Каждое присоединенное к цифровой сети устройство имеет уникальный идентификатор. Самые распространенные сети, в том числе и Интернет, работают по протоколу TCP/IP (IP — Internet Protocol), и этот однозначно определяющий устройство код называют IP-адресом.
Содержание
Обзор и история IP адреса
С начала 80х годов и до наших дней сложились два стандарта IP-адресации: IPv4 и IPv6. Первым для идентификации устройств стали использовать IP версии 4, привычный нам сейчас, но имеющий существенное ограничение. Максимальная длина адреса в 32 бита позволяет адресовать лишь около 4 миллиардов абонентов, и этот лимит был быстро исчерпан. Развитием стандарта стала версия 6, известная как IPv6. Так что такое IP адрес?
IP адрес IPv4
Каждое устройство, способное работать в IP-сетях имеет IPv4-адрес. Выглядит он в традиционном представлении как четыре числа, разделенные точками, каждое от 0 до 255, которые называются октетами, так как в двоичном представлении являются восемью битами. Например, «192.168.0.1». Пакет данных, пересылаемый по IP-сети, имеет особую область, называемую заголовком, в котором отображается информация об отправителе и получателе этих данных, заданная IP-адресом.
Существует несколько видов зарезервированных адресов:
- 127.0.0.1 — обратная петля, представляет адрес локального интерфейса
- х.х.х.0 — адрес целой сети
- х.х.х.255 — широковещательный адрес. Пакеты, адресованные этому интерфейсу, получат все абоненты указанной сети.
Весь диапазон адресов разделен на несколько классов, от A до E. Для этого 4 октета адреса разделены на код класса (первый 1, 2, 3 или 4 бита), адрес сети и адрес хоста в этой сети. В каждом классе был выделен диапазон адресов, доступный для использования в частных подсетях. Для примера, «10.x.x.x» и «192.168.x.x», являющиеся частями сетей классов А и С соответственно.
Уже к концу 80х годов прошлого века такой подход к разделению адресного пространства стал демонстрировать потенциальные проблемы истощения массива доступных адресов. К 2011 году региональным регистраторам был выделен последний блок адресов и началась программа планового перехода на новый стандарт адресации, IPv6.
IP адрес IPv6
Для преодоления затруднений, с которыми столкнулся Интернет при использовании протокола IP и стандарта IPv4 в 1996 году был принят новый, улучшенный и расширенный протокол IPv6. За счет использования 128 бит вместо 32 удалось обеспечить беспрецедентный размер пула доступных адресов, более 300 млн. идентификаторов на каждого жителя планеты. Дополнительно, стандарт предусматривает многоадресное вещание, поддержку сверхбольших пакетов и приоритет траффика, что открывает новые возможности для цифровой связи, потокового видеовещания и интерактивных приложений.
Сам адрес представляет собой восемь групп по 4 шестнадцатеричных символа, разделенных символом двоеточия, например, «2001:cdba::3257:9652». Большие группы нулей могут быть пропущены. Кроме того, как и в стандарте четвертой версии, адреса делятся на служебные подгруппы:
- Unicast — одноадресные. Привычный вид адреса одного хоста.
- Anycast — особый адрес, определяющий целую группу интерфейсов, и предназначенный для устройств маршрутизации. Пакеты, переданные на такой адрес, попадут на ближайший с точки зрения роутера хост.
- Multicast — аналогичны широковещательным адресам IPv4.
Технологии связанные с IP адресами
Для корректной работы протокола разработаны несколько прикладных технологий, упрощающих тот или иной аспект функционирования.
Для автоматической раздачи IP-адресов создан DHCP, протокол динамической настройки узла. На специальном сервере хранится информация о подключенных к сети компьютерах и при обнаружении нового абонента ему передается ему информация о свободном IP-адресе и других настройках, включая маску подсети, шлюзы и вспомогательные адреса. Это исключает возникновение конфликта адресов, когда два разных узла имеют один IP-идентификатор.
Технология DNS позволяет привязать удобное человекочитаемое символьное имя к соответствующему IP. Например, адресу 74.125.224.212 сопоставляется привычное нам «google.com».
