IPv4

IP означает Интернет протокол, который используется для доставки датаграмм между хостами в сети. Как правило, это способ, с помощью которого данные будут отправляться с одного компьютерного устройства на другое через Интернет. IPv4 является четвертой версией Интернет-протокола, которая была адаптирована и в настоящее время широко используется для передачи данных по различным типам сетей.[1] Он считается одним из основных протоколов стандартизированных методов межсетевого взаимодействия в интернете и является первой версией, которая была внедрена в производство во время ARPANET. IP означает протокол, который основан на сетях с пакетной коммутацией, так же как и Ethernet. Он обеспечивает логическое соединение между различными сетевыми устройствами, обеспечивая идентификацию для каждого устройства.

Функциональность

IPv4 использует 32-битную схему адресов, позволяющую использовать от 2 до 32 адресов или чуть более 4 миллиардов адресов.[2] Это основано на модели "лучшее усилие". Модель обеспечивает исключение дублирования поставок. Все эти аспекты решаются на верхнем транспортном уровне. Эта версия IP-адреса используется в качестве основы интернета и устанавливает все правила и положения для компьютерных сетей, которые функционируют по принципу пакетного обмена. Ответственность этого протокола заключается в установлении соединений между компьютерными устройствами, серверами и мобильными устройствами, которые основаны на IP-адресах. При обмене информацией в IPv4 она осуществляется с помощью IP-пакетов. IP-пакет разделен на два больших поля, а именно заголовок и поле данных. Поле данных используется для передачи важной информации, а заголовок содержит все функции протокола.

IPv4 функционирует на сетевом уровне стека протоколов TCP или IP. Его основной задачей в основном является передача блоков данных от узла отправки к узлу назначения, где отправители и получатели являются компьютерами, которые однозначно идентифицированы по адресам Интернет-протокола. Хорошим моментом в IP-адресе является то, что он используется в качестве уникального идентификатора для вычислительных устройств, подключенных к локальной сети или Интернету. Обычно он используется для адресации и передачи данных по сети. Без этого устройство не может определить, где на самом деле передаются данные. Все устройства, работающие по сети, такие как компьютерные устройства, сетевые принтеры, телефоны, серверы и т.д., действительно нуждаются в собственном сетевом адресе.

Адреса IP несколько похожи на паспортные данные. IPv4-адреса, в большинстве случаев, записываются способом с 4 десятичными числами от 0 до 255 и разделены точкой.

Например: 172.128.1.2.

Существует минимальный адрес и максимальный адрес; возможный минимальный адрес - 0.0.0.0.0, а максимальный - 255.255.255.255.255. Без этого IP-адреса устройство не будет идентифицировано в сети и не сможет обмениваться информацией с другими устройствами в частной или публичной сети.

Кроме того, эта версия IP-адреса работает на сетевом уровне модели OSI и на уровне интернета модели TCP или IP. Это дает IP-адресу ответственность за идентификацию узла на основе логических адресов и маршрутизацию данных между ними по основной сети. Этот IP-адрес, имеющий 3-уровневый протокол, получает сегменты данных с 4-го уровня, которым является транспорт, и делит их на так называемый пакет. IP-пакет инкапсулирует блок данных, полученный с вышестоящего уровня, и добавляет свою собственную информацию заголовка.[3]

Компоненты

Ниже приведены две части IP-адреса, основанные на оригинальной конструкции IPv4:

Идентификатор сети

Это часть IP-адреса, которая используется для идентификации отдельных лиц или различных устройств в сети, точно так же, как и локальная сеть или Интернет. Это конструкция, обеспечивающая безопасность сети и связанных с ней ресурсов. Это самый значительный октет адреса.

Идентификатор хоста

Это относится к названию, которое объявлено в хостовой программе.

Режимы адресации

Ниже перечислены три различных типа режимов адресации, поддерживаемых протоколом IPv4:

Одноадресный режим адресации

Этот адрес помогает идентифицировать уникальный узел сети. Это просто относится к одному отправителю и одному получателю, хотя он может быть использован как для отправки, так и для получения. В этом режиме данные будут отправляться только на один узел назначения. Поле адреса назначения содержит 32-битный IP-адрес узла назначения. Это наиболее распространенная форма обращения к Интернет-протоколу.[4]

Режим адресации широковещания

Это сетевой адрес, по которому все устройства, подключенные к коммуникационной сети с множественным доступом, будут иметь возможность получать диаграммы. Сообщение, которое будет отправлено на широковещательный адрес, может быть получено всеми подключенными к сети узлами. В этом режиме пакет адресован всем узлам сегмента сети. Поле адреса назначения имеет специальный широковещательный адрес. Когда узел увидит пакет в сети, он обязательно его обработает.

Режим многоадресной адресации

В IPv4 это определяется наиболее значимой моделью 1110. Сюда входят адреса от 224.0.0.0.0 до 239.255.255.255.255. Этот режим представляет собой сочетание двух предыдущих режимов. В этом пакете адрес назначения содержит специальный адрес, который начинается с 224.x.x.x и может использоваться более чем одним узлом. С ростом Интернета действительно ожидается, что количество неиспользуемых адресов IPv4 закончится, потому что каждому устройству, такому как компьютеры, смартфоны, игровые консоли или устройства, подключающиеся к Интернету, понадобится адрес.[5]

История

Современные интернет-протоколы, включенные в современные системы, используют более сложные и запутанные технологии, основанные на разработках протокола NCP (Программа сетевого управления) ARPANET (Advanced Research and Project Agency Network). Винтон Серф и Роберт Кан известны как предки протокола TCP/IP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol).[6] Работая с TCP, IP был представлен как датаграмма, которая не полагалась на подключенный протокол, а содержала заголовок и полезную нагрузку. Заголовок шифрует адреса источника и назначения пакета данных, в то время как полезная нагрузка переносит фактические данные. Серф и Кан сотрудничали с Министерством обороны США в опросе первой основной версии IP-адреса, которая до сих пор широко используется - IPv4.[7]

В частности, IPv4 был впервые применен в 1983 году для производства ARPANET. IPv4 описан в публикации IETF RFC 791 в 1981 г., заменяющей более раннее определение, данное в 1980 г. Однако правительство США пришло к пониманию того, что IPv4 адрес представляет собой ограниченный набор адресов, всего около 4 миллиардов возможных комбинаций, для 7 миллиардов человек в мире, и начало с более новой версии, которая в настоящее время интегрируется в существующие сети - 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 ↩︎