Każde urządzenie podłączone do komputera sieciowego, tabletu, kamery, cokolwiek - potrzebuje unikalnego identyfikatora, aby inne urządzenia wiedziały, jak do niego dotrzeć. W świecie sieci TCP / IP identyfikator ten to adres protokołu internetowego (IP).
Jeśli pracujesz z komputerami przez jakiś czas, prawdopodobnie jesteś narażony na adresy IP - te sekwencje liczbowe, które wyglądają podobnie do 192.168.0.15. W większości przypadków nie mamy do czynienia z nimi bezpośrednio, ponieważ nasze urządzenia i sieci zajmują się tym za kulisami. Kiedy mamy do czynienia z nimi, często po prostu postępuj zgodnie z instrukcjami, jakie numery umieścić w miejscu. Ale jeśli kiedykolwiek chciałeś zanurzyć się nieco głębiej w tych liczbach, ten artykuł jest dla Ciebie.
Dlaczego miałbyś się tym przejmować? Cóż, zrozumienie, jak działają adresy IP, jest kluczowe, jeśli kiedykolwiek będziesz chciał rozwiązać problem, dlaczego sieć nie działa prawidłowo lub dlaczego dane urządzenie nie łączy się tak, jak tego oczekujesz. Jeśli kiedykolwiek będziesz potrzebować czegoś bardziej zaawansowanego - takiego jak hosting serwera gry lub serwera multimediów, do którego mogą się podłączyć znajomi z Internetu - musisz wiedzieć coś o adresowaniu IP. Dodatkowo, to fascynujące.
Uwaga: omówimy podstawy adresowania IP w tym artykule, rodzaj rzeczy, które ludzie, którzy używają adresów IP, ale nigdy naprawdę dużo o nich nie myśleli, mogą chcieć wiedzieć. Nie będziemy zajmować się bardziej zaawansowanymi lub profesjonalnymi poziomami, takimi jak klasy IP, routing bezklasowy i niestandardowe podsieci ... ale wskażemy kilka źródeł do dalszego czytania, kiedy będziemy postępować.
Adres IP jednoznacznie identyfikuje urządzenie w sieci. Widziałeś już te adresy; wyglądają jak 192.168.1.34.
Adres IP jest zawsze zbiorem czterech takich liczb. Każda liczba może zawierać się w przedziale od 0 do 255. Tak więc pełny zakres adresowania IP wynosi od 0.0.0.0 do 255.255.255.255.
Powodem, dla którego każda liczba może osiągnąć tylko do 255, jest to, że każda z liczb jest rzeczywiście ośmiocyfrową liczbą binarną (czasami nazywaną oktetem). W oktecie liczba zero będzie wynosić 00000000, a liczba 255 będzie 11111111, maksymalna liczba, którą może osiągnąć oktet. Ten adres IP, o którym wspominaliśmy wcześniej (192.168.1.34) w postaci binarnej, wyglądałby następująco: 11000000.10101000.00000001.00100010.
Komputery działają w formacie binarnym, ale my, ludzie, znacznie łatwiej jest pracować z formatem dziesiętnym. Mimo to świadomość, że adresy są rzeczywiście liczbami binarnymi, pomoże nam zrozumieć, dlaczego niektóre rzeczy otaczające adresy IP działają tak, jak robią to.
Ale nie martw się! W tym artykule nie zamierzamy rzucać zbyt wielu binarnych lub matematycznych słów, więc po prostu wytrzymaj z nami trochę dłużej.
Adres IP urządzenia składa się z dwóch oddzielnych części:
W sieci domowej możesz zobaczyć kilka urządzeń o adresie IP, takich jak 192.168.1.1, 192.168.1.2, 192.168.1 30 i 192.168.1.34. Wszystkie te urządzenia są unikatowe (z identyfikatorami hosta 1, 2, 30 i 34 w tym przypadku) w tej samej sieci (z identyfikatorem sieci 192.168.1.0).
Aby to wszystko trochę lepiej zobrazować, przejdźmy do analogii. Jest bardzo podobny do tego, jak adresy ulic działają w mieście. Podaj adres, taki jak 2013 Paradise Street. Nazwa ulicy przypomina identyfikator sieci, a numer domu przypomina identyfikator hosta. W obrębie miasta żadne dwie ulice nie będą nazywane tymi samymi, tak jak żadne dwa identyfikatory sieciowe w tej samej sieci nie będą nazywane tymi samymi. Na konkretnej ulicy każdy numer domu jest unikalny, tak jak wszystkie hosty iD w obrębie określonego identyfikatora sieci są niepowtarzalne.
