Třídy adres IP: popis, funkce a klasifikace

Každý ví, že připojení k internetu probíhají za účasti síťových adres. Každé zařízení v síti má vlastní "ip". Ale co je v praxi? Jak jsou definovány a co znamenají třídy adres IP?

Správa přiřazených internetových čísel (IANA) je zodpovědná za správu distribuce adres IP na celém světě. V rámci kontroly IANA existuje pět regionálních internetových registrů (RIR), které distribuují bloky IP poskytovatelům internetových služeb (ISP) a dalším důvěryhodným organizacím.

Aby se systémy mohly navzájem najít v distribuovaném prostředí, jsou uzlům dány adresy, které jednoznačně identifikují konkrétní síť, v níž je systém umístěn, a provádějí zpětné rozpoznávání. Když jsou kombinovány, výsledkem je celosvětově jedinečný identifikátor.

Jak to vypadá?

Tato adresa, známá jako "ip", je kód sestávající z čísel oddělených třemi tečkami, které rozpoznávají určitý počítač na Internetu. Jedná se o 32-bitové binární číslo, které se skládá ze dvou výše uvedených podadres (identifikátorů), které příslušně rozpoznávají síť a hostitelský počítač s podmíněnou hranicí, která je odděluje. Obvykle se zobrazuje jako 4 oktety čísel 0-255, reprezentované desetinnou formou namísto binárního.

Například 168.212.226.204 je 32bitové binární číslo 10101000.11010100.11100010.11001100. Binární číslo je velmi důležité, protože určuje třídu, do které patří adresa IP.

Umístění hranice mezi sítí a hostitelskými částmi identifikátoru IP se určuje pomocí masky podsítě. Jedná se o 32-bitové binární číslo, které působí jako filtr, když je aplikováno na podobnou "ip". Srovnáním masky podsítě s ním mohou systémy určit, která z nich patří do sítě a která část patří hostiteli. V každém případě má bit nastavený na "1" a základní bit v "ip" je součástí síťové adresy. V každém případě, když je maska ​​podsítě nastavena na hodnotu "0", přidružený bit je součástí identifikátoru hostitele. Dnes používané adresování IP je založeno na těchto pravidlech. Třídy adres IP mají také jasnou strukturu, která je uvedena níže.

Jaká je budoucnost?

Velikost sítě je funkcí počtu bitů používaných k identifikaci hostitelské části adresy. Pokud maska ​​podsítě označuje, že pro hlavní část bloku adres je použito 8 bitů, pro tuto konkrétní síť není k dispozici více než 256 identifikátorů hostitele. Pokud indikuje, že pro hostitelskou část je použito 16 bitů, lze použít maximálně 65 536 možných možností. Tato data určují třídy sítí podle adres IP.

Vzhledem k rychlému růstu internetu a souvisejících technologií není používání IPv4 v dlouhodobém horizontu stabilní. V polovině devadesátých let byla vyvinuta nová metoda protokolu IPv6, která k tomuto účelu používá 128 bitů. Technologie nové generace se i nadále vyvíjí, i když pomalu.

Kde jsou uvedeny adresy sítě?

Internetový protokol je definován v dokumentu RFC 791: Internet Protocol, který byl publikován v roce 1981. Je určen pro použití v počítačové síti s přepojováním paketů a zajišťuje přenos datových paketů (definovaných jako datagramy) ze zdrojových zařízení příjemcům.

Zdrojová a cílová zařízení jsou identifikována adresou s pevnou délkou definovanou protokolem. Specifikace také bere v úvahu fragmentaci dat a opětovné sloučení delších bloků podle potřeby. Specifikace a třídy adres IP se netýkají spolehlivosti dat, řízení toku, konzistence, kvality služeb apod. Tyto aspekty jsou řešeny pomocí technologií jako TCP (Transmission Control Protocol).

Jak to funguje?

Klíčovým mechanismem používaným při definici "ip" jsou: druh služby, doba provozu, parametry a kontrolní součet hlaviček. Typ služby se používá k označení kvality požadované služby, kterou směrovače (nebo brány) mají používat k výběru parametrů přenosu platných v síti nebo k předávání informací.

Běhový čas udává horní hranici, jak dlouho by měl být datagram nebo datový paket odeslán do poruchy. Parametry umožňují provádět funkce správy pro určité sítě, například směrování ad hoc, zabezpečení nebo časové razítka, ale nejsou nutné pro standardní komunikaci. Kontrolní součet hlavičky se používá k zajištění správného přenosu datového paketu.

Poskytovatel internetových služeb (ISP) obvykle přidělí statickou (vždy stejnou) nebo dynamickou adresu (změní se při každém přihlášení). Celkově se na světě používá přibližně 4,3 miliardy IP. Typy připojení jsou přímo závislé na tom, v jaké třídě je v nich použita adresa IP.

