Cum funcționează adresele IP?

Fiecare dispozitiv conectat la un computer de rețea, tabletă, cameră, orice - are nevoie de un identificator unic, astfel încât alte dispozitive să știe cum să ajungă la acesta. În lumea rețelelor TCP / IP, acel identificator este adresa IP (Internet Protocol).

Dacă ați lucrat cu calculatoare pentru orice perioadă de timp, probabil că ați fost expuși la adrese IP - acele secvențe numerice care arată cam ca 192.168.0.15. De cele mai multe ori, nu trebuie să ne ocupăm direct de acestea, deoarece dispozitivele și rețelele noastre au grijă de lucrurile din spatele scenei. Când trebuie să ne ocupăm de ele, adesea pur și simplu urmăm instrucțiunile despre ce numere să punem acolo. Dar, dacă v-ați dorit vreodată să vă aruncați cu puțin mai mult în ceea ce înseamnă aceste numere, acest articol este pentru dvs..

De ce ți-ar păsa? Înțelegerea modului în care funcționează adresele IP este vitală dacă vreți să depanați de ce rețeaua dvs. nu funcționează corect sau de ce un anumit dispozitiv nu se conectează așa cum v-ați aștepta. Și dacă aveți nevoie să configurați ceva mai avansat, cum ar fi găzduirea unui server de jocuri sau a unui server media la care se pot conecta prietenii de pe internet, va trebui să știți ceva despre adresarea IP. În plus, este ceva fascinant.

Notă: Vom aborda aspectele de bază ale adresării IP din acest articol, genul de lucruri pe care persoanele care folosesc adresele IP, dar care nu au crezut prea mult despre ele, ar putea să știe. Nu vom acoperi câteva lucruri mai avansate sau profesionale, cum ar fi clasele IP, rutarea fără clasă și subnetarea personalizată ... dar vom îndrepta câteva surse pentru citirea ulterioară pe măsură ce mergem împreună.

Ce este o adresă IP??

O adresă IP identifică în mod unic un dispozitiv dintr-o rețea. Ați mai văzut aceste adrese; arată ceva de genul 192.168.1.34.

O adresă IP este întotdeauna un set de patru numere de genul acesta. Fiecare număr poate varia de la 0 la 255. Deci, intervalul de adresare IP complet merge de la 0.0.0.0 la 255.255.255.255.

Motivul pentru care fiecare număr poate ajunge până la 255 este că fiecare dintre numere este de fapt un număr binar de opt cifre (numit uneori un octet). Într-un octet, numărul zero va fi 00000000, în timp ce numărul 255 va fi 11111111, numărul maxim pe care octetul îl poate atinge. Adresa IP pe care am menționat-o anterior (192.168.1.34) în binar ar arăta astfel: 11000000.10101000.00000001.00100010.

Computerele funcționează cu formatul binar, dar noi, oamenii, le găsim mult mai ușor să lucrăm cu formatul zecimal. Cu toate acestea, știind că adresele sunt de fapt numere binare ne va ajuta să înțelegem de ce unele lucruri din jurul adreselor IP funcționează așa cum fac.

Nu vă faceți griji, totuși! Nu vă vom arunca o mulțime de binar sau de matematică în acest articol, deci doar purtați cu noi ceva mai mult.

Cele două părți ale unei adrese IP

Adresa IP a unui dispozitiv constă de fapt din două părți separate:

Cod rețea: ID-ul de rețea este o parte a adresei IP pornind de la stânga care identifică rețeaua specifică pe care este localizat dispozitivul. Într-o rețea tipică de domiciliu, unde un dispozitiv are adresa IP 192.168.1.34, partea 192.168.1 a adresei va fi ID-ul rețelei. Se recomandă să completați partea finală lipsă cu zero, așadar putem spune că ID-ul de rețea al dispozitivului este 192.168.1.0.
ID-ul gazdei: ID-ul gazdă este partea din adresa IP care nu este preluată de ID-ul de rețea. Identifică un dispozitiv specific (în lumea TCP / IP, numim dispozitive "gazde") în acea rețea. Continuând exemplul adresei IP 192.168.1.34, ID-ul gazdei ar fi 34 - ID-ul unic al gazdei în rețeaua 192.168.1.0.

