Διεύθυνση Διαδικτυακού Πρωτοκόλλου

Παράδειγμα

Ας υποθέσουμε ότι ένας φίλος μας θέλει να μας συναντήσει, αλλά δεν γνωρίζει τη διεύθυνσή μας. Ζητάει τη διεύθυνσή μας και τότε δίνουμε τη διεύθυνσή μας όπως 02, Vidyapuri Road, Supaul, Bihar, Ινδία. Αφού δώσουμε τη διεύθυνση, μπορεί εύκολα να εντοπίσει τη διεύθυνσή μας. Το ίδιο γίνεται και στην περίπτωση του διαδικτύου. Σε κάθε δίκτυο ανατίθεται μια διεύθυνση.

Ποιος κατανέμει τη διεύθυνση IP

Η IANA (Αρχή Εκχώρησης Αριθμών Διαδικτύου) κατανέμει τη διεύθυνση IP. Η IANA είναι υπεύθυνη για το σύστημα διευθύνσεων IP

Πώς μοιάζει μια διεύθυνση IP

Η διεύθυνση IP είναι ένας μακρύς δυαδικός αριθμός, αποτελούμενος από μονάδες και μηδενικά. Μια διεύθυνση IPv4 έχει μήκος 32 δυαδικά ψηφία (ή bits). Μια IPv6 έχει μήκος 128 bits, επιτρέποντας τη χρήση πολύ περισσότερων διευθύνσεων IP. Οι διευθύνσεις IP γράφονται συνήθως σε μορφή αναγνώσιμη από τον άνθρωπο, όπου 8 bit ομαδοποιούνται σε μια οκτάδα. Οι διευθύνσεις IPv4 γράφονται συνήθως ως ομάδα τεσσάρων αριθμών. Κάθε αριθμός μπορεί να πάρει μια τιμή από 0 έως 255. Οι διευθύνσεις IPv6 γράφονται ως ομάδα οκτώ δεκαεξαδικών αριθμών. Πολλές διευθύνσεις Ipv6 περιέχουν πολλά μηδενικά. Υπάρχουν ειδικοί κανόνες που λένε ότι σε ορισμένες περιπτώσεις, αυτά τα μηδενικά δεν χρειάζεται να γράφονται.

Δημόσιες και ιδιωτικές διευθύνσεις

Ορισμένες διευθύνσεις IP μπορούν να εκχωρηθούν ελεύθερα στο τοπικό δίκτυο. Δεδομένου ότι δεν είναι μοναδικές, δεν δρομολογούνται στο διαδίκτυο. Οι διευθύνσεις που μπορούν να εκχωρηθούν ελεύθερα ονομάζονται ιδιωτικές διευθύνσεις IP, ενώ οι διευθύνσεις που είναι μοναδικές ονομάζονται δημόσιες. Για να δρομολογηθεί, μια ιδιωτική διεύθυνση πρέπει να μεταφραστεί σε δημόσια. Αυτή η διαδικασία μετάφρασης μεταξύ ιδιωτικών και δημόσιων διευθύνσεων ονομάζεται μετάφραση διευθύνσεων δικτύου ή NAT. Οι δρομολογητές και τα τείχη προστασίας συχνά εκτελούν επίσης αυτό το έργο.

Επίτευξη μίας ή περισσότερων συσκευών

Υπάρχουν τρεις διαφορετικοί τύποι διευθύνσεων:

• Unicast διευθύνσεις: Η διεύθυνση εκχωρείται σε μια συγκεκριμένη συσκευή. Αυτή είναι η πιο συνηθισμένη περίπτωση, οι περισσότερες διευθύνσεις είναι unicast διευθύνσεις.
• Διευθύνσεις εκπομπής: απευθύνονται σε όλους τους υπολογιστές στο ίδιο δίκτυο. Υπάρχουν ορισμένες περιπτώσεις στις οποίες αυτό είναι χρήσιμο, για παράδειγμα για την αυτόματη λήψη μιας νέας διεύθυνσης. Ο αποστολέας στέλνει τα δεδομένα μία φορά και οι συσκευές που χρησιμοποιούνται για τη δρομολόγηση των δεδομένων δημιουργούν αντίγραφα, ανάλογα με τις ανάγκες.
• Διευθύνσεις πολλαπλής διανομής: Αυτή η περίπτωση είναι παρόμοια με την περίπτωση εκπομπής παραπάνω: Ορισμένες συσκευές ενδιαφέρονται να λάβουν ορισμένα δεδομένα και το δίκτυο αντιγράφει τα δεδομένα ανάλογα με τις ανάγκες. Η μεγάλη διαφορά σε σχέση με την παραπάνω περίπτωση εκπομπής είναι ότι όλες οι συσκευές που είναι συνδεδεμένες στο δίκτυο εκπομπής βλέπουν τα δεδομένα που αποστέλλονται με τη χρήση εκπομπής. Με την πολυεκπομπή, οι συσκευές πρέπει να εγγραφούν για να δουν ένα συγκεκριμένο περιεχόμενο. Οι συσκευές στο ίδιο δίκτυο που δεν έχουν εγγραφεί δεν θα δουν το περιεχόμενο.

