Что такое IP-адрес?

 

Что такое IP-адрес?

IP-адрес (IP от англ. Internet Protocol) — цифровой идентификатор, присваиваемый устройству, которое работает в условиях публичной или локальной сети на основе стека протоколов TCP/IP. Без него невозможно существование Интернета или какой-либо внутренней IP-сети.

Сравнить IP-адрес можно с номером телефона или адресом дома – и тот, и тот указывают на объект. Как человек звонит собеседнику по номеру, так и компьютер обращается к другому устройству по IP-адресу

Структура IP-адреса

Разберём структуру IP-адреса на примере самого первого и распространённого интернет-протокола IPv4

IP-адрес IPv4 имеет 32-битную (4 байта) структуру. Он разделён на 4 части, каждая из которых состоит из 8 бит (1 байт) и называется октетом. Каждый бит IP-адреса – цифра двоичной системы.

Пример адреса (IPv4) в двоичном виде: 11000000.10101000.00110010.00000001.

При преобразовании октета с двоичной системы в десятеричную получается одно число со значением от 0 до 255.

IP-адрес в десятичном виде: 192.168.50.1

Маска подсети

Устройства различают части IP-адреса при помощи маски подсети – 32-битной строки, разделённой на 4 октета, как и IP-адрес. При установке соединения каждый октет IP-адреса сопоставляется с октетом маски подсети.

По умолчанию в стандартной домашней сети маска подсети имеет вид: 255.255.255.0.

В примере маска IP-адреса указана в  десятичном представлении и содержит числа «255» и «0». Первое отвечает за идентификацию сети, а второе за обозначение конечного узла

Классы IP-адресов

Класс A. Старший бит в адресах такого формата всегда равен 0. За идентификацию сети отвечает начальный октет, позволяющий разместить 127 уникальных сетей. Оставшиеся 3 октета используются для обозначения узлов, максимальное количество которых составляет 17 млн. на каждую сеть.

Класс B. Первые биты IP-адреса равны 10. Начальные два октета относятся к идентификатору сети, а последние два – к идентификатору узла. Возможно создание 16384 сетей, каждая из которых поддерживает размещение 65000 узлов.

Класс C. Начальные биты IP-адреса равны 110. За идентификацию сети отвечают первые три октета, позволяющие создать 2 млн. сетей. Последний октет отводится для идентификации узлов, максимальное число которых составляет 254 на каждую сеть.

Класс D. Запись IP-адреса начинается с битов 1110. В сетях подобного формата используется широковещательная рассылка сообщений нескольким узлам.

Класс E. IP-адреса зарезервированы для использования в будущем. Первые биты всегда равны 11110

IP-адрес в классовой архитектуре сетевой адресации  состоит из двух частей:

- Идентификатор сети. Определяет сеть, содержащую подключённые узлы.

- Идентификатор узла. Отвечает за обозначение узла – сервера, маршрутизатора или любого другого TCP/IP-устройства

TCP/IP

Любая сеть с IP-адресацией построена на основе TCP/IP – модели, включающей в себя стек протоколов, применяемых при передаче данных по сети. Основными протоколами являются TCP и IP, но имеется и масса других вариантов

- Канальный. Отвечает за физическую передачу данных посредством использования таких протоколов, как Ethernet или WI-FI.

- Сетевой (Интернет). На этом уровне находится система IP-адресов, и осуществляется маршрутизация – перемещение пакетов между устройствами. Сетевой уровень совмещает протоколы: IP, ICMP, IGMP.

- Транспортный. Здесь расположены протоколы TCP и UDP, отвечающие за передачу данных. Первый осуществляет гарантированное перемещение информации, предварительно устанавливая соединение с сетью. Второй же отправляет сообщения без осуществления «рукопожатия», что повышает скорость передачи данных, но также создаёт риск потери отдельных пакетов.

- Прикладной. Совмещает все высокоуровневые протоколы, взаимодействующие с системными приложениями. К таким относятся Telnet, FTP, SMTP, SNMP и подобные.

Сетевое расположение IP-адресов

Уникальные IP-адреса, которые назначаются специальными организациями (например, Интернет-провайдером), называются внешними, белыми или публичными. Публичные IP-адреса применяются для получения доступа к Интернету и осуществления взаимодействия с другими узлами через публичную сеть. Устройство с внешним IP-адресом видно другим пользователям в Интернете.

Кроме того, существуют частные IP-адреса, именуемые также серыми или внутренними. Серые IP-адреса назначаются устройствам в локальной сети и не видны в Интернете. К примеру, можно представить дом, в котором к WI-FI роутеру подключено несколько устройств. Все они объединены в одну сеть и имеют серые IP-адреса

Присвоение IP-адресов

Динамическое назначение

При подключении к сети через протокол динамической настройки узла (DHCP / Dynamic Host Configuration Protocol) все параметры стека TCP/IP автоматически устанавливаются на устройстве. Узлу назначается динамический IP-адрес, который меняется на другой при переподключении устройства. Диапазон IP-адресов указывается на сервере DHCP.

Статическое назначение

Статический IP-адрес присваивается вручную и не изменяется при переподключении к сети. Этот тип присваивания используется на устройствах, доступ к которым должен производится по одному адресу (например, на серверах)

Версии IP

IPv4

В сентябре 1981 года появился первый стандарт интернет-протокола (IP) IPv4, который положил начало современной сети Интернет. Ipv4 IP-адрес имеет вид: 192.168.50.1

IPv6

Интернет с 1980-х годов начал стремительно расти, поэтому появилась угроза истощения пула возможных адресов – их просто не хватило бы на все сети и узлы. Поэтому в 1995 году появился формат IPv6, при котором длина IP-адреса возросла с 32 до 128 бит, а десятичная система сменилась шестнадцатеричной.

IP-адрес IPv6 состоит из 16 октетов (8 блоков по 2 октета), разделенных двоеточиями. В полном виде запись IPv6 выглядит следующим образом: 2001:0bd7:0ccf:0006:0000:0000:012f:002d.

Адрес IPv6 можно сжать, исключив нули из записи. Сокращенная форма IPv6: 2001:bd7:ccf:12f:2d

Анонимность и безопасность

«Вычислю по IP»

Это скорее миф, чем реальная угроза. Среди пользователей существует заблуждение, что злоумышленник может отследить человека, узнав его внешний IP-адрес. На деле не всё так просто — информация о клиентах находится в безопасности у провайдера. Доступ к личным данным такого рода могут получить только органы государственной безопасности

Единственное, что можно узнать по IP-адресу, так это местоположение оборудования провайдера. А такая информация указывает лишь на примерную геолокацию пользователя с точностью до страны и города

Заключение

В основе Интернета и любой IP/TCP сети лежит IP-адресация. Каждый системный администратор должен знать её основы для построения сетей как в домашней, так и в корпоративной среде.

Не стоит забывать и о безопасности, ведь плохо сконфигурированная сеть имеет уязвимости, позволяющие злоумышленнику нарушить работу подключения или получить доступ к личной информации!