Klasy adresów IP: opis, cechy i klasyfikacja

Wszyscy wiedzą, że połączenia internetowe występują z udziałem adresów sieciowych. Każde urządzenie w sieci ma swoje własne "ip". Ale co to jest w praktyce? Jak są zdefiniowane i co oznaczają klasy adresów IP?

Zarządzanie przydzielonymi numerami internetowymi (IANA) jest odpowiedzialne za zarządzanie dystrybucją adresów IP na całym świecie. W ramach kontroli IANA istnieje pięć regionalnych rejestrów internetowych (RIR), które rozpowszechniają bloki IP na rzecz dostawców usług internetowych (ISP) i innych zaufanych organizacji.

Aby systemy mogły się odnaleźć w środowisku rozproszonym, węzły otrzymują adresy jednoznacznie identyfikujące daną sieć, w której znajduje się system, i wykonujące rozpoznawanie odwrotne. Gdy zostaną połączone, wynikiem jest globalnie unikalny identyfikator.

Jak to wygląda?

Ten adres, zwany "ip", jest kodem składającym się z liczb rozdzielonych trzema kropkami, które rozpoznają określony komputer w Internecie. Jest to 32-bitowa liczba binarna składająca się z dwóch pod-adresów (identyfikatorów) wspomnianych powyżej, które rozpoznają odpowiednio sieć i hosta z warunkową granicą oddzielającą je. Jest zwykle wyświetlany jako 4 oktety liczb od 0-255, reprezentowane w postaci dziesiętnej zamiast binarnej.

Na przykład 168.212.226.204 jest 32-bitową liczbą binarną 10101000.11010100.11100010.11001100. Liczba binarna jest bardzo ważna, ponieważ określa klasę, do której klasy należy adres IP.

Lokalizacja granicy między siecią a częściami hosta identyfikatora ip jest określana przy użyciu maski podsieci. Jest to 32-bitowa liczba binarna, która działa jak filtr, gdy jest stosowana do podobnego "ip". Porównując maskę podsieci z nią, systemy mogą określić, która część należy do sieci i która część należy do hosta. W każdym przypadku bit ustawiono na "1", a bit podstawowy w "ip" jest częścią adresu sieciowego. W każdym przypadku, gdy maska ​​podsieci jest ustawiona na "0", powiązany bit jest częścią identyfikatora hosta. Adresowanie IP używane dzisiaj opiera się na tych zasadach. Klasy adresów IP również mają jasną strukturę, która jest wskazana poniżej.

Jaka jest przyszłość?

Rozmiar sieci jest funkcją liczby bitów używanych do identyfikacji części adresu hosta. Jeśli maska ​​podsieci wskazuje, że w głównej części bloku adresu użyto 8 bitów, nie ma więcej niż 256 identyfikatorów hosta dla tej konkretnej sieci. Jeśli wskazuje, że 16 bitów jest używanych dla części hosta, można zastosować maksymalnie 65 536 możliwych wyborów. Dane te określają klasy sieci według adresów IP.

Biorąc pod uwagę szybki rozwój Internetu i powiązanych technologii, korzystanie z IPv4 w długim okresie nie jest stabilne. W połowie lat 90. opracowano nową metodę IPv6, która wykorzystuje 128 bitów do tego celu. Technologia nowej generacji ewoluuje do dziś, aczkolwiek powoli.

Gdzie są wymienione adresy sieciowe?

Protokół internetowy jest zdefiniowany w RFC 791: Internet Protocol, opublikowanym w 1981 roku. Jest przeznaczony do użytku w sieci komputerowej z komutacją pakietów i zapewnia przesyłanie pakietów danych (zdefiniowanych jako datagramy) z urządzeń źródłowych do odbiorców.

Urządzenia źródłowe i docelowe są identyfikowane za pomocą adresu o stałej długości zdefiniowanego przez protokół. Specyfikacja uwzględnia również fragmentację danych i ponowne łączenie dłuższych bloków w razie potrzeby. Specyfikacje i klasy adresów IP nie odnoszą się do niezawodności danych, kontroli przepływu, spójności, jakości usług itp. Aspekty te są obsługiwane za pomocą technologii takich jak TCP (Transmission Control Protocol).

Jak to działa?

Kluczowym mechanizmem stosowanym w definicji "ip" są: rodzaj usługi, czas działania, parametry i suma kontrolna nagłówka. Typ usługi jest używany do wskazania jakości wymaganej usługi, którą routery (lub bramki) powinny wykorzystywać do wyboru parametrów transmisji mających zastosowanie do sieci lub do przekazywania informacji.

Czas działania wskazuje górną granicę czasu, przez jaki datagram lub pakiet danych powinien być wysyłany do awarii. Parametry umożliwiają wykonywanie funkcji zarządzania dla niektórych sieci, takich jak routing ad hoc, zabezpieczenia lub sygnatury czasowe, ale nie są wymagane do standardowej komunikacji. Suma kontrolna nagłówka jest używana w celu zapewnienia prawidłowej transmisji pakietu danych.

Dostawca usług internetowych (ISP) zwykle przypisuje statyczny (zawsze taki sam) lub dynamiczny adres (zmienia się przy każdym logowaniu). Łącznie na świecie wykorzystuje się około 4,3 miliarda IP. Rodzaje połączeń są bezpośrednio zależne od klasy, której używa się w nich adresu IP.

