورت زیر می باشد .

Client 1 : 192.168.1.1

Client 2 : 192.168.1.2

Client 3 : 192.168.1.3

Client 4 : 192.168.1.4

Client 5 : 192.168.1.10

در مثال بالا قسمت تغییر داده نشده network id  و بخش در حال تغییر host id  است .

نکته : ( هر بخش از آدرس ip  مقدار 255-0 را میپذیرد.)

حال می خواهیم به این موضوع بپردازیم که کامپیوتر چگونه  دو قسمت network id  و host id  را از همدیگر تفکیک میکند . برای درک این موضوع ابتدا با Subnet Mask  آشنا میشویم .

Subnet mask

Subnet mask  نیز یک آدرس 32 بیتی به فرمت آدرس ip  است که شامل 4 بخش 8 بیتی می باشد.  در subnet mask  به جای بیت های نظیر به نظیری که در آدرس ip  اختصاص به network id دارد 1 و به جای بیت های نظیری به نظیری که در آدرس ip  اختصاص به host id  دارد صفر قرار داده می شود . بیتی که network id و host id را در subnet mask  از هم جدا میکند ، اولین بیت صفری است که بعد از آخرین بیت یک می آید و کامپیوتر از and بیت های نظیر به نظیر از آدرس ip  و subnet mask  قدرت تفکیک این دو بخش را دارد .

IP Address Classes

آدرس های ipv4  را به کلاس های مختلفی براساس بخش اول آدرس و subnet mask  های استاندارد تبدیل کرده اند که به شرح زیر است :

Class A:  1-126.x.x.x/8

Mask A : 255.0.0.0

Class B: 128-191.x.x.x/16

Mask B : 255.255.0.0

Class C : 192-223.x.x.x/24

Mask C : 255.255.255.0

Class D : 224-239.x.x.x

Class E : 240-255.x.x.x

Class A : در این کلاس بخش اول به عنوان net id  و سه بخش دیگر به عنوان host  هستند .

Class B: در این کلاس دو بخش اول به عنوان net id  و دو بخش دیگر به عنوان host  هستند .

Class C : در این کلاس سه بخش اول به عنوان net id  و یک بخش دیگر به عنوان host  هستند .

Class D  آدرس های مالتی کستی و Class E  آدرس های رزرو شده هستند .

Network Address : به اولین آدرس از هر بلوک ip می گویند . به عنوان مثال 192.168.1.0/24  یک بلوک ip  از class c  است که اولین آدرس آن یعنی 192.168.1.0 را  network Address یا شناسه آن  رنج شبکه می گویند.

Broadcast Address  : به آخرین آدرس از هر بلوک ip  می گویند. در مثال بالا آدرس 192.168.1.255  به عنوان broadcast address  است.

نکته : از network address  و broadcast address  نمیتوان به عنوان host address استفاده کرد. پس نتیجه میگیریم در هر بلوک ip دو آدرس بلااستفاده قرار دارد. درانتخاب بلوک های ip  برای شبکه موردنظرمان باید به تعداد host  توجه کرد و در آخر برای انتخاب بلوک تعداد host  ها را به علاوه 2 (2 همان network address و broadcast address است) کنیم .

Private and Public Addresses

آدرس IP به دو دسته private  و public  تقسیم می شوند . آدرس های public  آدرس هایی هستند که در اینترنت مسیریابی می شوند . آدرس های private  آدرس هایی هستند که اینترنت مسیریابی نمی شوند و در شبکه های داخلی ما استفاده می شوند.

در هر کلاسی یک رنج خاص را به آدرس های private  اختصاص داده اند که به صورت زیر است :

Class A : 10.x.x.x/8

Class B : 172.16.x.x – 172.32.x.x /16

Class C : 192.168.x.x /24

بقیه رنج ها public  محسوب شده و در اینترنت توسط روترها مسیریابی می شوند . اما شاید برایتان سوال باشد که زمانی که از رنج private  در شبکه های داخلی مان استفاده میکنیم چگونه به اینترنت متصل شویم ؟ جواب این مفهومی به نام NAT است که در مقاله های بعدی راجع به آن صحبت میکنیم .