Posted:
Янв 13, 2023
Comments:
0 Comments

Ip адрес формат: Что такое IP адрес?

Содержание

Что такое IP-адрес, версии и формат IP-адреса?

Что такое IP-адрес?

Назначение IP-адреса

Назначение IP-адреса

Версии IP-адресов

Формат IP-адреса

Как узнать свой IP-адрес?

Динамические и статические IP-адреса

Заключение

В современном мире многие из нас используют слова Интернет и Интернет как синонимы, однако это не одно и то же. World Wide Web или сокращенно Web – это способ передачи информации через Интернет с использованием протоколов HTTP. В то время как Интернет – это соединение нескольких идентифицируемых компьютеров, образующих гигантскую сеть сетей. Браузеры позволяют нам общаться в Интернете и выходить в Интернет. Существуют также другие средства передачи данных, такие как электронная почта и протоколы передачи файлов (FTP ). Важной частью веб-общения в Интернете является то, что каждый подключенный компьютер должен иметь идентифицируемый номер. Этот номер представляет собой не что иное, как IP-адрес, и мы поговорим об этом IP больше в этой статье.

Что такое IP-адрес?

Адрес Интернет-протокола, сокращенно известный как IP-адрес, означает уникальный номер, присваиваемый устройству при подключении к Интернету. Ваш сетевой администратор или интернет-провайдер (ISP) назначит геологически идентифицируемый номер, когда вы подключитесь к Интернету. Каждому устройству присваивается номер, будь то настольный компьютер, ноутбук, мобильный телефон, планшет или маршрутизатор. Этот IP-адрес служит важной цели для идентификации информации о хосте.

Назначение IP-адреса

Назначение IP-адреса – идентифицировать информацию об отправителе и получателе в протоколах HTTP. Давайте возьмем пример, когда вы открываете веб-сайт Apple. Сначала вы можете узнать, где Apple размещает свой веб-сайт, найдя IP-адрес apple. com. По сути, это означает, что любой веб-сайт в Интернете имеет уникальный IP-адрес. У большинства крупных веб-сайтов, таких как Apple, есть собственный IP-адрес, например 17.172.224.47. Вы можете ввести этот IP-адрес прямо в адресной строке браузера, чтобы разрешить доменное имя сайта. Небольшие веб-сайты могут использовать один адрес сервера среди сотен других веб-сайтов.

С другой стороны, веб-сайты и приложения также могут отслеживать ваши данные на основе вашего IP-адреса. Давайте возьмем тот же пример доступа к веб-сайту Apple. Когда вы открываете сайт из Китая, он автоматически перенаправляется на китайскую версию applce.com/cn/ вместо английской версии apple.com. Это указывает на то, что Apple может определять географическое местоположение пользователя и предоставлять разным пользователям разный контент. Это возможно с IP-отслеживанием, поскольку IP-адрес содержит информацию о географическом местоположении.

Назначение IP-адреса

Теперь, когда вы знаете, что такое IP-адрес и его цель. Но у вас может возникнуть вопрос, кто назначает IP-адрес вашему компьютеру при подключении к Интернету.

В Интернете существует множество функций, которыми необходимо управлять, например, регистрация доменного имени, обслуживание DNS, обновление данных WHOIS и т.д. Интернет-корпорация по присвоению имен и номеров (ICANN), некоммерческая организация, управляет всем этим. У него есть специальный орган по присвоению номеров в Интернете (IANA) для распределения IP-адресов на более низкий уровень. Он работает систематически, и вся структура распределения показана на рисунке ниже.

Процесс распределения IP-адресов

Версии IP-адресов

Есть две версии IP-адреса. Интернет-протокол версии 4 (IPv4) был начальной версией, которая до сих пор широко используется большинством веб-сайтов в Интернете. Он имеет размер 32 бита и содержит 232 числа, равных 4 294 967 296. Исчерпание номеров IPv4 вынудило власти ввести еще один Интернет-протокол версии 6 (IPv6). IPv6 до сих пор не получил широкого распространения из-за совместимости со всеми сетевыми устройствами. Он поддерживает размер 128 бит и содержит 2128 чисел, равных 3,403 × 1038.

Кроме того, существуют различные категории IP-адресов, известные как общедоступный IP-адрес, частный IP-адрес, динамический IP-адрес и статический IP-адрес, тогда как двумя стандартами для IP-адресов являются IP версии 4 (IPv4) и IP версии 6 (IPv6).

Формат IP-адреса

Адрес IPv4 состоит из 32 битов и выражается в десятичной системе счисления, например 1.1.1.1. Он состоит из четырех десятичных чисел, разделенных точками, и каждое число может представлять от 0 до 255. Например: 17.172.224.47.

Пример IPv4-адреса

Адрес IPv6 состоит из 128 бит. Он классифицируется по восьми группам шестнадцатеричных чисел, разделенных двоеточиями. Например, IPv6-адрес общедоступного DNS-сервера Google: 2001: 4860: 4860: 0000: 0000: 8888.

