IPv4

IP oznacza protokół internetowy, który służy do dostarczania datagramów pomiędzy hostami w sieci. Zazwyczaj jest to metoda, za pomocą której dane będą przesyłane z jednego urządzenia komputerowego do innego urządzenia komputerowego przez Internet. IPv4 jest czwartą wersją protokołu internetowego, który został zaadaptowany i jest obecnie szeroko stosowany w komunikacji danych w różnych rodzajach sieci.[1] Jest on uważany za jeden z podstawowych protokołów standardowych metod pracy z sieciami internetowymi i była to pierwsza wersja, która została wdrożona do produkcji w czasie ARPANET. IP oznacza protokół, który opiera się na sieciach warstwy z komutacją pakietów, podobnie jak Ethernet. Zapewnia logiczne połączenie pomiędzy różnymi urządzeniami sieciowymi, zapewniając identyfikację każdego urządzenia.

Funkcjonalność

IPv4 wykorzystuje 32-bitowy schemat adresów, który pozwala na łączne wykorzystanie 2 do zasilania 32 adresów lub nieco ponad 4 miliardów adresów.[2] Opiera się on na modelu "Best-effort". Model upewnia się, że unika się podwójnej dostawy. Wszystkie te aspekty są obsługiwane przez górną warstwę transportu. Ta wersja IP jest wykorzystywana jako podstawa Internetu i ustanawia wszystkie zasady i przepisy dla sieci komputerowych, które funkcjonują na zasadzie wymiany pakietów. Zadaniem tego protokołu jest ustanowienie połączeń pomiędzy urządzeniami komputerowymi, serwerami i urządzeniami mobilnymi, które oparte są na adresach IP. Wymiana informacji w protokole IPv4 odbywa się za pomocą pakietów IP. Pakiet IP jest podzielony na 2 duże pola, mianowicie nagłówek i pole danych. Pole danych służy do przenoszenia ważnych informacji, podczas gdy nagłówek zawiera wszystkie funkcje protokołu.

IPv4 działa na warstwie sieciowej stosu protokołów TCP lub IP. Jego głównym zadaniem jest głównie przesyłanie bloków danych z hosta wysyłającego do hosta docelowego, gdzie nadawcy i odbiorcy są komputerami, które są jednoznacznie identyfikowane przez adresy protokołu internetowego. Dobrą stroną adresu IP jest to, że jest on używany jako unikalny identyfikator dla urządzeń komputerowych podłączonych do sieci lokalnej lub Internetu. Jest on zazwyczaj używany do adresowania i przesyłania danych przez sieć. Bez tego urządzenie nie jest w stanie określić, gdzie naprawdę transmituje dane. Wszystkie urządzenia pracujące w sieci, takie jak urządzenia komputerowe, drukarki sieciowe, telefony, serwery i inne naprawdę potrzebują własnego adresu sieciowego.

Adresy IP są nieco podobne do danych paszportowych. Adresy IPv4 są w większości przypadków zapisywane w sposób z czterema cyframi dziesiętnymi od 0 do 255 i oddzielone kropką.

Na przykład: 172.128.1.2.

Istnieje adres minimalny i adres maksymalny; możliwy adres minimalny to 0.0.0.0.0, a możliwy adres maksymalny to 255.255.255.255. Bez tego adresu IP urządzenie nie zostanie zidentyfikowane w sieci lub nie będzie w stanie wymieniać informacji z innymi urządzeniami w sieci prywatnej lub publicznej.

Ponadto, ta wersja IP działa w warstwie sieciowej modelu OSI oraz w warstwie internetowej modelu TCP lub IP. To nakłada na IP odpowiedzialność za identyfikację hosta w oparciu o adresy logiczne i przekierowanie danych pomiędzy nimi lub pomiędzy nimi przez sieć bazową. Ten IP, który ma protokół 3-warstwowy, pobiera segmenty danych z 4-warstwowej warstwy, która jest transportowana i dzieli ją na tzw. pakiet. Pakiet IP zawiera jednostkę danych otrzymaną z powyższej warstwy i dodaje własne informacje z nagłówka.[3]

Elementy składowe

Poniżej przedstawiono dwie części adresu IP, oparte na oryginalnym wzorze IPv4:

Identyfikator sieci

Jest to część adresu IP, która jest używana do identyfikacji osób lub różnych urządzeń w sieci, podobnie jak sieć lokalna lub Internet. Jest to projekt mający na celu zapewnienie bezpieczeństwa sieci i związanych z nią zasobów. Jest to najważniejszy oktet adresu.