În rețeaua dvs. de domiciliu, puteți vedea mai multe dispozitive cu adrese IP, cum ar fi 192.168.1.1, 192.168.1.2, 192.168.1 30 și 192.168.1.34. Toate acestea sunt dispozitive unice (cu ID-urile gazdă 1, 2, 30 și 34 în acest caz) în aceeași rețea (cu ID-ul de rețea 192.168.1.0).

Pentru a imagina toate acestea putin mai bine, sa facem o analogie. Este cam similar cu modul în care funcționează adresele stradale într-un oraș. Luați o adresă ca Strada Paradise 2013. Numele străzii este identic cu ID-ul de rețea, iar numărul casei este identic cu ID-ul gazdei. Într-un oraș, nici două străzi nu vor fi numite la fel, la fel cum nu vor fi numite două identități de rețea în aceeași rețea. Pe o anumită stradă, fiecare număr de casă este unic, la fel ca toate ID-urile gazdă din cadrul unui anumit identificator de rețea sunt unice.

Masca de subrețea

Deci, cum determină dispozitivul care parte a adresei IP este ID-ul de rețea și care este partea ID a gazdei? Pentru aceasta, ei folosesc un al doilea număr pe care îl veți vedea întotdeauna în asociere cu o adresă IP. Acest număr se numește masca de subrețea.

În cele mai simple rețele (cum ar fi cele din case sau din întreprinderi mici), veți vedea măști de subrețea ca 255.255.255.0, unde toate cele patru numere sunt fie 255, fie 0. Poziția modificărilor de la 255 la 0 indică diviziunea dintre rețeaua și ID-ul gazdei. 255s "maschează" ID-ul de rețea din ecuație.

Notă: măștile de subrețea de bază pe care le descriem aici sunt cunoscute ca măști subrețea implicite. Lucrurile devin mai complicate decât în rețelele mai mari. Oamenii utilizează adesea măști de subrețea personalizate (unde poziția pauzei între zerouri și cele se schimbă într-un octet) pentru a crea mai multe subrețele în aceeași rețea. Acesta este un pic dincolo de sfera de aplicare a acestui articol, dar dacă sunteți interesat, Cisco are un ghid destul de bun pe subrețea.

Adresa implicită a gateway-ului

În plus față de adresa IP în sine și masca de subrețea asociată, veți vedea, de asemenea, o adresă prestabilită de gateway listată împreună cu informațiile de adresare IP. În funcție de platforma pe care o utilizați, această adresă ar putea fi numită ceva diferit. Se numește uneori "router", "adresa routerului," rută implicită "sau doar" gateway ". Acestea sunt toate aceleași lucruri. Este adresa IP implicită la care un dispozitiv trimite date de rețea atunci când acele date sunt destinate să meargă într-o altă rețea (una cu un alt ID de rețea) decât cea pe care este conectat dispozitivul.

Cel mai simplu exemplu de acest lucru se găsește într-o rețea de domiciliu tipică.

Dacă aveți o rețea de domiciliu cu mai multe dispozitive, probabil aveți un router care este conectat la internet printr-un modem. Acest router ar putea fi un dispozitiv separat sau poate face parte dintr-o unitate combo de modem / router furnizată de furnizorul dvs. de internet. Router-ul se află între computerele și dispozitivele din rețea și dispozitivele cu mai multe utilizări publice de pe Internet, care parcurg (sau direcționează) traficul înainte și înapoi.

Spuneți că ați declanșat browserul dvs. și mergeți la www.howtogeek.com. Calculatorul dvs. trimite o solicitare adresei IP a site-ului. Deoarece serverele noastre se află pe internet și nu pe rețeaua dvs. de domiciliu, traficul este trimis de pe PC pe router (gateway-ul) și router-ul transmite cererea pe serverul nostru. Serverul trimite informațiile corecte către ruterul dvs., care apoi direcționează informațiile spre dispozitivul care a solicitat-o și vedeți site-ul nostru afișat în browser-ul dvs..

