IP adrese

Piemērs

Pieņemsim, ka kāds no mūsu draugiem vēlas ar mums tikties, bet nezina mūsu adresi. Viņš jautā par mūsu adresi un tad mēs norādām savu adresi, piemēram, 02, Vidyapuri Road, Supaul, Bihāra, Indija. Pēc adreses norādīšanas viņš vai viņa var viegli atrast mūsu adresi. Tas pats notiek arī internetā. Katram tīklam ir piešķirta adrese.

Kas piešķir IP adresi

IP adresi piešķir IANA (Internet Assigned Numbers Authority). IANA ir atbildīga par IP adresēšanas sistēmu

Kā izskatās IP adrese

IP adrese ir garš binārais skaitlis, kas sastāv no vienādojumiem un nullēm. IPv4 adrese ir 32 bināro ciparu (jeb bitu) gara. IPv6 ir 128 bitu gara, kas ļauj izmantot daudz vairāk IP adrešu. IP adreses parasti tiek rakstītas cilvēkam lasāmā formā, kur 8 biti ir sagrupēti vienā oktetē. IPv4 adreses parasti tiek rakstītas kā četru ciparu grupa. Katram skaitlim var būt vērtība no 0 līdz 255. IPv6 adreses tiek rakstītas kā astoņu sešciparu skaitļu grupa. Daudzās IPv6 adresēs ir daudz nullīšu. Pastāv īpaši noteikumi, kas nosaka, ka noteiktos gadījumos šīs nulles nav jāraksta.

Publiskās un privātās adreses

Noteiktas IP adreses vietējā tīklā var piešķirt brīvi. Tā kā tās nav unikālas, tās netiek maršrutētas internetā. Adreses, kuras var piešķirt brīvi, sauc par privātām IP adresēm, bet tās, kuras ir unikālas, sauc par publiskām. Lai privāto adresi varētu maršrutēt, tā ir jāpārtulko publiskajā adresē. Šo privāto un publisko adrešu tulkošanas procesu sauc par tīkla adrešu translāciju jeb NAT. Šo uzdevumu bieži veic arī maršrutētāji un ugunsmūri.

Sasniegt vienu vai vairākas ierīces

Ir trīs dažādi adrešu veidi:

• Uniraides adreses: Adrese ir piešķirta vienai konkrētai ierīcei. Šis ir visbiežāk sastopamais gadījums, lielākā daļa adrešu ir vienvirziena adreses.
• Apraides adreses: adresē visus datorus tajā pašā tīklā. Atsevišķos gadījumos tas ir lietderīgi, piemēram, lai automātiski iegūtu jaunu adresi. Sūtītājs nosūta datus vienu reizi, un ierīces, kas tiek izmantotas datu maršrutēšanai, pēc vajadzības izveido kopijas.
• Daudzraides adreses: Šis gadījums ir līdzīgs iepriekš minētajam apraides gadījumam: Dažas ierīces ir ieinteresētas saņemt noteiktus datus, un tīkls tos kopē pēc vajadzības. Liela atšķirība no iepriekš minētā apraides gadījuma ir tā, ka visas ierīces, kas pieslēgtas apraides tīklam, redz datus, kas nosūtīti, izmantojot apraidi. Izmantojot daudzkārtējo pārraidīšanu, ierīcēm ir jāpiesakās, lai redzētu konkrēto saturu. Tajā pašā tīklā esošās ierīces, kas nav abonētas, saturu neredzēs.

