Що таке адреса IPv4?

Автор

IPv4 — це перша версія Інтернет-протоколу, запущена Міністерством оборони Сполучених Штатів у своїй Мережі агентства передових дослідницьких проектів (ARPANET). Він здатний створювати мільярди IP-адрес, що є однією з визначних характеристик IPv4. Оскільки IPv4 було запущено в далекому 1983 році, ми знаходимося на межі вичерпання IP-адрес із появою більшої кількості пристроїв IoT. У цій статті ви не тільки дізнаєтеся, що таке адреса IPv4, але й прочитаєте про переваги та недоліки IPv4.

Що таке адреса IPv4?

IPv4 — це перша версія Інтернет-протоколу. Він використовує 32-розрядний адресний простір, який є найчастіше використовуваною IP-адресою. Ця 32-розрядна адреса записується як чотири числа, розділені десятковим знаком. Кожен набір чисел називається октетом. Числа в кожному октеті коливаються від 0 до 255. IPv4 здатний створити 4,3 мільярда унікальних IP-адрес. Приклад того, що є IPv4 адреса 234.123.42.65. Далі в статті ми також побачимо, як конвертувати адресу IPv4 у двійковий код за допомогою методу конвертера IPv4 у двійковий код.

Частини IPv4

IP-адреса складається з трьох частин:

  • Мережа: Ця частина IP-адреси визначає мережу, до якої належить IP-адреса. Ліва сторона IP-адреси називається мережевою частиною.

  • Хост: Хост-частина IP-адреси зазвичай відрізняється одна від одної, щоб однозначно ідентифікувати пристрій в Інтернеті. Однак мережева частина схожа для кожного хоста в мережі.

Наприклад, мережева та хостова частини цієї IP-адреси (234.123.42.65) такі:

234
123
42
65
Мережева частина
Приймаюча частина

  • Номер підмережі: це необов’язкова частина IP-адреси. Це поділ IP-адреси на безліч менших сегментів. Це допомагає з’єднувати мережі та зменшує трафік.

Перетворення IPv4-адрес у двійковий код

Хоча ми використовуємо IPv4 як 32-розрядну числову адресу, комп’ютери та мережі працюють з двійковою мовою. Давайте розберемося, як IP-адреса перетворюється на двійкову мову за допомогою методу конвертера IPv4 у двійковий код. Як ми читали раніше про те, що таке октет, біти в кожному октеті позначаються числом. Тепер ми побачимо, як використовувати 8-бітну октетну діаграму. Він складається з числа, яке представляє значення кожного біта.

Це IP-адреса: 234.123.42.65, яку ми перетворимо на двійкову мову за допомогою діаграми октетів. Кожен біт в октеті представлений як 1 або 0. Перший октет складається з числа 234. Тепер нам потрібно буде дізнатися, які числа з діаграми октетів у сумі дають 234. Числа, які в сумі дають 234, це 128+ 64+32+8+2. Подібним чином усі числа, що складаються, позначаються 1, тоді як решта чисел позначаються 0.

128
64
32
16
8
4
2
1
1
1
1
0
1
0
1
0

Отже, двійкове число для 234 виходить 11101010. Подібним чином цей процес виконується з усіма октетами.

128
64
32
16
8
4
2
1
123
0
1
1
1
1
0
1
1
42
0
0
1
0
1
0
1
0
65
0
1
0
0
0
0
0
1

Таким чином, двійкова мова для IP-адреси 234.123.42.65 дорівнює 11101010.01111011.00101010.01000001

Модель IPv4–OSI

Міжнародна організація стандартів надала модель OSI для систем зв’язку. OSI означає Open System Interconnection. Ця модель складається з рівнів, які пояснюють, як система має спілкуватися з іншою за допомогою іншого протоколу. Кожен рівень відіграє вирішальну роль у системі зв’язку. Модель OSI складається з наступних рівнів:

  • Рівень програми (рівень 7): рівень програми є найближчим до користувача. Основною функцією рівня є отримання та відображення даних від користувачів. Цей рівень допомагає встановити зв’язок через нижні рівні з програмою на іншому боці. Наприклад, TelNet і FTP.

  • Презентація (рівень 6): Рівень презентації призначений для обробки. Частина обробки включає або перетворення даних із формату програми у формат мережі або з формату мережі у формат програми. Наприклад, шифрування та дешифрування даних.

  • Сеанс (рівень 5): Рівень сеансу вступає в дію, коли двом комп’ютерам потрібно спілкуватися. Ці сесії створюються на випадок, якщо потрібна відповідь від користувача. Цей рівень відповідає за налаштування, координацію та закінчення сеансу. Наприклад, підтвердження пароля.

  • Транспорт (рівень 4): транспортний рівень забезпечує всі аспекти передачі даних з однієї мережі в іншу, включаючи обсяг, швидкість і призначення даних. TCP/IP і UDP працюють на цьому рівні. Він отримує дані з вищевказаних рівнів, розбиває їх на менші частини, які називаються сегментами, і далі доставляє їх на мережевий рівень.