În mod obișnuit, routerele sunt configurate în mod prestabilit pentru a avea adresa IP privată (adresa lor în rețeaua locală) ca primul ID de gazdă. De exemplu, într-o rețea de domiciliu care utilizează 192.168.1.0 pentru un ID de rețea, routerul va fi de obicei 192.168.1.1. Desigur, ca majoritatea lucrurilor, puteți să configurați acest lucru pentru a fi ceva diferit dacă doriți.

Servere DNS

Există o singură ultimă informație pe care o veți vedea asociată alături de adresa IP a dispozitivului, masca de subrețea și adresa implicită a gateway-ului: adresele unuia sau a doi servere prestabilite pentru Domain Name System (DNS). Noi, oamenii, lucrăm mult mai bine cu nume decât cu adrese numerice. Introducerea site-ului www.howtogeek.com în bara de adrese a browserului dvs. este mult mai ușoară decât memorarea și tastarea adresei IP a site-ului nostru.

DNS funcționează cam ca o agendă telefonică, căutând lucruri care pot fi citite de om, cum ar fi numele de site-uri web, și convertirea acestora la adrese IP. DNS face acest lucru prin stocarea tuturor acelor informații pe un sistem de servere DNS conectate pe internet. Dispozitivele dvs. trebuie să cunoască adresele serverelor DNS cărora le trimit interogările.

Pe o rețea tipică mică sau de domiciliu, adresele IP ale serverului DNS sunt adesea identice cu adresa implicită a gateway-ului. Dispozitivele trimit interogările DNS către routerul dvs., care apoi transmite cererile către orice servere DNS pe care este configurat să le utilizeze. În mod implicit, acestea sunt, de obicei, serverele DNS pe care ISP le furnizează, dar le puteți schimba pentru a utiliza servere DNS diferite, dacă doriți. Uneori, este posibil să aveți un succes mai bun utilizând serverele DNS furnizate de terțe părți, cum ar fi Google sau OpenDNS.

Care este diferența dintre IPv4 și IPv6?

De asemenea, ați observat în timp ce navigați prin setări un alt tip de adresă IP, numit o adresă IPv6. Tipurile de adrese IP pe care le-am vorbit până acum sunt adresele utilizate de IP versiunea 4 (IPv4) - un protocol dezvoltat la sfârșitul anilor 70. Ei folosesc cele 32 de biți binari despre care am vorbit (în patru octeți) pentru a furniza un total de 4,29 miliarde de adrese unice posibile. În timp ce sună ca o mulțime, toate adresele disponibile public au fost atribuite de mult timp afacerilor. Multe dintre ele nu sunt folosite, dar sunt atribuite și indisponibile pentru uz general.

La mijlocul anilor '90, îngrijorat de lipsa potențială a adreselor IP, Internet Engineering Task Force (IETF) a proiectat IPv6. IPv6 utilizează o adresă pe 128 de biți în loc de adresa IPv4 pe 32 de biți, astfel încât numărul total de adrese unice este măsurat în undecilioane - un număr suficient de mare încât este puțin probabil să se fi epuizat vreodată.

Spre deosebire de notația zecimală punctată folosită în IPv4, adresele IPv6 sunt exprimate ca opt grupuri de numere, împărțite la două. Fiecare grup are patru cifre hexazecimale care reprezintă 16 cifre binare (deci este denumită hextet). O adresă tipică IPv6 poate arăta astfel:

2601: 7c1: 100: ef69: b5ed: ed57: dbc0: 2c1e

Problema este că lipsa adreselor IPv4 care a cauzat îngreunarea tuturor preocupărilor a fost diminuată într-o mare măsură de utilizarea sporită a adreselor IP private în spatele ruterelor. Din ce în ce mai mulți oameni și-au creat propriile rețele private, folosind acele adrese IP private care nu sunt expuse public.