Rodzaje "ip"

Klasy adresów IP są ich oryginalną strukturą organizacyjną. Każdy z nich określa maksymalny rozmiar potencjału sieci komputerowej. Klasa adresu określa, które z jej określonych bitów będą używane do identyfikacji sieci, aby określić komputer hosta i identyfikator hosta, a także określa łączną liczbę połączeń dozwolonych dla każdej sieci. Tworzy się pięć wspólnych klas adresów IP: A, B, C, D i E.

Klasa A jest używana dla sieci o bardzo dużej liczbie wspólnych hostów, B jest przeznaczona do stosowania w sieciach średnich i dużych, C - dla małych sieci lokalnych. D i E służą odpowiednio do celów rozsyłania grupowego i eksperymentalnych. Jak określić klasę adresu IP? Aby to zrobić, należy zwrócić uwagę na jego pierwszy oktet, czyli wartość w postaci dziesiętnej pierwszych czterech bajtów.

A

Adresy klasy A zawsze mają pierwszy bit ustawiony na "0". Ponieważ takie sieci mają 8-bitową maskę sieci, użycie wiodącego zera pozostawia tylko 7-bitową część sieciową adresu, a to pozwala na maksymalnie 128 możliwych liczb, w zakresie od 0.0.0.0 do 127.0.0.0. Warto zauważyć, że numer 127.xxx jest zarezerwowany dla sprzężenia zwrotnego, który jest używany do wewnętrznego testowania na komputerze lokalnym.

B

Adresy IP klasy B zawsze mają pierwszy bit ustawiony na "1", a drugi na "0". Ponieważ mają 16-bitową maskę sieci, użycie wzorca wzorca pozostawia 14 bitów dla części sieciowej adresu. Umożliwia to użycie maksymalnie 16 384 numerów sieci, zaczynając od 128.0.0.0, a kończąc na 191.255.0.0.

C

W identyfikatorach C pierwsze dwa bity są ustawione na "1", a ich trzecie na "0". Ponieważ mają 24-bitową maskę sieciową, pozostawia to 21 bitów dla części sieciowej adresu, co umożliwia zastosowanie do 2.097.152 adresów, od 192.0.0.0 do 223.255.255.0.

D

Adresy klasy D są używane w aplikacjach multiemisji. W nich pierwsze trzy bity są ustawione na "1", a ich czwarte - na "0". Są 32-bitowe, a to oznacza, że ​​wszystkie wartości w zakresie 224.0.0.0 - 239.255.255.255 są używane do jednoznacznej identyfikacji grup multiemisji. W przestrzeni klasy D nie ma adresów hostów, ponieważ wszystkie hosty w obrębie grupy mają wspólny adres IP dla odbiorcy.

E

Adresy E są zdefiniowane jako eksperymentalne, które są zarezerwowane dla przyszłych celów testowych. Nigdy nie były rejestrowane ani używane w standardowy sposób. Ich pierwszy oktet mieści się w przedziale od 240 do 255. Zakres ten jest zarezerwowany przez IETF, a połączenie jest podobne do wersji D. Ponieważ nie jest zawarte w głównych klasach adresów IP, specjalne adresy IP E nie mogą być przypisywane do urządzeń hosta.

Dla większej przejrzystości lepiej jest przedstawić te dane w ustrukturyzowanej formie.

Taka tabela klas adresów IP pomaga w dokładnym określeniu typu połączenia i użytego w nim "ip".

Jaka jest zaktualizowana technologia?

IETF zidentyfikował problem z szybkim wyczerpywaniem się przestrzeni adresowej kilka dekad temu. Pomimo wynalezienia adresowania bezklasowego, oszacowano, że wymagany jest nowy protokół w celu zaspokojenia potrzeb długoterminowych. IPv6 został zaprojektowany jako następny standard, który został wydany w 1995 roku. Powstała przestrzeń adresowa została zwiększona z 32 do 128 bitów (16 oktetów), co naukowcy uznali za wystarczającą, przynajmniej dla średnioterminowego wzrostu Internetu.

Inne rozwiązanie

Po wynalezieniu systemu nazw domen (DNS) stało się jasne, że użycie klas dla identyfikatorów ograniczy skalowalność Internetu. W rezultacie, IETF opublikował RC 1518 i 1519 w 1993 r., Aby zdefiniować bezklasowy sposób routingu pakietów danych. Najnowsza definicja tego standardu wystąpiła w 2006 r. Zgodnie z RFC 4632. Wprowadzono adresowanie klasy "ip" bez użycia klas jako bardziej efektywny sposób wykorzystania przestrzeni sieciowej w porównaniu z obecnym systemem. Podczas korzystania z tej technologii "ip" jest traktowane jako strumień 32-bitowy, w którym granica między identyfikacją sieci i hosta może znajdować się w dowolnej pozycji bitowej. Jego część sieciowa jest określona przez liczbę 1, która w masce podsieci odnosi się do całego adresu. Maska podsieci jest używana lokalnie na hostach podłączonych do sieci i nigdy nie jest przesyłana w pakiecie danych lub datagramie.