Λήψη νέας διεύθυνσης IP

Υπάρχουν διάφοροι τρόποι για να αποκτήσετε μια νέα διεύθυνση IP και να μην μπλοκάρεστε πλέον για βανδαλισμό. Ένας από αυτούς ονομάζεται Πρωτόκολλο εκκίνησης (συνήθως συντομεύεται σε BOOTP). Η συσκευή που χρειάζεται μια νέα διεύθυνση, δεν γνωρίζει σε ποιο δίκτυο βρίσκεται, οπότε χρησιμοποιεί μια διεύθυνση IP με όλα τα μηδενικά (0.0.0.0.0) την οποία στέλνει ως εκπομπή στο τρέχον δίκτυο, σε μια ειδική θύρα. Επιπλέον, στέλνει τη διεύθυνση MAC της κάρτας δικτύου, συν έναν τυχαίο αριθμό 4 byte. Ο διακομιστής BOOTP θα στείλει μια απάντηση, επίσης ως εκπομπή, που απευθύνεται σε μια διαφορετική θύρα. Η απάντηση θα περιέχει τη διεύθυνση mac του πελάτη, τον τυχαίο αριθμό και τη διεύθυνση IP του πελάτη. Όταν ο πελάτης λάβει τα δεδομένα, θα ορίσει τη διεύθυνση που έχει καθοριστεί. Εάν ο διακομιστής BOOTP έχει ρυθμιστεί με αυτόν τον τρόπο, θα στείλει επίσης τη διεύθυνση IP και το όνομα κεντρικού υπολογιστή του διακομιστή BOOTP, το όνομα και τη διαδρομή προς ένα αρχείο που πρέπει να φορτωθεί για να εκκινήσει ο πελάτης (χρησιμοποιώντας TFTP) ή το όνομα ενός καταλόγου, τον οποίο ο πελάτης πρέπει να προσαρτήσει χρησιμοποιώντας NFS.

Το DHCP επεκτείνει το BOOTP και επιτρέπει την αποστολή περισσότερων πληροφοριών, όπως η διεύθυνση ενός διακομιστή ώρας ή πληροφορίες που είναι χρήσιμες για τη δρομολόγηση.

Οι διευθύνσεις IP που λαμβάνονται αυτόματα μπορεί να είναι δυναμικές ή στατικές. Η στατική διευθυνσιοδότηση σημαίνει ότι το ίδιο μηχάνημα θα λαμβάνει πάντα την ίδια διεύθυνση IP. Με τις δυναμικές διευθύνσεις, μια συσκευή θα λάβει την επόμενη διεύθυνση που δεν χρησιμοποιείται. Οι δυναμικές διευθύνσεις που χρησιμοποιούνται πρέπει να επανεξετάζονται από καιρό σε καιρό. Εάν δεν ανανεωθούν, μπορούν να χρησιμοποιηθούν για άλλες συσκευές.

Έκδοση IP 4

Με το IPv4, κάθε διεύθυνση αποτελείται από τέσσερις 8ψήφιους δυαδικούς αριθμούς, που ονομάζονται οκτάδες. Μια διεύθυνση IPv4 είναι συνολικά 32 bit. Ο μεγαλύτερος αριθμός που μπορεί κανείς να φτιάξει με 8 κανονικά ψηφία είναι 99.999.999, αλλά ο μεγαλύτερος αριθμός που μπορεί κανείς να φτιάξει με 8 δυαδικά ψηφία είναι 255 (1111111111 σε δυαδικά), οπότε κάθε οκτάδα μπορεί να είναι οποιοσδήποτε αριθμός από το 0 έως το 255.

