IP-aadress

Näide

Oletame, et üks meie sõber tahab meiega kohtuda, kuid ta ei tea meie aadressi. Ta küsib meie aadressi ja siis anname meie aadressi, näiteks 02, Vidyapuri Road, Supaul, Bihar, India. Pärast aadressi andmist saab ta meie aadressi hõlpsasti üles leida. Sama tehakse ka interneti puhul. Igale võrgule on määratud aadress.

Kes määrab IP-aadressi

IANA (Internet Assigned Numbers Authority) määrab IP-aadressi. IANA vastutab IP-aadresside süsteemi eest

Kuidas näeb välja IP-aadress

IP-aadress on pikk binaarne number, mis koosneb ühest ja nullist. IPv4-aadressi pikkus on 32 binaararvu (ehk bitti). IPv6 on 128 bitti pikk, mis võimaldab kasutada palju rohkem IP-aadresse. IP-aadressid kirjutatakse tavaliselt inimloetaval kujul, kus 8 bitti on rühmitatud ühte oktetti. IPv4-aadressid kirjutatakse tavaliselt neljast numbrist koosneva rühmana. Iga number võib võtta väärtuse 0 kuni 255. IPv6-aadressid kirjutatakse kaheksast heksadekaalarvust koosneva rühmana. Paljud Ipv6-aadressid sisaldavad palju nulle. On olemas erireeglid, mis ütlevad, et teatud juhtudel ei pea neid nulle kirjutama.

Avalikud ja eraisikute aadressid

Teatud IP-aadresse saab kohalikus võrgus vabalt määrata. Kuna need ei ole unikaalsed, ei suunata neid internetis. Aadresse, mida saab vabalt määrata, nimetatakse privaatseteks IP-aadressideks, neid, mis on ainulaadsed, nimetatakse avalikeks IP-aadressideks. Marsruudimiseks tuleb privaatne aadress tõlkida avalikuks. Seda protsessi, mille käigus privaatseid ja avalikke aadresse teisendatakse, nimetatakse võrguaadresside tõlkimiseks ehk NAT-iks. Seda ülesannet täidavad sageli ka marsruuterid ja tulemüürid.

Ühele või mitmele seadmele jõudmine

On olemas kolme erinevat tüüpi aadressid:

• Unicast-aadressid: Aadress on määratud ühele konkreetsele seadmele. See on kõige tavalisem juhtum, enamik aadresse on unicast-aadressid.
• Broadcast-aadressid: adresseerivad kõiki samas võrgus olevaid arvuteid. Teatud juhtudel on see kasulik, näiteks uue aadressi automaatseks saamiseks. Saatja saadab andmed üks kord ja seadmed, mida kasutatakse andmete suunamiseks, teevad vastavalt vajadusele koopiaid.
• Multisaateaadressid: See juhtum on sarnane ülaltoodud eetrisse saatmise juhtumiga: Mõned seadmed on huvitatud teatud andmete vastuvõtmisest ja võrk kopeerib andmeid vastavalt vajadusele. Suur erinevus ülaltoodud ringhäälinguvõrguga võrreldes on see, et kõik ringhäälinguvõrku ühendatud seadmed näevad ringhäälinguga saadetud andmeid. Mitmesaadetise puhul peavad seadmed tellima, et näha konkreetset sisu. Samas võrgus olevad seadmed, mis ei ole tellitud, seda sisu ei näe.

Uue IP-aadressi saamine

On erinevaid viise, kuidas saada uus IP-aadress ja mitte olla enam vandalismi eest blokeeritud. Üks neist on Bootstrap Protocol (tavaliselt lühendatult BOOTP). Seade, mis vajab uut aadressi, ei tea, millises võrgus ta on, seega kasutab ta kõikidest nullidest koosnevat IP-aadressi (0.0.0.0), mille ta saadab eetrisse praegusesse võrku, spetsiaalsesse porti. Lisaks saadab ta võrgukaardi MAC-aadressi ja 4 baidi suurust juhuslikku numbrit. BOOTP-server saadab vastuse, samuti eetrisse, mis on adresseeritud teise porti. Vastus sisaldab kliendi mac-aadressi, juhuslikku numbrit ja kliendi IP-aadressi. Kui klient saab andmed kätte, määrab ta määratud aadressi. Kui BOOTP-server on nii konfigureeritud, saadab ta ka BOOTP-serveri IP-aadressi ja hostinime, faili nime ja tee, mis tuleks laadida kliendi käivitamiseks (TFTP abil) või kataloogi nime, mille klient peaks NFS-i abil ühendama.

DHCP laiendab BOOTP-i ja võimaldab saata rohkem teavet, näiteks ajaserveri aadressi või marsruutimiseks vajalikku teavet.

Automaatselt saadud IP-aadressid võivad olla dünaamilised või staatilised. Staatiline aadressimine tähendab, et sama masin saab alati sama IP-aadressi. Dünaamiliste aadresside puhul saab seade järgmise aadressi, mida ei kasutata. Dünaamilised aadressid, mida kasutatakse, tuleb aeg-ajalt üle vaadata. Kui neid ei uuendata, saab neid kasutada teiste seadmete jaoks.