Как узнать свой IP-адрес?

В Интернете доступно множество инструментов, которые интерпретируют IP-адрес вашего компьютера и определяют ваше местоположение. Вы можете просто щелкнуть здесь, чтобы найти свой IP-адрес на карте. Вы также можете попытаться найти IP-адрес на своем телефоне с Windows 10, Mac, iPhone и Android. Например, в Windows 10 следуйте приведенным ниже инструкциям:

  • Щелкните правой кнопкой мыши меню «Пуск» и откройте командную строку.
  • Введите ipconfig и нажмите Enter.
  • Вы увидите IP-адрес своего компьютера, как показано ниже.

Команда IPconfig

Следуйте приведенным ниже инструкциям на Mac:

  • Нажмите «Command + пробел», чтобы открыть поиск Spotlight.
  • Введите «Сетевая утилита» и откройте приложение «Сетевая утилита».
  • Выберите имя вашей сети на вкладке «Информация».
  • Здесь вы можете найти IP-адрес вашего Mac.

IP-адрес в Mac

Иногда вы можете заметить сообщение о конфликте IP-адресов на своем устройстве, если один и тот же IP-адрес назначен более чем одному устройству. В таком случае просто перезагрузите устройство или отключите и снова подключите сетевое соединение, чтобы получить новый IP-адрес для вашего устройства.

Ошибка конфликта IP

Динамические и статические IP-адреса

IP-адреса подразделяются на две основные категории, известные как динамический IP-адрес и статический IP-адрес. Ваш интернет-провайдер (ISP) назначает динамический IP-адрес для каждого вашего активного интернет-сеанса. Однако в большинстве случаев вы получите тот же IP-адрес, поскольку выделение фиксировано для вашей подписки. Статический IP-адрес создается вручную путем редактирования сетевых настроек на вашем компьютере. Для этого вы должны сначала получить статический IP-адрес от своего интернет-провайдера.

Заключение

IP-адреса являются важной частью нашей повседневной коммуникации и передачи данных через Интернет. Поскольку они используются для поиска компьютеров по всему миру, Интернет никогда не смог бы функционировать без значений IP-адресов. Итак, если вы запутались в функциональности и важности IP-адресов, мы надеемся, что после прочтения этой статьи ваши концепции станут ясны.

Источник записи: www. webnots.com

IP адресация, классы IP адресов и значение маски подсети

Содержание

  • 1 Для чего нужны IP адреса?
  • 2 Структура IP адреса
  • 3 Разделение IP адреса на сетевую и узловую части
  • 4 Классы IP адресов и маски подсети по умолчанию
  • 5 Классовая и бесклассовая адресация
  • 6 Назначение маски подсети
  • 7 Публичные и частные IP-адреса
  • 8 Адреса одноадресных, широковещательных и многоадресных рассылок
    • 8.1 Одноадресная рассылка
    • 8.2 Широковещательная рассылка
    • 8.3 Многоадресная рассылка
  • 9 Сравнение протоколов IP версии 4 (IPv4) и IP версии 6 (IPv6)

Адресация в компьютерных сетях бывает двух видов: физическая адресация (на основе MAC-адреса) и логическая (на основе IP-адреса). Логическая адресация реализована на 3-ем уровне эталонной модели OSI. Далее более подробно рассматривается IP-адресация и пять классов IP-адресов, а также подсети, маски подсетей и их роль в схемах IP-адресации. Кроме того, обсуждаются отличия между публичными и частными адресами, IPv4-и IPv6-адресацией, а также одноадресными и широковещательными сообщениями.

Для чего нужны IP адреса?

Для обмена данными в Интернете (между различными локальными сетями) узлу необходим IP-адрес. Это логический сетевой адрес конкретного узла. Для обмена данными с другими устройствами, подключенными к Интернету, необходим правильно настроенный, уникальный IP-адрес.

IP-адрес присваивается сетевому интерфейсу узла. Обычно это сетевая интерфейсная плата (NIC), установленная в устройстве. Примерами пользовательских устройств с сетевыми интерфейсами могут служить рабочие станции, серверы, сетевые принтеры и IP-телефоны. Иногда в серверах устанавливают несколько NIC, у каждой из которых есть свой IP-адрес. У интерфейсов маршрутизатора, обеспечивающего связь с сетью IP, также есть IP-адрес.

В каждом отправленном по сети пакете есть IP-адрес источника и назначения. Эта информация необходима сетевым устройствам для передачи информации по назначению и передачи источнику ответа.

——————————————

Структура IP адреса

IP-адрес представляет собой серию из 32 двоичных бит (единиц и нулей). Человеку прочесть двоичный IP-адрес очень сложно. Поэтому 32 бита группируются по четыре 8-битных байта, в так называемые октеты. Читать, записывать и запоминать IP-адреса в таком формате людям сложно. Чтобы облегчить понимание, каждый октет IP-адреса представлен в виде своего десятичного значения. Октеты разделяются десятичной точкой или запятой. Это называется точечно-десятичной нотацией.