Μια διεύθυνση IPv4 θα μπορούσε να μοιάζει κάπως έτσι:

198.51.100.137

Κάθε οκτάδα μετατρέπεται στη δεκαδική της μορφή και διαχωρίζεται με τελεία.

Επίσης, υπάρχουν ειδικές σημασίες που συνδέονται με δύο διαφορετικούς αριθμούς λήξης. Σε γενικές γραμμές, ο τελευταίος αριθμός 0 αντιπροσωπεύει το δίκτυο (ονομάζεται διεύθυνση βάσης) και ο τελευταίος αριθμός 255 αντιπροσωπεύει όλους τους κεντρικούς υπολογιστές στο δίκτυο (ονομάζεται διεύθυνση εκπομπής). Οι υπολογιστές που βρίσκονται στο ίδιο τοπικό δίκτυο μοιράζονται 3 από τους 4 αριθμούς. Ένας υπολογιστής μπορεί να βρίσκεται σε περισσότερα από ένα δίκτυα. Μπορεί επίσης να έχει διάφορα ονόματα.

Δημόσιες/ιδιωτικές διευθύνσεις

Το πρόβλημα με το IPv4 είναι ότι επιτρέπει μόνο 4,3 δισεκατομμύρια διευθύνσεις και τις έχουμε σχεδόν όλες χρησιμοποιήσει. Για να καθυστερήσει αυτό, δημιουργήθηκε η μετάφραση διευθύνσεων δικτύου (NAT). Με τη μετάφραση διευθύνσεων δικτύου ένα δίκτυο μοιράζεται μια δημόσια διεύθυνση IP και δίνει σε κάθε υπολογιστή στο δίκτυο μια ιδιωτική διεύθυνση IP. Όλοι όσοι ζουν στο ίδιο σπίτι χρησιμοποιούν την ίδια διεύθυνση, αλλά η αλληλογραφία μπορεί να προορίζεται για πολλούς διαφορετικούς ανθρώπους που ζουν στο σπίτι.

Ειδικές διευθύνσεις IP

Υπάρχουν ορισμένες διευθύνσεις IP που προορίζονται για ειδικούς σκοπούς. Για παράδειγμα, η διεύθυνση 127.0.0.1 ονομάζεται διεύθυνση Loopback και θα "επαναφέρει" κάθε πακέτο που αποστέλλεται σε αυτή τη διεύθυνση πίσω στον υπολογιστή που το έστειλε, όπως η αποστολή αλληλογραφίας στον εαυτό σας. Αν και αυτό μπορεί να μη φαίνεται χρήσιμο, χρησιμοποιείται για τον έλεγχο διακομιστών.

Δίκτυο

Μπορεί να οριστεί ως η προσδιορίζει την κατηγορία του δικτύου

Host Part

Μπορεί να οριστεί ως ο προσδιορίζει τον κεντρικό υπολογιστή στο δίκτυο

Στατική διεύθυνση IP

Πρόκειται για μια μόνιμη διεύθυνση διαδικτύου. Δεν μπορεί να αλλάξει σε αυτό θα πρέπει να ρυθμίσετε χειροκίνητα. Χρησιμοποιείται σε μικρότερα δίκτυα όλοι οι διακομιστές χρησιμοποιούν στατικές IP. Είναι ένας απλός τρόπος επικοινωνίας.

Δυναμική διεύθυνση IP

(Δυναμικό σημαίνει διαρκώς μεταβαλλόμενο)

Πρόκειται για μια προσωρινή διεύθυνση διαδικτύου. Εκχωρείται από έναν διακομιστή DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) από ένα συγκεκριμένο εύρος διευθύνσεων IP.

Υποδικτύωση IPv4

Για να λειτουργήσει ένα δίκτυο ταχύτερα, χωρίζεται σε υποδίκτυα. Για να γίνει αυτό, μια διεύθυνση IP περιέχει ένα αναγνωριστικό δικτύου, ένα αναγνωριστικό υποδικτύου και ένα αναγνωριστικό κεντρικού υπολογιστή. Ένας ειδικός δυαδικός αριθμός που ονομάζεται μάσκα υποδικτύου χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό του μεγέθους των αναγνωριστικών δικτύου, υποδικτύου και κεντρικού υπολογιστή.