Identyfikator gospodarza

Odnosi się to do nazwy zadeklarowanej w programie hosta.

Tryby adresowania

Poniżej przedstawiono trzy różne tryby adresowania obsługiwane przez protokół IPv4:

Tryb adresowania Unicast

Adres ten pomaga zidentyfikować unikalny węzeł sieci. Odnosi się to po prostu do jednego nadawcy i jednego odbiornika, choć może być używany zarówno w wysyłaniu, jak i odbieraniu. W tym trybie dane będą wysyłane tylko do jednego docelowego hosta. Pole adresu docelowego ma 32-bitowy adres IP hosta docelowego. Jest to najbardziej rozpowszechniona forma adresowania protokołu internetowego.[4]

Tryb adresowania programów radiowych i telewizyjnych

Odnosi się to do adresu sieciowego, pod którym wszystkie urządzenia podłączone do sieci komunikacyjnej z wieloma dostępami będą mogły odbierać schematy. Wiadomość, która zostanie wysłana na adres nadawczy, może zostać odebrana przez wszystkie hosty podłączone do sieci. W tym trybie pakiet jest adresowany do wszystkich hostów w danym segmencie sieci. Pole adresu docelowego ma specjalny adres nadawczy. Kiedy gospodarz zobaczy pakiet w sieci, jest zobowiązany do jego przetworzenia.

Tryb adresowania Multicast

W IPv4 jest to zdefiniowane przez najbardziej znaczący wzorzec 1110. Obejmuje to adresy od 224.0.0.0.0 do 239.255.255.255.255. Ten tryb jest połączeniem dwóch poprzednich trybów. Z tym pakietem, adres docelowy zawiera specjalny adres, który zaczyna się od 224.x.x.x.x i może być obsługiwany przez więcej niż jednego hosta. Wraz z rozwojem Internetu, naprawdę oczekuje się, że liczba niewykorzystanych adresów IPv4 w końcu się skończy, ponieważ każde urządzenie, takie jak komputery, smartfony i konsole do gier lub te, które łączą się z Internetem, będzie wymagało adresu.[5]

Historia

Obecne protokoły internetowe włączone do nowoczesnych systemów wykorzystują bardziej złożone i skomplikowane technologie, które opierają się na osiągnięciach protokołu ARPANET (Advanced Research and Project Agency Network) NCP (Network Control Program). Vinton Cerf i Robert Kahn są znani jako przodkowie TCP/IP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol).[6] Pracując z TCP, IP został wprowadzony jako datagram, który nie opierał się na podłączonym protokole, ale zamiast tego zawierał nagłówek i ładunek. Nagłówek zakodował adresy źródłowe i docelowe pakietu danych, podczas gdy ładunek zawierał rzeczywiste dane. Cerf i Kahn współpracowali z amerykańską agencją Departamentu Obrony przy tworzeniu pierwszej głównej wersji IP, która jest nadal szeroko stosowana - IPv4.[7]

Dokładniej mówiąc, IPv4 został po raz pierwszy zastosowany w 1983 r. do produkcji w ARPANET. IPv4 jest opisany w publikacji IETF RFC 791 w 1981 r. zastępującej wcześniejszą definicję z 1980 r. Rząd USA zdał sobie jednak sprawę, że adres IPv4 przedstawia ograniczony zestaw adresów, jedynie około 4 mld możliwych kombinacji, dla 7 mld ludzi na świecie i rozpoczął pracę nad nowszą wersją, która jest obecnie integrowana z istniejącymi sieciami - IPv6.


  1. https://www.techopedia.com/definition/5367/internet-protocol-version-4-ipv4 ↩︎

  2. https://www.webopedia.com/DidYouKnow/Internet/ipv6_ipv4_difference.html ↩︎

  3. https://www.tutorialspoint.com/ipv4/ipv4_quick_guide.htm ↩︎

  4. https://www.techopedia.com/definition/2464/unicast-address ↩︎

  5. https://www.webopedia.com/DidYouKnow/Internet/ipv6_ipv4_difference.html ↩︎

  6. https://www.colocationamerica.com/blog/history-of-ip-address-part-2-tcp-ip ↩︎

  7. https://www.colocationamerica.com/ip-services/ipv4.htm ↩︎