При настройке IP-адрес узла вводится в виде десятичного числа с точками, например, 192.168.1.5. Вообразите, что вам пришлось бы вводить 32-битный двоичный эквивалент адреса — 11000000101010000000000100000101. Если ошибиться хотя бы в одном бите, получится другой адрес, и узел, возможно, не сможет работать в сети.

Структура 32-битного IP-адреса определяется межсетевым протоколом 4-ой версии (IPv4). На данный момент это один из самых распространенных в Интернете типов IP-адресов. По 32-битной схеме адресации можно создать более 4 миллиардов IP-адресов.

Получая IP-адрес, узел просматривает все 32 бита по мере поступления на сетевой адаптер. Напротив, людям приходится преобразовывать эти 32 бита в десятичные эквиваленты, то есть в четыре октета. Каждый октет состоит из 8 бит, каждый бит имеет значение. У четырех групп из 8 бит есть один и тот же набор значений. Значение крайнего правого бита в октете – 1, значения остальных, слева направо – 2, 4, 8, 16, 32, 64 и 128.

Чтобы определить значение октета, нужно сложить значения позиций, где присутствует двоичная единица.

  • Нулевые позиции в сложении не участвуют.
  • Если все 8 бит имеют значение 0, 00000000, то значение октета равно 0.
  • Если все 8 бит имеют значение 1, 11111111, значение октета – 255 (128+64+32+16+8+4+2+1).
  • Если значения 8 бит отличаются, например, 00100111, значение октета – 39 (32+4+2+1).

Таким образом, значение каждого из четырех октетов находится в диапазоне от 0 до 255.

Формат IP-адреса

——————————-

Разделение IP адреса на сетевую и узловую части

Логический 32-битный IP-адрес представляет собой иерархическую систему и состоит из двух частей. Первая идентифицирует сеть, вторая — узел в сети. Обе части являются обязательными.

Например, если IP-адрес узла – 192.168.18.57, то первые три октета (192.168.18) представляют собой сетевую часть адреса, а последний октет (.57) является идентификатором узла. Такая система называется иерархической адресацией, поскольку сетевая часть идентифицирует сеть, в которой находятся все уникальные адреса узлов. Маршрутизаторам нужно знать только путь к каждой сети, а не расположение отдельных узлов.

Иерархическая структура IP-адресов

Другой пример иерархической сети – это телефонная сеть. В телефонном номере код страны, региона и станции составляют адрес сети, а оставшиеся цифры — локальный номер телефона.

При IP-адресации в одной физической сети могут существовать несколько логических сетей, если сетевая часть адреса их узла отличается. Пример. Три узла в одной физической локальной сети имеют одинаковую сетевую часть в своем IP-адресе (192.168.50), а три других узла — другую сетевую часть (192.168.70). Три узла с одной сетевой частью в своих IP-адресах имеют возможность обмениваться данными друг с другом, но не могут обмениваться информацией с другими узлами без использования маршрутизации. В данном случае имеем одну физическую сеть и две логические IP-сети.

Сетевая и узловая части IP адреса

Классы IP адресов и маски подсети по умолчанию

IP-адрес и маска подсети совместно определяют то, какая часть IP-адреса является сетевой, а какая — соответствует адресу узла.

IP-адреса делятся на 5 классов. К классам A, B и C относятся коммерческие адреса, присваиваемые узлам. Класс D зарезервирован для многоадресных рассылок, а класс E – для экспериментов.

IP-адреса класса D

IP-адреса класса E

В адресах класса C сетевая часть состоит из трех октетов, а адрес узла – из одного. Выбранная по умолчанию маска подсети состоит из 24 бит (255.255.255.0). Адреса класса C обычно присваиваются небольшим сетям.

IP-адреса класса C

В адресах класса B сетевая часть и адрес узла состоят из двух октетов. Выбранная по умолчанию маска подсети состоит из 16 бит (255.255.0.0). Обычно эти адреса используются в сетях среднего размера.

IP-адреса класса B

В адресах класса A сетевая часть состоит всего из одного октета, остальные отведены узлам. Выбранная по умолчанию маска подсети состоит из 8 бит (255.0.0.0). Обычно такие адреса присваиваются крупным организациям.

IP-адреса класса A

Класс адреса можно определить по значению первого октета. Например, если значение первого октета IP-адреса находится в диапазоне от 192 до 223, то это адрес класса C. Например, адрес 200.14.193.67 относится к классу С.

Классы IP адресов

Классовая и бесклассовая адресация

Классовая IP адресация — это метод IP-адресации, который не позволяет рационально использовать ограниченный ресурс уникальных IP-адресов, т. к. не возможно использование различных масок подсетей. В классовом методе адресации используется фиксированная маска подсети, поэтому класс сети (см. выше) всегда можно идентифицировать по первым битам.