Jaunas IP adreses iegūšana

Ir dažādi veidi, kā iegūt jaunu IP adresi un vairs netikt bloķētam par vandālismu. Vienu no tiem sauc par Bootstrap protokolu (parasti saīsināti BOOTP). Ierīce, kurai nepieciešama jauna adrese, nezina, kurā tīklā tā atrodas, tāpēc tā izmanto IP adresi ar visām nullēm (0.0.0.0.0), ko tā nosūta kā apraidi uz pašreizējo tīklu, izmantojot īpašu portu. Turklāt tā nosūta tīkla kartes MAC adresi un 4 baitu nejaušu skaitli. BOOTP serveris nosūtīs atbildi, arī kā apraidi, kas adresēta citam portam. Atbildē būs klienta MAC adrese, izlases skaitlis un klienta IP adrese. Kad klients saņems datus, tas iestatīs norādīto adresi. Ja BOOTP serveris ir šādi konfigurēts, tas nosūtīs arī BOOTP servera IP adresi un uzņēmēja nosaukumu, faila, kas ielādējams, lai ielādētu klientu (izmantojot TFTP), nosaukumu un ceļu līdz tam, vai direktorija nosaukumu, kas klientam jāpievieno, izmantojot NFS.

DHCP paplašina BOOTP un ļauj nosūtīt vairāk informācijas, piemēram, laika servera adresi vai maršrutēšanai noderīgu informāciju.

Automātiski iegūtās IP adreses var būt dinamiskas vai statiskas. Statiskā adresēšana nozīmē, ka viena un tā pati iekārta vienmēr saņems vienu un to pašu IP adresi. Izmantojot dinamiskās adreses, ierīce saņems nākamo neizmantoto adresi. Dinamiskās adreses, kas tiek izmantotas, laiku pa laikam jāpārskata. Ja tās netiek atjaunotas, tās var izmantot citām ierīcēm.

IP versija 4

Izmantojot IPv4, katra adrese sastāv no četriem 8 ciparu binārajiem skaitļiem, ko sauc par oktetiem. IPv4 adreses kopējais garums ir 32 biti. Lielākais skaitlis, ko var izveidot ar 8 parastajiem cipariem, ir 99 999 999 999, bet lielākais skaitlis, ko var izveidot ar 8 binārajiem cipariem, ir 255 (1111111111 binārajā rakstā), tāpēc katrs oktets var būt jebkurš skaitlis no 0 līdz 255.

IPv4 adrese varētu izskatīties šādi:

198.51.100.137

Katrs oktets tiek pārvērsts decimālskaitļos un atdalīts ar punktu.

Ar diviem dažādiem beigu skaitļiem ir saistītas arī īpašas nozīmes. Kopumā pēdējais skaitlis 0 apzīmē tīklu (to sauc par bāzes adresi), bet pēdējais skaitlis 255 apzīmē visus saimniekdatorus šajā tīklā (to sauc par apraides adresi). Datoriem, kas atrodas vienā lokālajā tīklā, ir kopīgi 3 no 4 cipariem. Dators var būt vairāk nekā vienā tīklā. Tam var būt arī vairāki nosaukumi.

Publiskās/privātās adreses

IPv4 problēma ir tā, ka tajā ir tikai 4,3 miljardi adrešu, un mēs jau gandrīz visas esam izmantojuši. Lai to aizkavētu, tika izveidota tīkla adrešu tulkošana (NAT). Tīkla adrešu tulkojums paredz, ka tīklā ir viena kopīga publiskā IP adrese un katram datoram tīklā tiek piešķirta privāta IP adrese. Visi, kas dzīvo vienā mājā, izmanto vienu un to pašu adresi, bet pasts var būt paredzēts vairākiem dažādiem mājā dzīvojošiem cilvēkiem.

Īpašas IP adreses

Dažas IP adreses ir rezervētas īpašiem mērķiem. Piemēram, adresi 127.0.0.0.1 sauc par cilpas atpakaļceļa adresi (Loopback Address), un uz šo adresi nosūtītās paketes "atgriežas" atpakaļ datoram, kas tās nosūtījis, piemēram, sūtot pastu sev. Lai gan tā var šķist nelietderīga, to izmanto, lai pārbaudītu serverus.

Tīkls

To var definēt kā tā identificē tīkla klasi.

