Главная страница / 37. Сервисы Интернета: 37.2. IP-адрес и доменный...
37.2. IP-адрес и доменный адрес
| ← 37.1. Глобальная сеть Интернет | 37.3. Протокол HTTP → |
Навигация по разделу:
Каждый компьютер, подключенный к Интернету, должен иметь IP-адрес. Этот адрес может быть постоянным или динамически временным.
IP (англ. Internet Protocol – межсетевой протокол) – маршрутизируемый сетевой протокол, основа стека протоколов TCP/IP.
Суть протокола IP состоит в том, что у каждого участника Всемирной сети должен быть свой уникальный адрес (IP-адрес). Без этого нельзя говорить о точной доставке TCP -пакетов на нужное рабочее место. Структура IP-адреса зависит от версии протокола – IPv4 или IPv6, о чем мы поговорим ниже. IP-адрес содержит информацию, по которой каждый компьютер, через который проходит какой-либо TCP-пакет, может определить, кому надо переслать пакет. В результате TCP-пакет достигает адресата.
Решением вопроса выбора пути занимаются маршрутизаторы. Роль маршрутизатора в Сети может выполнять как специализированный компьютер, так и специальная программа, работающая на узловом сервере сети.
37.2.1. IPv4. Классы IP-адресов
В современной сети Интернет используется IP четвертой версии, также известный как IPv4. В протоколе IP этой версии каждому узлу сети ставится в соответствие IP-адрес длиной 4 октета (иногда говорят «байта», подразумевая распространенный восьмибитовый минимальный адресуемый фрагмент памяти ЭВМ). При этом компьютеры в подсетях объединяются общими начальными битами адреса. Количество этих бит, общее для данной подсети, называется маской подсети.
Максимальное количество адресов для IPv4 отражено в табл. 37.1.
Таблица 37.1. Количество адресов IPv4
| Класс IP-адреса | Десятичное представление первого октета | Двоичное представление первого октета | Количество адресов |
|---|---|---|---|
| A |
1-126 | 00000001-01111110 | 16 777 214 |
| B |
128-191 | 10000000-10111111 | 65 534 |
| C |
192-223 | 11000000-11011111 | 254 |
Достаточно скоро адресов стало не хватать. Поэтому выделили так называемые публичные («белые», «внешние») и локальные («серые», «внутренние») адреса.
Публичные (внешние) адреса указаны в табл. 37.2.
Таблица 37.2. Публичные адреса IPv4
| Интервал IP адресов |
|---|
| От 1.0.0.0 до 9.255.255.255 От 11.0.0.0 до 126.255.255.255 |
| От 128.0.0.0 до 172.15.255.255 От 172.32.0.0 до 191.255.255.255 |
| От 192.0.0.0 до 192.167.255.255 От 192.169.0.0 до 223.255.255.255 |
Локальные адреса указаны в табл. 37.3.
Таблица 37.3. Локальные адреса IPv4
| Интервал локальных IP адресов |
|---|
| От 10.0.0.0 до 10.255.255.255 |
| От 172.16.0.0 до 172.31.255.255 |
| От 192.168.0.0 до 192.168.255.255 |
За пределами локальной сети виден только компьютер с публичным адресом. Компьютер с локальным адресом устанавливает связь с внешним миром через сервер, на котором работает служба NAT.
NAT (Network Address Translation – преобразование сетевых адресов) – механизм в сетях TCP/IP, позволяющий преобразовывать IP-адреса транзитных пакетов. Преобразование адресов методом NAT может производиться почти любым маршрутизирующим устройством – маршрутизатором, сервером доступа, межсетевым экраном. Суть механизма состоит в замене адреса источника (source) при прохождении пакета в одну сторону и обратной замене адреса назначения (destination) в ответном пакете. Наряду с адресами source/destination могут также заменяться номера портов source/destination.
NAT позволяет сэкономить IP-адреса, транслируя несколько внутренних IP-адресов в один внешний публичный IP-адрес, предотвратить или ограничить обращение снаружи ко внутренним хостам, оставляя возможность обращения изнутри наружу.
37.2.2. Переход на IPv6
Однако количества адресов IPv4 стало не хватать даже с учетом возможности использования локальных адресов и технологии NAT:
- резко возросло число пользователей Интернета, связанное, в том числе, и с увеличением численности населения планеты;
- увеличилось число точек доступа в Интернет, с появлением сотовой связи само понятие «точки доступа» трансформировалось в понятие «зоны покрытия»;
- появилось большое количество мобильных устройств с возможностью выхода в Интернет;
- поставлена задача возможности объединения в сеть любого бытового устройства – не говоря уже об устройствах связи.
В настоящее время происходит переход на адреса IPv6.
Формат IPv6- адреса
x:x:x:x:x:x:x:x, где x – 16-ичное число
Правила написания адреса IPv6:
- строчные и прописные буквы неразличимы;
- начальные нули можно опускать;
- последовательные группы нулей можно сокращенно записывать как :: – но только один раз для каждого адреса.
Примеры.
- 2031:000:130F:000:000:09C0:876A:130B можно представить как 2031::130f::9c0:876a:130b, но недопустимо представление 2031::130f::9c0:876a:130b;
- FF01:0:0:0:0:0:0:1 можно записать как FF01::1;
- 0:0:0:0:0:0:0:1 можно записать как ::1.
Сравнение IPv4 и IPv6 отображает табл. 37.4.
Таблица 37.4. Сравнение IPv4 и IPv6
| IPv4 | IPv6 | |
| Длина адреса | 4 октета 11000000.10101000.11001001.0111000 |
16 октетов 11010001.11011100.11001001.01110001.11010001.11011100.11001100.01110001. 11010001.11011100.11001001.01110001.11010001.11011100.11001001.01110001 |
| Пример адреса | 192.168.201.113 | A524:72D3:2C80:DD02:0029:EC7A:002B:EA73 |
| Максимальное количество | 4 294 467 295 IP адресов | 3,4 x 1038 IP адресов |
Как видно из табл. 37.4, IPv6 использует другую систему адресации в сравнении с IPv4. Переход на IPv6 позволяет резко увеличить адресное пространство.
IPv6 обладает также следующими преимуществами:
- возможно оперативное подключение мобильных устройств (масштабируемость);
- в IPv6 используется функция автоконфигурации подключаемых устройств (Plug-and-Play);
- появляется возможность встраивания в глобальную сеть практически любого устройства с таким адресом;
- не используется технология NAT ;
- используются более простые заголовки;
- может осуществляться более эффективная маршрутизация (скорость);
- не используется режим «широкого вещания» (бродкастинга);
- нет контроля сумм.
Типы IPv6 адресов.
Каждый интерфейс (каждое устройство) имеет уникальный адрес, который может служить адресом одновременно нескольких типов (например, глобальным, зарезервированным, локальным).
Можно устраивать обмен информацией один-ко-многим (one-to-many), что обеспечивает более эффективное использование сети.
К нескольким устройствам можно обращаться по одному адресу (any cast), такие устройства должны предоставлять одинаковый сервис. После получения запроса маршрутизатор решает, какое из ближайших устройств выбрать.
Перевод сетей на новую систему адресации.
Некоторое время придется использовать двойную систему адресации для одного устройства. Уже сейчас такая двойная система используется маршрутизаторами. Поэтому нет необходимости установки определенного дня перехода на новую систему адресации.
| ← 37.1. Глобальная сеть Интернет | 37.3. Протокол HTTP → |