Бесклассовая IP адресация (Classless Inter-Domain Routing — CIDR) — это метод IP-адресации, который позволяет рационально управлять пространством IP адресов. В бесклассовом методе адресации используются маски подсети переменной длины (variable length subnet mask — VLSM).

Возможные значения маскок подсети при бесклассовом методе адресации (широко применяется в современных сетях):

Всего адресовбитовПрефиксКлассДесятичная маска
10/32255.255.255.255
21/31255.255.255.254
42/30255. 255.255.252
83/29255.255.255.248
164/28255.255.255.240
325/27255.255.255.224
646/26255.255.255.192
1287/25255.255.255.128
2568/241C255.255.255.0
5129/232C255.255.254.0
102410/224C255.255.252.0
204811/218C255.255.248.0
409612/2016C255.255.240.0
819213/1932C255.255.224.0
1638414/1864C255.255.192.0
3276815/17128C255. 255.128.0
6553616/161B255.255.0.0
13107217/152B255.254.0.0
26214418/144B255.252.0.0
52428819/138B255.248.0.0
104857620/1216B255.240.0.0
209715221/1132B255.224.0.0
419430422/1064B255.192.0.0
838860823/9128B255.128.0.0
1677721624/81A255.0.0.0
3355443225/72A254.0.0.0
6710886426/64A252.0.0.0
13421772827/58A248. 0.0.0
26843545628/416A240.0.0.0
53687091229/332A224.0.0.0
107374182430/264A192.0.0.0
214748364831/1128A128.0.0.0
429496729632/0256A0.0.0.0

Назначение маски подсети

Каждый IP-адрес состоит из двух частей. Как узлы определяют, где сетевая часть, а где адрес узла? Для этого используется маска подсети.

При настройке IP узлу присваивается не только IP-адрес, но и маска подсети. Как и IP-адрес, маска состоит из 32 бит. Она определяет, какая часть IP-адреса относится к сети, а какая – к узлу.

Маска сравнивается с IP-адресом побитно, слева направо. В маске подсети единицы соответствуют сетевой части, а нули — адресу узла.

Отправляя пакет, узел сравнивает маску подсети со своим IP-адресом и адресом назначения. 8 = 256). Из полученного результата необходимо вычесть 2 (256-2). Дело в том, что состоящая из одних единиц (1) отведенная узлам часть IP-адреса предназначена для адреса широковещательной рассылки и не может принадлежать одному узлу. Часть, состоящая только из нулей, является идентификатором сети и тоже не может быть присвоена конкретному узлу. Возвести число 2 в степень без труда можно с помощью калькулятора, который есть в любой операционной системе Windows.

Иначе допустимое количество узлов можно определить, сложив значения доступных бит (128+64+32+16+8+4+2+1 = 255). Из полученного значения необходимо вычесть 1 (255-1 = 254), поскольку значение всех бит отведенной для узлов части не может равняться 1. 2 вычитать не нужно, поскольку сумма нулей равна нулю и в сложении не участвует.

В 16-битной маске для адресов узлов отводится 16 бит (два октета), и в одном из них все значения могут быть равны 1 (255). Это может быть и адрес широковещательной рассылки, но если другой октет не состоит из одних единиц, адрес можно использовать для узла. Не забывайте, что узел проверяет значения всех бит, а не значения одного октета.

Адреса подсетей

Взаимодействие IP-адреса и маски подсети

Публичные и частные IP-адреса

Всем узлам, подключенным непосредственно к Интернету, необходим уникальный публичный IP-адрес. Поскольку количество 32-битных адресов конечно, существует риск, что их не хватит. В качестве одного из решений было предложено зарезервировать некоторое количество частных адресов для использования только внутри организации. В этом случае внутренние узлы смогут обмениваться данными друг с другом без использования уникальных публичных IP-адресов.

В соответствии со стандартом RFC 1918 было зарезервировано несколько диапазонов адресов класса A, B и C. Как видно из таблицы, в диапазон частных адресов входит одна сеть класса A, 16 сетей класса B и 256 сетей класса C. Таким образом, сетевые администраторы получили определенную степень свободы в плане предоставления внутренних адресов.

В очень большой сети можно использовать частную сеть класса A, где можно создать более 16 миллионов частных адресов.

В сетях среднего размера можно использовать частную сеть класса B с более чем 65 000 адресов.

В домашних и небольших коммерческих сетях обычно используется один частный адрес класса C, рассчитанный на 254 узла.

Одну сеть класса A, 16 сетей класса B или 256 сетей класса C могут использовать организации любого размера. Многие организации пользуются частной сетью класса A.

Частные IP-адреса

Узлы из внутренней сети организации могут использовать частные адреса до тех пор, пока им не понадобится прямой выход в Интернет. Соответственно, один и тот же набор адресов подходит для нескольких организаций. Частные адреса не маршрутизируются в Интернете и быстро блокируются маршрутизатором поставщика услуг Интернета.