  • Мережа (рівень 3): мережевий рівень відповідає за маршрутизацію пакетів даних або сегментів до місця призначення. Точніше кажучи, цей шар ефективно вибирає правильний шлях для досягнення потрібного місця.

  • Канал даних (рівень 2): канальний рівень відповідає за передачу вихідних даних з першого рівня, який є фізичним рівнем, до вищезгаданих рівнів. Цей рівень також відповідає за виправлення помилок, які виникають під час передачі.

  • Фізичний (рівень 1): фізичний рівень є останнім рівнем моделі OSI. Цей рівень включає структуру зв’язку та апаратні компоненти, такі як тип і довжина кабелю, розташування контактів, напруга тощо.

Структура пакета IPv4

Пакет IPv4 складається з двох частин: заголовка та даних. Він здатний переносити 65 535 байт. Довжина IP-заголовка коливається від 20 до 60 байт. Заголовок містить адресу хоста та призначення, а також інші поля інформації, які допомагають пакету даних досягти пункту призначення.

Заголовок пакета IPv4

Заголовок пакета IPv4 має 13 обов’язкових полів. Давайте розберемося з ними та їхніми ролями:

  • Версія: це 4-бітове поле заголовка. Він надає інформацію про поточну версію IP-адреси, що використовується.

  • Довжина Інтернет-заголовка (IHL): це довжина всього IP-заголовка.

  • Тип служби: це поле надає інформацію про послідовність пакетів у передачі.

  • Загальна довжина: це поле позначає загальну довжину IP-заголовка. Мінімальний розмір цього поля становить 20 байт, а максимальний – 65 535 байт.

  • Ідентифікація: поле ідентифікації частини заголовка допомагає ідентифікувати різні частини пакетів, які розділяються під час передачі даних.

  • ECN: ECN означає явне сповіщення про перевантаження. Це поле відповідає за перевірку переповненості пакетів на шляху передачі.

  • Прапори: це 3-бітове поле, яке вказує, чи потрібно IP-пакет фрагментувати відповідно до розміру даних.

  • Фрагментний зсув: фрагментний зсув — це 13-бітне поле. Це забезпечує послідовність і розміщення фрагментованих даних у IP-пакеті.

  • Термін життя (TTL): це набір значень, які надсилаються разом із кожним пакетом даних, щоб уникнути обведення пакета даних. Число, яке додається до кожного IP-пакета, зменшується на одиницю після зустрічі з кожним маршрутизатором на його маршруті. Як тільки значення TTL досягне одиниці, IP-пакет буде видалено.

  • Протокол: протокол — це 8-бітове поле, яке відповідає за передачу інформації мережевого рівня про те, до якого протоколу належить IP-пакет.

  • Контрольна сума заголовка: це поле відповідає за виявлення помилок зв’язку в заголовках і отриманих пакетах даних.

  • Вихідна IP-адреса: це 32-розрядне поле, яке складається з адреси IPv4 відправника.

  • IP-адреса призначення: це 32-розрядне поле, яке складається з адреси IPv4 одержувача.

  • Параметри: поле параметрів починає використовуватися, коли довжина МГП перевищує 5.

Тепер давайте дізнаємося про характеристики протоколу IPv4, переваги та недоліки IPv4.

Характеристики IPv4

Нижче наведено характеристики IPv4:

  • IPv4 використовує 32-розрядну IP-адресу.
  • Числа в адресі відокремлюються десятковим дробом, який називається крапкою.
  • Він складається з одноадресних, багатоадресних і широкомовних типів адрес.
  • IPv4 структуровано з дванадцяти полів заголовка.
  • Маска підмережі віртуальної довжини (VLSM) підтримується IPv4.
  • Він використовує протокол розпізнавання поштових адрес для зіставлення з адресою Mac.
  • Мережі розробляються за допомогою DHCP (програма динамічної конфігурації хоста) або за допомогою ручного режиму.

Переваги та недоліки IPv4

Давайте подивимося на переваги та недоліки IPv4:

Переваги IPv4

  • Розподіл мережі та сумісність IPv4 заслуговують похвали.
  • Він має продуктивну службу маршрутизації.
  • Адреси IPv4 забезпечують ідеальне кодування.
  • Його можна легко підключити до кількох пристроїв через мережу.
  • Це специфічний засіб зв’язку, переважно в багатоадресній організації.

Недоліки IPv4

  • Адреси IPv4 знаходяться на межі виснаження.
  • Керування системою IPv4 трудомістке, складне та повільне.
  • Він забезпечує неефективну та недостатню маршрутизацію Інтернету.
  • Його додаткова функція безпеки.

Отже, це були переваги та недоліки протоколу IPv4.

***

Хоча відбувся зсув до розширеної версії IPv4, тобто IPv6. Незважаючи на виснаження адрес IPv4, він продовжує використовуватися через свою сумісність. Сподіваємося, що наш документ чудово скерував вас, щоб дізнатися, що таке адреса IPv4. Залиште свої запитання чи пропозиції, якщо такі є, у розділі коментарів нижче.

  3 простих додатка, щоб перетворити себе на відео та GIF-файли