Uzņēmēja daļa

To var definēt kā tas identificē saimniekdatoru tīklā.

Statiskā IP adrese

Tā ir pastāvīga interneta adrese. To nevar mainīt, un tā jākonfigurē manuāli. To izmanto mazākos tīklos, visi serveri izmanto statiskos IP. Tas ir vienkāršs saziņas veids.

Dinamiskā IP adrese

(Dinamisks nozīmē pastāvīgi mainīties)

Tā ir pagaidu interneta adrese. To piešķir DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) serveris no noteikta IP adrešu diapazona.

IPv4 apakštīkla izveide

Lai tīkls darbotos ātrāk, tas tiek sadalīts apakštīklos. Šim nolūkam IP adresē ir tīkla ID, apakštīkla ID un saimnieka ID. Lai noteiktu tīkla, apakštīkla un saimnieka ID lielumu, tiek izmantots īpašs binārais skaitlis, ko sauc par apakštīkla masku.

Sākotnējais IPv4 atbalstīja tikai 254 tīklus, tāpēc 1981. gadā interneta adresācijas specifikācija tika mainīta uz klasveida tīkla arhitektūru. Klasveida tīkla arhitektūra ļāva izveidot lielāku skaitu individuālu tīklu. IP adreses pirmie trīs biti noteica tās klasi. Parastai datoru saziņai (Unicast) tika noteiktas trīs klases (A, B un C). Tīkla ID lielums bija atkarīgs no IP adreses klases. Katra klase tīkla ID izmantoja vairāk oktetu, padarot saimnieka ID mazāku un samazinot iespējamo saimnieku skaitu.

Kopš 1993. gada bezklases starpdomēnu maršrutēšana (CIDR) ir aizstāta ar bezklases starpdomēnu maršrutēšanu (Classless Inter-Domain Routing). CIDR nodrošina arī tīkla adresi un resursdatora adresi. CIDR nav klašu, un tas nozīmē, ka tīkla un resursdatora adrešu izmēriem nav jābūt oktetos.

IPv4 adrese CIDR pierakstā izskatās šādi.

192.168.0.14/24

Slīpsvītra un skaitlis apzīmē bitu skaitu, ko izmanto tīkla identifikators, šajā gadījumā 24 jeb 3 okteti.

IP versija 6

Tā kā IPv4 ir tikai 32 bitu, pieejamo adrešu skaits izsīks. Lai to novērstu, organizācija Elektronikas un elektronikas inženieru institūts (Institute of Electrical and Electronics Engineers, IEEE) izveidoja IP 6. versiju (IPv6), kas ar laiku aizstās IPv4.

IP 6 versijā tiek izmantoti 16 okteti jeb kopā 128 biti. Okteti IPv6 tiek rakstīti sešciparu sistēmā un atdalīti ar divpunktu (:). IPv6 adrese var izskatīties šādi:

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

IPv6 adrese var būt gara, un tas var radīt kļūdas, ievadot to datorā vai pierakstot. Ir divi veidi, kā IPv6 adresi var saīsināt, neko neizlaižot:

• Vadošās nulles var izlaist: 2001:0db8:00b8:0008:0000:0000:0000:0001 becomes 2001:db8:b8:8:0:0:0:1
• Jebkuru secīgu, pilnīgi nulles "gabalu" skaitu var saspiest vienkārši līdz ::. To var izdarīt tikai vienu reizi vienā adresē: 2001:0db8:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0001 var rakstīt kā 2001:db8::1

DNS

DNS ir domēna nosaukumu sistēma

To sauc arī par pakalpojumu serveri. Tā pamatā ir klienta servera tīkla arhitektūra. Tajā ir publisko IP adrešu datubāze. DNS ir kā tālruņu grāmata.

Citas versijas

Versijas pirms IPv4 bija eksperimentālas un netika plaši izmantotas. Piekto versiju izmantoja tikai interneta straumēšanas protokolam, kas arī netika plaši izmantots.