При подключении сети предприятия, в которой используются частные адреса, к сети Internet необходимо обеспечить преобразование частных адресов в открытые. Такой процесс называется трансляцией сетевых адресов (Network Address Translation — NAT) и обычно выполняется маршрутизатором.

Частные адреса можно использовать как меру безопасности, поскольку они видны только в локальной сети, а посторонние получить прямой доступ к этим адресам не могут.

Кроме того, существуют частные адреса для диагностики устройств. Они называются адресами обратной связи. Для таких адресов зарезервирована сеть 127.0.0.0 класса А.

—————————————-

Адреса одноадресных, широковещательных и многоадресных рассылок

Помимо классов, IP-адреса делятся на категории, предназначенные для одноадресных, широковещательных или многоадресных рассылок. С помощью IP-адресов узлы могут обмениваться данными в режиме «один к одному» (одноадресная рассылка), «один ко многим» (многоадресная рассылка) или «один ко всем» (широковещательная рассылка).

Одноадресная рассылка

Адрес одноадресной рассылки чаще всего встречается в сети IP. Пакет с одноадресным назначением предназначен конкретному узлу. Пример: узел с IP-адресом 192.168.1.5 (источник) запрашивает веб-страницу с сервера с IP-адресом 192. 168.1.200 (адресат).

Для отправки и приема одноадресного пакета в заголовке IP-пакета должен указываться IP-адрес назначения. Кроме того, в заголовке кадра Ethernet должен быть MAC-адрес назначения. IP-адрес и MAC-адрес — это данные для доставки пакета одному узлу.

Одноадресная рассылка

Широковещательная рассылка

В пакете широковещательной рассылки содержится IP-адрес назначения, в узловой части которого присутствуют только единицы (1). Это означает, что пакет получат и обработают все узлы в локальной сети (домене широковещательной рассылки). Широковещательные рассылки предусмотрены во многих сетевых протоколах, например ARP и DHCP.

В сети класса C 192.168.1.0 с маской подсети по умолчанию 255.255.255.0 используется адрес широковещательной рассылки 192.168.1.255. Узловая часть – 255 или двоичное 11111111 (все единицы).

В сети класса B 172.16.0.0 с маской подсети по умолчанию 255.255.0.0 используется адрес широковещательной рассылки 172.16.255. 255.

В сети класса A 10.0.0.0 с маской подсети по умолчанию 255.0.0.0 используется адрес широковещательной рассылки 10.255.255.255.

Для сетевого IP-адреса широковещательной рассылки нужен соответствующий MAC-адрес в кадре Ethernet. В сетях Ethernet используется MAC-адрес широковещательной рассылки из 48 единиц, который в шестнадцатеричном формате выглядит как FF-FF-FF-FF-FF-FF.

Широковещательная рассылка

Многоадресная рассылка

Адреса многоадресных рассылок позволяют исходному устройству рассылать пакет группе устройств.

Устройства, относящиеся к многоадресной группе, получают ее IP-адрес. Диапазон таких адресов — от 224.0.0.0 до 239.255.255.255. Поскольку адреса многоадресных рассылок соответствуют группам адресов (которые иногда называются группами узлов), они используются только как адресаты пакета. У источника всегда одноадресный адрес.

Адреса многоадресных рассылок используются, например, в дистанционных играх, в которых участвует несколько человек из разных мест. Другой пример — это дистанционное обучение в режиме видеоконференции, где несколько учащихся подключаются к одному и тому же курсу.

Как и одноадресным или широковещательным адресам, IP-адресам многоадресной рассылки нужен соответствующий MAC-адрес, позволяющий доставлять кадры в локальной сети. MAC-адрес многоадресной рассылки — это особое значение, которое в шестнадцатеричном формате начинается с 01-00-5E. Нижние 23 бита IP-адреса многоадресной группы преобразуются в остальные 6 шестнадцатеричных символов адреса Ethernet. Пример (см. рисунок) — шестнадцатеричное значение 01-00-5E-0F-64-C5. Каждому шестнадцатеричному символу соответствует 4 двоичных бита.

Многоадресная рассылка

Сравнение протоколов IP версии 4 (IPv4) и IP версии 6 (IPv6)

Когда в 1980 году был утвержден стандарт TCP/IP, он основывался на схеме двухуровневой адресации, которая в то время давала необходимую масштабируемость. К сожалению, создатели TCP/IP не могли предположить, что их протокол станет основой для глобальной сети обмена информацией, сети развлечений и коммерции. Более двадцати лет назад в протоколе IP версии 4 (IPv4) была предложена стратегия адресации, которая, будучи вполне подходящей для того времени, привела к неэффективному распределению адресов.

Как показано на рис. ниже, адреса классов А и В покрывают 75% всего адресного пространства IPv4, но относительное число организаций, которые могли бы использовать сети этих классов, не превышает 17000. Сетей класса С значительно больше, чем сетей классов А и В, но количество доступных IP-адресов ограничивается всего 12,5% от их общего числа, равного 4 млрд.

