IPv4 — что это такое и как работает

Весь интернет может работать благодаря IP адресам, которые приписываются абсолютно каждому устройству в сети, будь то локальная, по сути закрытая сеть и, конечно же, глобальная всемирная паутина.

Чтобы у каждого такого устройства была возможность идентифицировать себя, нужен был определенный формат приписываемых им адресов, и первым таким стал — интернет протокол IPv4.

Продолжаем тему работы глобальной паутины, из прошлого материала вы могли узнать про TCP протокол, сейчас же мы рассмотрим другой — IPv4, зачем он нужен и какие функции выполняет.

IPv4 — что это такое?

IPv4 — это четвертая версия интернет протокола IP адресов. Отвечает за формирование и вида айпи и является по сути основой для обслуживания сети. Именно эта версия стала очень популярной и востребованной, все благодаря понятному формату ИП-адресов и легкости их запоминания. Полностью расшифровывается, как — Internet Protocol version 4.

Используется в стеке протоколов TCP/IP. Позволяет создавать 4.3 миллиарда адресов, что довольно много. Но, к сожалению, к нашему времени и этого количества стало не хватать, поэтому, как приемнику этого протокола был создан новый — IPv6.

На данный момент является основной версией интернет протокола, который обслуживает весь интернет. Ведь переход на IPv6 стоит огромных денег, ресурсов и времени.

Данная версия протокола была прописана в документе RFC 791 в сентябре 1981 года, пришедшем на смену RFC 760, 80 года.

IPv4 адреса

Данный протокол использует IP размером в 32 бита, т.е. размером всего в 4 байта. Структурой он представляет — четыре числа в десятичном формате от 0 до 255 разделенных точками. В каждом таком числе 1 байт или 8 бит.

Слева некоторое количество чисел указывает на сеть, в которой находится данный адрес, а, с правой стороны на идентификатор самого устройства, расположенного в ней. Граница может находится где угодно между этими 32 битами. Например, первые 21 бит могут означать сеть, а оставшиеся 11 указывать на сам хост (устройство) внутри нее. Все это считается в двоичной системе счисления.

Хоть мы обычно и пишем такой айпи в десятичной системе счисления, но он может быть представлен и в другом формате:

С точкой:

  • В десятичном: 176.57.209.9
  • В двоичном: 10110000.00111001.11010001.00001001
  • В восьмеричном: 0260.0071.0321.0011
  • В шестнадцатеричном: 0xb0.30×9.0xd1.0x09

Без точки:

  • В десятичном: 2956579081
  • В двоичном: 10110000001110011101000100001001
  • В восьмеричном: 026016350411
  • В шестнадцатеричном: 0xb039d109

Классы IP адресов

Всего существует 5 классов IP:

Классовая адресация

Устаревшая технология, которая на данный момент не используется. Раньше применялась для распределения айпи. Но, так, как их количество ограничено, да и сама технология довольно негибкая — то от нее отказались.

Технология попросту не давала гибкости в распределении разных айпи, если, например, дали вам сеть 128.54.0.0/16 — то все, именно в ней надо располагать все устройства и разбить ее на несколько ну никак не получится. А если, например, на предприятии есть несколько независимых отделов и надо им сделать отдельные подсети? То придется запрашивать новые IPv4-адреса.

Или, например, нам нужно всего 6 айпи на всю компанию, естественно нам бы дали сеть класса C. Но в ней аж 254 айпи (2 убираем). Зачем нам столько, нам нужно то всего 6. А платить по сути придется больше, да и айпи будут пропадать впустую. Данную проблему отлично решила бесклассовая адресация.

Бесклассовая адресация (CIDR)

Сейчас используется CIDR (classless inter domain routing), т.е. бесклассовая адресация, которая позволяет гибко управлять пространством IP, без жестких рамок классовой адресации. С помощью нее можно создавать сети из нужного количества адресов. Кроме этого, одна большая сеть может включать в себя несколько мелких, которые также, могут быть разбиты на другие. Все это благодаря введению дополнительной метрики — маски подсети.

Например, есть сеть — 128.54.0.0/16, ее нужно разбить на 4 подсети. Просто берем третий по счету байт (октет) в хостовой части в двоичной системе и заимствуем у него первые 2 бита, потому что, 2 во 2-й степени дает 4. Значит префикс получается 16 + 2 = 18. Вот такие соответственно получаются подсети.

1: 128.54.0.0/18
2: 128.54.64.0/18
3: 128.54.128.0/18
4: 128.54.192.0/18

Чтобы было еще более понятно, переведем 128.54.0.0 в двоичный вид. Два бита могут принимать 4 разных значения это: 00, 01, 10, 11. Меняем теперь у айпи первые 2 бита у третьего по счету байта, а затем переводим все обратно в десятичную систему счисления.

1: 10000000.00110110.00000000.00000000 — 128.54.0.0
2: 10000000.00110110.01000000.00000000 — 128.54.64.0
3: 10000000.00110110.10000000.00000000 — 128.54.128.0
4: 10000000.00110110.11000000.00000000 — 128.54.192.0

Маска обычно указывается, после самого IPv4 адреса — после слеша «/» ставится число обозначающее битовую маску подсети, например, 14.12.17.0/24.

Само число после слеша, означает количество старших битов в маске подсети. Мы знаем, что IP в формате IPv4 состоит из 32 бит, маской являются старшие 24 бита, значит для возможных для использования адресов остается всего 8 бит (32 — 24 = 8). 2 в 8 степени — это 256 возможных адресов. А если бы мы, например, указали маску в 18 бит, то было бы: 32 — 18 = 14. 2 в 14 степени — это уже 16 384 вариантов.

Важно знать, что количество возможных хостов всегда будет меньше ровно на 2, т.к. первый будет идентификатором сети, а второй будет широковещательным.

Зарезервированные IP адреса

В формате IPv4 есть целый ряд айпи, которые уже зарезервированы. Вот их список:

В заключение

Попытался объяснить все, как можно более понятнее, чтобы вы точно разобрались. Заходите еще — будет еще много уроков по компьютерной грамотности и интересных статей на тему интернет технологий.

Интернет как среда обитания
Пожалуйста, оцените: Так себеНиже среднегоСреднеОчень даже неплохо!Отлично! Супер! 5,00 из 5, голосов 1
Загрузка...
Рассказать друзьям
Похожие записи
Комментарии - 0:

Оставить комментарий

=) 
8) 
:( 
*THUMBS UP* 
:bye: 
%) 
*YAHOO* 
*ROSE* 
:cry: 
*UNKNOWN* 
;) 
:-D 
*OK* 
*CRAZY* 
*NO* 
*IN LOVE* 
*BRAVO* 
=-O 
*SORRY* 
*HELP* 
*LOL* 
*DANCE* 
:-! 
:P 
*PARDON* 
*KISSED* 
*JOKINGLY* 
:-[ 
[:-} 
:-* 
*DRINK*