Чтобы понять, как работают устройства в сети, необходимо взглянуть на адреса и другие данные так, как это делают устройства — то есть в двоичном представлении. Двоичное представление информации осуществляется с помощью только единиц и нулей. Компьютеры взаимодействуют с использованием двоичных данных. Двоичные данные можно использовать для представления разных видов информации. Например, когда пользователь набирает символы на клавиатуре, они отображаются на экране в удобном для чтения и понимания виде. Однако компьютер преобразует каждый символ в серии двоичных цифр для удобства хранения и передачи. Для преобразования этих символов компьютер использует Американский стандартный код для обмена информацией (ASCII).

Например, буква «А» в коде ASCII представлена в виде бита 01000001. В свою очередь, буква нижнего регистра «a» представлена в виде бита 01100001. Используйте преобразователь ASCII на рисунке 1 для преобразования символов в двоичную форму.

Хотя в целом людям не нужно углубляться в преобразование символов, необходимо понимать, как двоичные числа используются в IP-адресации. Каждое устройство в сети должно быть уникально представлено с помощью двоичного адреса. В IPv4-сетях этот адрес представлен с помощью серии из 32 бит (единиц и нулей). Затем на сетевом уровне пакеты включают в себя эту уникальную идентификационную информацию для систем источника и назначения. Таким образом, в IPv4-сети каждый пакет включает в себя 32-битный адрес источника и 32-битный адрес назначения в заголовке уровня 3.

Большинству людей сложно понять строку из 32 бит и тем более сложно её запомнить. Поэтому вместо двоичной системы для представления IPv4-адресов мы используем десятичный формат с разделительными точками. Это означает, что мы рассматриваем каждый байт (октет) в виде десятичного числа от 0 до 255. Чтобы понять этот принцип работы, необходимо уметь преобразовывать двоичные представления в десятичный формат.

Позиционное представление чисел

Чтобы научиться преобразовывать двоичные представления в десятичные, нужно понимать математические основы позиционной системы исчисления. В позиционном представлении цифра представляет разные значения в зависимости от своего расположения. Основанием системы позиционного представления является корень. В десятичной системе корнем является 10. Корень для двоичной системы — 2. Термины «основание» и «корень» можно использовать как синонимы. Если точнее, то значение, представленное цифрой, умножается на основание, или корень, который представлен позицией, занимаемой цифрой. Несколько примеров помогут вам лучше понять, как работает эта система.

Для десятичного числа 192 единица (1) представляет значение 1*10^2 (1 раз 10 на 2). Единица находится на позиции сотни (100). Позиционное представление передаёт эту позицию, как основание^2, поскольку основание, или корень, — это 10, а степень — это 2. Цифра 9 представлена как 9*10^1 (9 раз 10 на 1). Позиционное представление десятичного числа 192 показано на рисунке 2.

С помощью позиционного представления в системе исчисления с корнем 10 число 192 представлено следующим образом:

192 = (1 * 10^2) + (9 * 10^1) + (2 * 10^0)

или

192 = (1 * 100) + (9 * 10) + (2 * 1)