К сожалению, в сетях класса С не может быть более 254 узлов, что не соответствует потребностям достаточно крупных организаций, но которые вместе с тем не настолько велики, чтобы получить адреса классов А и В. Даже если бы существовало больше адресов сетей классов А, В и С, слишком большое их число привело бы к тому, что маршрутизаторы сети Internet были бы вынуждены обрабатывать огромное количество таблиц маршрутизации, хранящих маршруты ко всем сетям.

Распределение адресов IPv4

Еще в 1992 году проблемная группа проектирования Internet (IETF) обнаружила две специфические проблемы:

  • остаток нераспределенных адресов сетей IPv4 близок к исчерпанию. В то время адреса класса В были практически израсходованы;
  • наблюдается быстрое и постоянное увеличение размеров таблиц маршрутизации сети Internet в связи с ее ростом. Появление новых подключенных к структуре Internet сетей класса С порождает поток информации, способный привести к тому, что маршрутизаторы сети Internet перестанут эффективно справляться со своими задачами.

За последние два десятилетия был разработан ряд технологий, расширяющих IPv4 и направленных для модернизации существующей 32-битовой схемы адресации. Две наиболее значительные из них — это маски подсетей и маршрутизация CIDR (Classless InterDomain Routing — бесклассовая междоменная маршрутизация).

Приблизительно в то же время была разработана и одобрена еще более расширяемая и масштабируемая версия технологии IP — IP версии 6 (IPv6). Протокол IPv6 использует для адресации 128 битов вместо 32-х битов в IPv4 (см. рис. ниже). В стандарте IPv6 используется шестнадцатеричная запись числа для представления 128-битовых адресов, и он позволяет использовать 16 млрд. IP-адресов. Эта версия протокола IP должна обеспечить необходимое количество адресов как на текущий момент, так и в будущем.

Для представления 128-битового адреса в протоколе IPv6 используется запись из восьми шестнадцатибитовых чисел, представляемых в виде четырех шестнадцатеричных цифр, как это показано на рис. ниже. Группы из четырех шестнадцатеричных цифр разделены двоеточиями, нули в старших позициях могут быть опущены.

Сравнение IPv4 и IPv6

Разработка и планирование технологии заняли годы, прежде чем протокол IPv6 постепенно начал использоваться в отдельных сетях. В перспективе стандарт IPv6 должен заменить IPv4 в качестве доминирующего протокола в сети Internet.

 

В данной статье описана только IP адресация, но не затронуты вопросы присвоения IP-адреса узлам в сети. В будущем я планирую восполнить и этот пробел.


Сетевая модель OSI (Open System Interconnection)


Сетевые устройства: типы сетевых устройств и их функции

Формат IP-адреса и таблица

следующий →
← предыдущая

IP-адрес — это сокращенная форма «Адрес интернет-протокола». Это уникальный номер, присваиваемый каждому устройству, подключенному к сети Интернет, например телефону Android, ноутбуку, Mac и т. д. IP-адрес представлен целым числом, разделенным точкой (.), например, 192.167.12.46.

Типы IP-адресов

IP-адрес подразделяется на два разных типа в зависимости от количества содержащихся в нем IP-адресов. Это:

  • IPv4 (интернет-протокол версии 4)
  • IPv6 (интернет-протокол версии 6)

Что такое IPv4?

IPv4 — это версия 4 IP. Это текущая версия и наиболее часто используемый IP-адрес. Это 32-битный адрес, записанный четырьмя числами, разделенными точкой (. ), т. е. точками. Этот адрес уникален для каждого устройства. Например, 66.94.29.13

Что такое IPv6?

IPv4 выдаёт 4 миллиарда адресов, и разработчики думают, что этих адресов достаточно, но ошиблись. IPv6 — это следующее поколение IP-адресов. Основное различие между IPv4 и IPv6 заключается в размере IP-адресов. IPv4 — это 32-битный адрес, а IPv6 — 128-битный шестнадцатеричный адрес. IPv6 предоставляет большое адресное пространство и содержит простой заголовок по сравнению с IPv4.

Чтобы узнать больше о разнице между IPv4 и IPv6, ознакомьтесь с нашей статьей ipv4 и ipv6.

Формат IP-адреса

Первоначально IP-адреса были разделены на пять различных категорий, называемых классами . Эти разделенные классы IP: класс A, класс B, класс C, класс D и класс E. Из них классы A, B и C являются наиболее важными. Каждый класс адресов определяет разное количество битов для своего префикса сети (сетевого адреса) и номера хоста (адреса хоста) . Биты начального адреса определяют, к какому классу принадлежит адрес.

Сетевой адрес: Сетевой адрес указывает уникальный номер, присвоенный вашей сети. На приведенном выше рисунке сетевой адрес занимает два байта IP-адреса.