Deci, chiar dacă IPv6 este încă un jucător important și această tranziție se va întâmpla în continuare, nu sa întâmplat niciodată așa cum a fost prezis - cel puțin nu încă. Dacă sunteți interesat să aflați mai multe, verificați istoricul și cronologia IPv6.

Cum se obține un dispozitiv adresa IP??

Acum, când știți cum funcționează adresele IP, să vorbim despre modul în care dispozitivele primesc adresele lor IP în primul rând. Există într-adevăr două tipuri de atribuții IP: dinamice și statice.

O adresă IP dinamică este atribuită automat atunci când un dispozitiv se conectează la o rețea. Marea majoritate a rețelelor de astăzi (inclusiv rețeaua dvs. de domiciliu) utilizează pentru a face acest lucru ceva denumit Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP). DHCP este integrat în router. Când un dispozitiv se conectează la rețea, acesta trimite un mesaj difuzat care solicită o adresă IP. DHCP interceptează acest mesaj și apoi atribuie o adresă IP dispozitivului respectiv dintr-un grup de adrese IP disponibile.

Există anumite domenii de adrese IP private pe care routerele le vor folosi în acest scop. Ceea ce este folosit depinde de cine ți-a făcut router-ul sau de modul în care ți-ai stabilit singur lucrurile. Aceste domenii IP private includ:

10.0.0.0 - 10.255.255.255: Dacă sunteți un client Comcast / Xfinity, routerul furnizat de ISP dvs. atribuie adrese în acest interval. Unii ISP-i folosesc de asemenea aceste adrese pe router-ele, la fel ca si Apple pe routerele lor AirPort.
192.168.0.0 - 192.168.255.255: Cele mai multe routere comerciale sunt configurate pentru a atribui adrese IP în acest interval. De exemplu, majoritatea routerelor Linksys utilizează rețeaua 192.168.1.0, în timp ce D-Link și Netgear folosesc atât gama 198.168.0.0
172.16.0.0 - 172.16.255.255: Această gamă este rar utilizată de furnizori comerciali în mod implicit.
169.254.0.0 - 169.254.255.255: Aceasta este o gamă specială utilizată de un protocol denumit Automatic Private Addressing IP. Dacă computerul (sau alt dispozitiv) este configurat pentru a-și prelua automat adresa IP, dar nu poate găsi un server DHCP, el își atribuie o adresă în acest interval. Dacă vedeți una dintre aceste adrese, vă informează că dispozitivul dvs. nu a putut ajunge la serverul DHCP când a venit timpul să obțineți o adresă IP și este posibil să aveți o problemă de rețea sau probleme cu routerul.

Lucrul cu adresa dinamică este că uneori se pot schimba. Serverele DHCP leagă adresele IP dispozitivelor, iar atunci când aceste contracte sunt închiși, dispozitivele trebuie să reînnoiască contractul de închiriere. Uneori, dispozitivele vor primi o altă adresă IP din grupul de adrese pe care le poate atribui serverul.

De cele mai multe ori, aceasta nu este o afacere mare, și totul va "doar de lucru". Cu toate acestea, ocazional, poate doriți să dați unui dispozitiv o adresă IP care nu se schimbă. De exemplu, poate aveți un dispozitiv de care aveți nevoie pentru a accesa manual, și vă este mai ușor să vă amintiți o adresă IP decât un nume. Sau poate aveți anumite aplicații care se pot conecta numai la dispozitivele de rețea folosind adresa lor IP.

În aceste cazuri, puteți atribui o adresă IP statică acelor dispozitive. Există câteva modalități de a face acest lucru. Puteți configura manual dispozitivul cu o adresă IP statică, deși acest lucru poate fi uneori janky. O altă soluție mai elegantă este să configurați routerul pentru a atribui adrese IP statice anumitor dispozitive, în timpul unei alocări dinamice, în mod normal, de către serverul DHCP. În acest fel, adresa IP nu se schimbă niciodată, dar nu întrerupeți procesul DHCP care face ca totul să funcționeze fără probleme.