W jaki sposób urządzenie określa, która część adresu IP jest identyfikatorem sieci i która część identyfikatora hosta? W tym celu używają drugiej liczby, którą zawsze widzisz w połączeniu z adresem IP. Ta liczba nazywa się maską podsieci.
W większości prostych sieci (np. W domach lub małych firmach) zobaczysz maski podsieci, takie jak 255.255.255.0, gdzie wszystkie cztery liczby to 255 lub 0. Pozycja zmian od 255 do 0 wskazuje podział między identyfikator sieci i hosta. 255s "maskują" identyfikator sieci z równania.
Uwaga: Podstawowe maski podsieci, które tutaj opisujemy, są nazywane domyślnymi maskami podsieci. Sprawy stają się bardziej skomplikowane w większych sieciach. Ludzie często używają niestandardowych masek podsieci (gdzie pozycja przerwy między zerami i tymi przesuwa się w obrębie oktetu), aby utworzyć wiele podsieci w tej samej sieci. To trochę wykracza poza zakres tego artykułu, ale jeśli jesteś zainteresowany, Cisco ma całkiem niezły przewodnik po podsieci.
Oprócz samego adresu IP i związanej z nim maski podsieci, zobaczysz także domyślny adres bramy wraz z informacjami o adresowaniu IP. W zależności od platformy, której używasz, ten adres może być nazywany czymś innym. Jest czasem nazywany "routerem", "adresem routera", trasą domyślną, "lub po prostu" bramą ". To wszystko to samo.Jest to domyślny adres IP, na który urządzenie wysyła dane sieciowe, gdy dane te mają być przesyłane do innej sieci (mającej inny identyfikator sieci) niż urządzenie, na którym działa.
Najprostszym tego przykładem jest typowa sieć domowa.
Jeśli masz sieć domową z wieloma urządzeniami, prawdopodobnie masz router podłączony do Internetu przez modem. Ten router może być oddzielnym urządzeniem lub może być częścią zestawu modem / router dostarczonego przez dostawcę Internetu. Router znajduje się pomiędzy komputerami i urządzeniami w sieci oraz bardziej publicznymi urządzeniami w Internecie, przekazując (lub kierując) ruch w tę iz powrotem.
Powiedzmy, że uruchomiłeś przeglądarkę i przejdź do www.howtogeek.com. Twój komputer wysyła żądanie na adres IP naszej strony. Ponieważ nasze serwery są w Internecie, a nie w sieci domowej, ruch ten jest przesyłany z komputera do routera (brama), a router przesyła żądanie na nasz serwer. Serwer przesyła odpowiednie informacje z powrotem do routera, który następnie przekazuje informacje z powrotem do urządzenia, które o to poprosiło, i zobaczysz naszą witrynę w przeglądarce.
Zazwyczaj routery są domyślnie skonfigurowane, aby ich prywatny adres IP (ich adres w sieci lokalnej) był pierwszym identyfikatorem hosta. Tak więc, na przykład, w sieci domowej, która używa 192.168.1.0 dla identyfikatora sieci, router zwykle będzie miał numer 192.168.1.1. Oczywiście, jak większość rzeczy, możesz skonfigurować to, aby być czymś innym, jeśli chcesz.
Istnieje jedna ostatnia informacja, którą zobaczysz wraz z adresem IP urządzenia, maską podsieci i domyślnym adresem bramy: adresy jednego lub dwóch domyślnych serwerów DNS. My, ludzie, działamy o wiele lepiej niż imiona i nazwiska. Wpisanie adresu www.howtogeek.com w pasek adresu przeglądarki jest znacznie łatwiejsze niż zapamiętanie i wpisanie adresu IP naszej witryny.
DNS działa trochę jak książka telefoniczna, szukając czytelnych dla człowieka rzeczy, takich jak nazwy stron internetowych i konwertując je na adresy IP. DNS robi to, przechowując wszystkie te informacje w systemie połączonych serwerów DNS w Internecie. Twoje urządzenia muszą znać adresy serwerów DNS, do których wysyłane są ich zapytania.
W typowej sieci małej lub domowej adresy IP serwerów DNS są często takie same, jak domyślny adres bramy. Urządzenia wysyłają zapytania DNS do routera, który następnie przekazuje żądania do dowolnych serwerów DNS, z których router jest skonfigurowany. Domyślnie są to zwykle serwery DNS oferowane przez dostawcę usług internetowych, ale można je zmienić, aby korzystać z różnych serwerów DNS. Czasami możesz odnieść lepszy sukces, korzystając z serwerów DNS dostarczanych przez strony trzecie, takich jak Google czy OpenDNS.