Typy "ip"

Třídy adres IP jsou jejich původní organizační strukturou. Každý z nich určuje maximální velikost potenciálu pro počítačovou síť. Třída adres určuje, který z jejích konkrétních bitů bude použit pro identifikaci sítě, určení hostitelského počítače a ID hostitele a také určuje celkový počet povolených připojení pro každou síť. Celkem je stanoveno celkem 5 společných tříd adres IP: A, B, C, D a E.

Třída A se používá pro sítě s velkým počtem běžných hostitelů, B je určen pro použití v sítích středního a velkého rozsahu, C - pro malé lokální sítě. D a E jsou pro multicastové a experimentální účely. Jak zjistit třídu IP adresy? Za tímto účelem věnujte pozornost prvnímu oktetu, tj. Desetinné hodnotě prvních čtyř bajtů.

A

Adresy třídy A mají vždy první bit nastavený na hodnotu "0". Vzhledem k tomu, že tyto sítě mají 8bitovou síťovou masku, pomocí přední nuly opustí pouze 7 bitů pro síťovou část adresy a to umožňuje až 128 možných čísel v rozsahu od 0.0.0.0 do 127.0.0.0. Za zmínku stojí, že číslo 127.xxx je vyhrazeno pro zpětnou vazbu, která se používá pro interní testování v místním počítači.

B

Adresy IP třídy T vždy mají první bit nastavený na hodnotu "1" a druhý na hodnotu "0". Vzhledem k tomu, že mají 16bitovou síťovou masku, pomocí vzorového vzorku opustí 14 bitů síťové části adresy. To umožňuje používat maximálně 16 384 čísel sítě, počínaje 128.0.0.0 a končit 191.255.0.0.

C

V identifikátorech C jsou první dva bity nastaveny na "1" a třetí na "0". Vzhledem k tomu, že mají 24bitovou síťovou masku, zanechá 21 bitů síťové části adresy, což umožňuje použít až 2 097 152 adres, v rozsahu od 192.0.0.0 do 223.255.255.0.

D

Adresy třídy D se používají pro multicastové aplikace. V nich jsou první tři bity nastaveny na "1" a jejich čtvrté na "0". Jsou 32bitové a to znamená, že všechny hodnoty v rozmezí 224.0.0.0 - 239.255.255.255 se používají k jedinečné identifikaci skupin multicast. V prostoru třídy D neexistují žádné hostitelské adresy, jelikož všichni hostitelé ve skupině sdílejí společný ip pro příjemce.

E

Adresy E jsou definovány jako experimentální, které jsou vyhrazeny pro účely budoucích testů. Nikdy nebyly registrovány nebo používány standardním způsobem. Jejich první oktet je v rozmezí od 240 do 255. Tento rozsah je vyhrazen IETF a připojení je podobné verzi D. Protože to není v hlavních třídách adres IP, speciální adresy IP E nesmí být přiřazeny hostitelským zařízením.

Pro větší srozumitelnost je lepší zobrazovat tato data v strukturované podobě.

Taková tabulka tříd adres IP pomáhá s přesností určit typ připojení a "ip", které se v něm používají.

Jaká je aktualizovaná technologie?

IETF identifikoval problém s rychlým vyčerpáním adresového prostoru před několika desetiletími. Navzdory vynálezu o bezdomovectví se odhadovalo, že pro splnění dlouhodobých potřeb je nutný nový protokol. IPv6 je navržen jako další standard, který byl propuštěn v roce 1995. Výsledný adresový prostor se zvýšil z 32 na 128 bitů (16 oktetů), což výzkumníci považovali za přiměřenou, přinejmenším pro střednědobé požadavky na růst internetu.

Další řešení

Po vynalezení Domain Name System (DNS) bylo zřejmé, že použití tříd pro identifikátory by omezilo škálovatelnost Internetu. Jako výsledek, IETF publikoval RC 1518 a 1519 v roce 1993 definovat metodu beztřídového směrování datových paketů. Nejnovější definice tohoto standardu nastala v roce 2006 v souladu s RFC 4632. Adresování bez tříd bylo zavedeno jako efektivnější způsob využití síťového prostoru ve srovnání se současným systémem. Při použití této technologie se "ip" považuje za 32bitový proud, kde hranice mezi identifikací sítě a hostitele může být v libovolné bitové pozici. Jeho síťová část je určena číslem 1, které se v masce podsítě vztahuje na celou adresu. Maska podsítě se lokálně používá na hostitech připojených k síti a nikdy se nepřenáší v datovém paketu nebo datagramu.