Адрес хоста: Адрес хоста — это определенный номер адреса, присвоенный каждому хост-компьютеру. С помощью адреса хоста каждая машина идентифицируется в вашей сети. Сетевой адрес будет одинаковым для каждого хоста в сети, но они должны различаться по адресу хоста.

Формат адреса IPv4

Формат адреса IPv4 представлен в виде 4 октетов (32 бита), которые делятся на три разных класса, а именно класс A, класс B и класс C.

На приведенной выше диаграмме показан формат адреса IPv4. IPv4 — это 32-битный десятичный адрес. Он содержит четыре октета или поля, разделенные «точкой», и каждое поле имеет размер 8 бит. Число, которое содержит каждое поле, должно находиться в диапазоне от 0 до 255.

Класс А

Адрес класса A использует только первый октет (байт) более высокого порядка для идентификации префикса сети, а оставшиеся три октета (байта) используются для определения адресов отдельных узлов. Адрес класса A находится в диапазоне от 0.0.0.0 до 127.255.255.255. Первый бит первого октета всегда равен 0 (ноль), следующие 7 бит определяют сетевой адрес, а оставшиеся 24 бита определяют адрес хоста. Таким образом, первый октет находится в диапазоне от 0 до 127 (от 00000000 до 01111111).

Класс Б

Адреса класса B используют первые два октета (два байта) для идентификации сетевого префикса, а оставшиеся два октета (два байта) определяют адреса узлов. Адреса класса B находятся в диапазоне от 128.0.0.0 до 191.255.255.255. Первые два бита первого старшего октета всегда равны 10 (единичный и нулевой биты), следующие 14 бит определяют сетевой адрес, а оставшиеся 16 бит определяют адрес хоста. Таким образом, первый октет находится в диапазоне от 128 до 191 (от 10000000 до 10111111).

Класс С

Адреса класса C используют первые три октета (три байта) для идентификации префикса сети, а оставшийся последний октет (один байт) определяет адрес хоста. Адрес класса C находится в диапазоне от 192.0.0.0 до 223.255.255.255. Первые три бита первого октета всегда равны 110, следующие 21 бит определяют сетевой адрес, а оставшиеся 8 бит определяют адрес хоста. Его первый октет находится в диапазоне от 192 до 223 (от 11000000 до 11011111).

Класс D

Класс D IP-адрес зарезервирован для групповых адресов. Его первые четыре бита первого октета всегда установлены на 1110, а остальные биты определяют адрес хоста в любом IP-адресе. Первые старшие биты октета всегда равны 1110, а остальные биты определяют адрес хоста. Адрес класса D находится в диапазоне от 224.0.0.0 до 239.255.255.255. При многоадресной рассылке данные не назначаются какой-либо конкретной хост-машине, поэтому не требуется находить адрес хоста по IP-адресу, а также в классе D отсутствует маска подсети.

Класс Е

IP-адрес класса E зарезервирован для экспериментальных целей и использования в будущем. В нем нет маски подсети. Первые старшие биты октета всегда равны 1111, а следующие оставшиеся биты определяют адрес хоста. Адрес класса E находится в диапазоне от 240.0.0.0 до 255.255.255.255.

В каждом классе IP-адресов все биты номера хоста задаются степенью двойки, которая указывает общее количество адресов хостов, которые могут быть созданы для определенного сетевого адреса. Адрес класса A может содержать не более 2 24 (16 777 216) номера узлов. Адреса класса B содержат максимальное количество 2 16 (65, 536) номеров хостов. А класс C содержит максимальное количество 2 8 (256) номеров хостов.

Адрес подсети IP-адреса, поясните на примере:

Предположим, адрес класса A — 11.65.27.1, где 11 — сетевой префикс (адрес), а 65.27.1 указывает конкретный адрес узла в сети. Учтите, что сетевой администратор хочет использовать от 23 до 6 бит для идентификации подсети, а оставшиеся от 5 до 0 бит — для определения адреса хоста. Его можно представить в виде Маска подсети со всеми битами 1 от 31 до 6 и оставшимися (от 5 до 0) битами 0.

Маска подсети (двоичная): 11111111 11111111 11111111 11000000

IP-адрес (двоичный): 00001011 01000001 00011011 00000001

Теперь подсеть можно рассчитать, применив операцию И (1+1=1, 1+0=0, 0+1=0, 0+0=0) между полным IP-адресом и маской подсети. Результат:

00001011 01000001 00011011 00000000 = адрес подсети 11.65.27.0

Формат IP-адреса IPv6

Все адреса IPv6 представляют собой 128-битные шестнадцатеричные адреса, записанные в 8 отдельных разделах, каждый из которых имеет 16 бит. Поскольку адреса IPv6 представлены в шестнадцатеричном формате, их разделы варьируются от 0 до FFFF. Каждый раздел отделяется двоеточием (:). Это также позволяет удалить начальные нули (0) каждой 16-битной секции. Если два или более последовательных 16-битных раздела содержат все нули (0 : 0), они могут быть сжаты с использованием двойных двоеточий (::).