Być może zauważyłeś podczas przeglądania ustawień inny typ adresu IP, zwany adresem IPv6. Typy adresów IP, o których mówiliśmy do tej pory, to adresy używane przez IP w wersji 4 (IPv4) - protokół opracowany pod koniec lat 70-tych. Używają 32 bitów binarnych, o których mówiliśmy (w czterech oktetach), aby zapewnić łącznie 4,29 miliarda możliwych unikalnych adresów. Choć brzmi to bardzo często, wszystkie publicznie dostępne adresy zostały dawno przypisane firmom. Wiele z nich nie jest używanych, ale są one przypisane i niedostępne do ogólnego użytku.
W połowie lat 90., martwiąc się o potencjalny niedobór adresów IP, Internet Engineering Task Force (IETF) zaprojektował IPv6. IPv6 używa adresu 128-bitowego zamiast 32-bitowego adresu IPv4, więc całkowita liczba unikalnych adresów jest mierzona w undecillions - liczba wystarczająco duża, że jest mało prawdopodobne, aby kiedykolwiek zabrakło.
W przeciwieństwie do notacji dziesiętnej z kropkami używanej w IPv4, adresy IPv6 są wyrażone jako osiem grup liczbowych podzielonych przez dwukropki. Każda grupa ma cztery cyfry heksadecymalne, które reprezentują 16 cyfr binarnych (czyli jest to sześciokąt). Typowy adres IPv6 może wyglądać mniej więcej tak:
2601: 7c1: 100: ef69: b5ed: ed57: dbc0: 2c1e
Chodzi o to, że brak adresów IPv4, które spowodowały, że cały problem został w końcu złagodzony w dużym stopniu przez zwiększone użycie prywatnych adresów IP za routerami. Coraz więcej osób tworzy własne sieci prywatne, używając prywatnych adresów IP, które nie są publicznie dostępne.
Tak więc, mimo że IPv6 nadal jest ważnym graczem, a ta transformacja nadal będzie się odbywać, nigdy nie nastąpiło tak dokładnie, jak przewidywano - a przynajmniej jeszcze nie. Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej, zapoznaj się z historią i linią czasową IPv6.
Teraz, gdy już znasz podstawy działania adresów IP, porozmawiajmy o tym, w jaki sposób urządzenia uzyskują swoje adresy IP. Istnieją naprawdę dwa typy przypisań IP: dynamiczne i statyczne.
Dynamiczny adres IP jest przypisywany automatycznie, gdy urządzenie łączy się z siecią. Zdecydowana większość dzisiejszych sieci (w tym sieć domowa) używa do tego celu czegoś, co nazywa się protokołem DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol). DHCP jest wbudowany w twój router. Kiedy urządzenie łączy się z siecią, wysyła wiadomość rozgłoszeniową żądającą adresu IP. Usługa DHCP przechwytuje tę wiadomość, a następnie przydziela adres IP do tego urządzenia z puli dostępnych adresów IP.
Istnieją pewne prywatne zakresy adresów IP, których będą używać routery. To, które jest używane, zależy od tego, kto stworzył twój router, lub od tego, jak sam skonfigurowałeś urządzenie. Te prywatne zakresy adresów IP obejmują:
Problem z dynamicznymi adresami polega na tym, że czasami mogą się zmieniać. Serwery DHCP wydzierżawiają adresy IP urządzeniom, a gdy te dzierżawy są już zajęte, urządzenia muszą odnowić dzierżawę. Czasami urządzenia otrzymują inny adres IP z puli adresów, które serwer może przypisać.
Przez większość czasu nie jest to wielka sprawa, a wszystko będzie "po prostu działać". Czasami jednak możesz chcieć nadać urządzeniu adres IP, który się nie zmienia. Na przykład być może masz urządzenie, do którego musisz mieć dostęp ręcznie, i łatwiej jest zapamiętać adres IP niż nazwę. A może masz pewne aplikacje, które mogą łączyć się tylko z urządzeniami sieciowymi za pomocą ich adresu IP.
W takich przypadkach można przypisać statyczny adres IP do tych urządzeń. Można to zrobić na kilka sposobów. Możesz samodzielnie skonfigurować urządzenie ze statycznym adresem IP, chociaż czasami może to być szarpane. Drugim, bardziej eleganckim rozwiązaniem jest skonfigurowanie routera do przydzielania statycznych adresów IP niektórym urządzeniom podczas normalnego dynamicznego przydzielania przez serwer DHCP. W ten sposób adres IP nigdy się nie zmienia, ale nie przerywasz procesu DHCP, który sprawia, że wszystko działa sprawnie.