Το αρχικό IPv4 υποστήριζε μόνο 254 δίκτυα, οπότε το 1981 η προδιαγραφή διευθυνσιοδότησης του Διαδικτύου άλλαξε σε μια αρχιτεκτονική δικτύου με κλάσεις. Η ταξική αρχιτεκτονική δικτύου επέτρεπε μεγαλύτερο αριθμό μεμονωμένων δικτύων. Τα τρία πρώτα ψηφία μιας διεύθυνσης IP καθόριζαν την κλάση της. Τρεις κλάσεις (A, B και C) καθορίστηκαν για την κανονική επικοινωνία υπολογιστών (Unicast). Το μέγεθος του αναγνωριστικού δικτύου βασιζόταν στην κλάση της διεύθυνσης IP. Κάθε κλάση χρησιμοποιούσε περισσότερες οκτάδες για το αναγνωριστικό δικτύου, καθιστώντας το αναγνωριστικό κεντρικού υπολογιστή μικρότερο και μειώνοντας τον αριθμό των πιθανών κεντρικών υπολογιστών.

Τα ταξικά δίκτυα έχουν αντικατασταθεί από το Classless Inter-Domain Routing (CIDR) από το 1993. Το CIDR παρέχει επίσης μια διεύθυνση δικτύου και μια διεύθυνση κεντρικού υπολογιστή. Το CIDR δεν έχει κλάσεις, πράγμα που σημαίνει ότι τα μεγέθη των διευθύνσεων δικτύου και κεντρικού υπολογιστή δεν χρειάζεται να είναι σε οκτάδες.

Μια διεύθυνση IPv4 σε συμβολισμό CIDR έχει την εξής μορφή

192.168.0.14/24

Η κάθετος και ο αριθμός αντιπροσωπεύουν το πλήθος των bit που χρησιμοποιεί το αναγνωριστικό δικτύου, στην προκειμένη περίπτωση 24 ή 3 οκτάδες.

Έκδοση IP 6

Επειδή το IPv4 είναι μόνο 32 bit, ο αριθμός των διαθέσιμων διευθύνσεων θα εξαντληθεί. Για να αποφευχθεί αυτό, ένας οργανισμός που ονομάζεται Ινστιτούτο Ηλεκτρολόγων και Ηλεκτρονικών Μηχανικών (IEEE) δημιούργησε την έκδοση IP 6 (IPv6), η οποία τελικά θα αντικαταστήσει το IPv4.

Η έκδοση IP 6 χρησιμοποιεί 16 οκτάδες, ή 128 bit συνολικά. Τα οκτάδες στο IPv6 γράφονται δεκαεξαδικά και χωρίζονται με άνω και κάτω τελεία (:). Μια διεύθυνση IPv6 μπορεί να μοιάζει ως εξής:

2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334

Μια διεύθυνση IPv6 μπορεί να είναι μεγάλη και αυτό μπορεί να οδηγήσει σε λάθη κατά την πληκτρολόγησή της στον υπολογιστή ή την καταγραφή της. Υπάρχουν δύο τρόποι με τους οποίους μια διεύθυνση IPv6 μπορεί να γίνει μικρότερη χωρίς να παραλείπεται τίποτα:

• Τα κορυφαία μηδενικά μπορούν να παραλειφθούν: 2001:0db8:00b8:0008:0000:0000:0000:0001 becomes 2001:db8:b8:8:0:0:0:1
• Οποιοσδήποτε αριθμός διαδοχικών, μηδενικών "τμημάτων" μπορεί να συμπιεστεί σε απλά ::. Αυτό μπορεί να γίνει μόνο μία φορά στην ίδια διεύθυνση: 2001:0db8:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0001 θα μπορούσε να γραφτεί ως 2001:db8::1

DNS

DNS σημαίνει Domain Name System

Ονομάζεται επίσης διακομιστής υπηρεσιών. Βασίζεται στην αρχιτεκτονική δικτύου πελάτη-εξυπηρετητή. Περιέχει μια βάση δεδομένων με δημόσιες διευθύνσεις IP. Το DNS είναι σαν τηλεφωνικός κατάλογος.

Άλλες εκδόσεις

Οι εκδόσεις πριν από το IPv4 ήταν πειραματικές και δεν χρησιμοποιήθηκαν ποτέ ευρέως. Η έκδοση 5 χρησιμοποιήθηκε αποκλειστικά για το Internet Stream Protocol, το οποίο επίσης δεν χρησιμοποιήθηκε ποτέ ευρέως.