адресов IPv6 состоят из 8 различных разделов, каждый раздел имеет 16-битные шестнадцатеричные значения, разделенные двоеточием (:). Адреса IPv6 представлены в следующем формате:

хххх : хххх : хххх : хххх : хххх : хххх : хххх : хххх

Каждая группа «xxxx» содержит 16-битное шестнадцатеричное значение, а каждый «x» — 4-битное шестнадцатеричное значение. Например:

FDEC: BA98: 0000: 0000: 0600: BDFF: 0004: FFFF

Вы также можете удалить начальные нули (0) каждой 16-битной секции. Например, приведенный выше IPv6 можно переписать, опуская начальные нули (0), следующим образом:

.

FDEC : BA98 : 0 : 0 : 600 : BDFF : 4 : FFFF

Вы также можете сжать последовательные разделы 16-битными нулями (0 : 0) с помощью двойных двоеточий (::). Но имейте в виду, что вы можете сделать это только один раз для каждого IP-адреса.

FDEC : BA98 : : 600 : BDFF : 4 : FFFF

Таблица IP-адресов

На основе диапазонов IP-адреса подразделяются на пять классов адресов, которые приведены ниже.

Класс Старшие биты Биты сетевого адреса Биты адреса хоста Количество сетей Количество хостов в сети Диапазон
А 0 8 24 2 7 2 24 от 0.0.0.0 до 125.255.255.255
Б 10 16 16 2 14 2 16 от 128.0.0.0 до 191.255.255.255
С 110 24 8 2 21 2 8 от 192.0.0.0 до 223.255.255.255
Д 1110 Не определено и зарезервировано на будущее Не определено и зарезервировано на будущее Не определено и зарезервировано на будущее Не определено и зарезервировано на будущее 224. 0.0.0 – 239.255.255.255
Е 1111 Не определено и зарезервировано на будущее Не определено и зарезервировано на будущее Не определено и зарезервировано на будущее Не определено и зарезервировано на будущее 240.0.0.0 до 255.255.255.255

Следующая темаРазница между топологией шины и топологией кольца

← предыдущая
следующий →

Что такое адрес IPv4 и его роль в сети?

IPv4 или Интернет-протокол версии 4, адрес представляет собой 32-битную строку чисел, разделенных точками. Он однозначно идентифицирует сетевой интерфейс в устройстве. IP является частью пакета TCP/IP (протокол управления передачей/Интернет-протокол), где IP является основным набором правил для связи в Интернете. IP-адрес должен быть назначен устройствам, таким как ПК, принтеры, серверы, маршрутизаторы, коммутаторы и т. д., чтобы иметь возможность общаться друг с другом в сети и в Интернете.

 

Формат адреса IPv4

Адреса IPv4 выражаются в виде набора из четырех чисел в десятичном формате, каждый набор отделяется точкой. Таким образом, термин «десятичный формат с точками». Каждый набор называется «октетом», потому что набор состоит из 8 бит. На рисунке ниже показан двоичный формат каждого октета в IP-адресе 192.168.10.100:

 

Число в октете может находиться в диапазоне от 0 до 255. Таким образом, полное адресное пространство IPv4 изменяется от 0.0.0.0 до 255.255. .255.255. Адрес IPv4 состоит из двух частей: сетевой части и хостовой части. Маска подсети используется для идентификации этих частей.

 

Сетевая часть

Сетевая часть IPv4-адреса находится слева от IP-адреса. Он указывает конкретную сеть, к которой принадлежит адрес IPv4. Сетевая часть адреса также определяет класс IP-адреса адреса IPv4.

Например, у нас есть IPv4-адрес 192.168.10.100 и маска подсети /24. /24 просто означает, что первые 24 бита, начиная с левой стороны, являются сетевой частью адреса IPv4. Оставшиеся 8 бит из 32 битов будут частью хоста.

 

Хост-часть

Хост-часть IPv4-адреса однозначно идентифицирует устройство или интерфейс в вашей сети. Хосты, имеющие одинаковую сетевую часть, могут взаимодействовать друг с другом напрямую, без необходимости маршрутизации трафика.

 

Назначение IPv4-адреса

Адрес Интернет-протокола может быть назначен хостам или интерфейсам вручную или динамически.

  • Статическая — статический IP-адрес выставляется вручную на устройстве. Рекомендуется устанавливать статические IP-адреса на сетевых устройствах, таких как маршрутизаторы и коммутаторы, а также на серверах.
  • Динамический — динамический IP-адрес может быть автоматически назначен устройству через протокол динамической конфигурации хоста (DHCP). Динамические IP-адреса лучше всего использовать на конечных устройствах, таких как ПК.

 

Типы IPv4-адресов

У нас есть два типа IP-адресов, а именно общедоступные IP-адреса и частные IP-адреса.

This entry was posted in Популярное