IP versioon 4

IPv4 puhul koosneb iga aadress neljast 8-kohalisest binaarsest numbrist, mida nimetatakse oktettideks. IPv4-aadress on kokku 32 bitti. Suurim arv, mida saab teha 8 tavalise numbriga, on 99 999 999 999, kuid suurim arv, mida saab teha 8 binaarkohaga, on 255 (1111111111 binaarselt), nii et iga oktett võib olla ükskõik milline number vahemikus 0 kuni 255. See tähendab, et iga oktett võib olla ükskõik milline number vahemikus 0 kuni 255. See tähendab, et iga oktett võib olla ükskõik milline number vahemikus 0 kuni 255.

IPv4-aadress võib välja näha umbes nii:

198.51.100.137

Iga oktett teisendatakse kümnendmurde ja eraldatakse punktiga.

Ka kahe erineva lõpunumbriga on seotud eriline tähendus. Üldiselt tähistab lõpunumber 0 võrku (mida nimetatakse baasaadressiks) ja lõpunumber 255 kõiki võrgus olevaid hoste (mida nimetatakse saateaadressiks). Samas kohalikus võrgus olevad arvutid jagavad 4 numbrist 3. Üks arvuti võib olla rohkem kui ühes võrgus. Samuti võib tal olla mitu nime.

Avalikud/erakondlikud aadressid

IPv4 probleem on see, et see võimaldab ainult 4,3 miljardit aadressi ja me oleme need peaaegu kõik ära kasutanud. Selle edasilükkamiseks loodi võrguaadresside tõlkimine (Network Address Translation, NAT). Võrguaadressi tõlkimise puhul jagab võrk ühte avalikku IP-aadressi ja annab igale arvutile võrgus privaatse IP-aadressi. Kõik samas majas elavad inimesed kasutavad sama aadressi, kuid post võib olla mõeldud mitmele eri majas elavale inimesele.

Spetsiaalsed IP-aadressid

On olemas mõned IP-aadressid, mis on reserveeritud eriotstarbeliseks kasutamiseks. Näiteks aadressi 127.0.0.1 nimetatakse Loopback-aadressiks ja see "loopib" kõik sellele aadressile saadetud paketid tagasi selle saatnud arvutisse, näiteks posti saatmine iseendale. Kuigi see ei pruugi tunduda kasulik, kasutatakse seda serverite testimiseks.

Võrk

See võib määratleda kui see tuvastab võrgu klassi

Host osa

See võib olla määratletud kui see identifitseerib võrgus asuva vastuvõtja.

Staatiline IP-aadress

Tegemist on alalise internetiaadressiga. Seda ei saa muuta, seda tuleb seadistada käsitsi. Seda kasutatakse väiksemates võrkudes, kus kõik serverid kasutavad staatilist IP-d. See on lihtne viis sidepidamiseks.

Dünaamiline IP-aadress

(Dünaamiline tähendab pidevalt muutuvat)

See on ajutine Interneti-aadress. Selle määrab DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) server konkreetsest IP-aadresside vahemikust.

IPv4 alamvõrkude määramine

Et võrk töötaks kiiremini, jagatakse see alamvõrkudeks. Selleks sisaldab IP-aadress võrgu ID, alamvõrgu ID ja host ID. Võrgu, alamvõrgu ja hostide ID-de suuruse määramiseks kasutatakse spetsiaalset binaarset numbrit, mida nimetatakse alamvõrgu maskiks.

Esialgne IPv4 toetas ainult 254 võrku, nii et 1981. aastal muudeti Interneti-aadresside spetsifikatsioon klassipõhiseks võrguarhitektuuriks. Klassipõhine võrguarhitektuur võimaldas suuremat arvu individuaalseid võrke. IP-aadressi kolm esimest bitti määrasid selle klassi. Tavalise arvutiside jaoks (Unicast) määratleti kolm klassi (A, B ja C). Võrgu ID suurus põhines IP-aadressi klassil. Iga klass kasutas võrgu ID jaoks rohkem oktette, mis muutis hostide ID väiksemaks ja vähendas võimalike hostide arvu.

Klassipõhised võrgud on alates 1993. aastast asendatud klassivaba domeenidevahelise marsruutimise (CIDR) abil. CIDR pakub ka võrgu- ja hostiaadressi. CIDR-is ei ole klassid, mis tähendab, et võrgu- ja hostiaadressi suurus ei pea olema oktettides.

IPv4-aadress CIDR-sõnastuses näeb välja järgmiselt

192.168.0.14/24

Kaldkriips ja number tähistavad bittide arvu, mida võrgu id kasutab, antud juhul 24 ehk 3 oktetti.

IP versioon 6

Kuna IPv4 on ainult 32-bitine, siis saab olemasolevate aadresside arv otsa. Selle vältimiseks on organisatsioon nimega Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) loonud IP Version 6 (IPv6), mis lõpuks asendab IPv4.

IP versioon 6 kasutab 16 oktetti ehk kokku 128 bitti. IPv6 oktetid kirjutatakse kuueteistkümnendmärgina ja eraldatakse koolonitega (:). IPv6-aadress võib välja näha nii:

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

IPv6-aadress võib olla pikk ja see võib põhjustada vigu, kui neid arvutisse sisestada või üles kirjutada. IPv6-aadressi saab teha lühemaks kahel viisil, jätmata midagi välja:

• Esialgavad nullid võib välja jätta: 2001:0db8:00b8:0008:0000:0000:0000:0001 becomes 2001:db8:b8:8:0:0:0:1
• Mis tahes arvu järjestikuseid, nullistatud "tükke" võib tihendada lihtsalt ::. Seda saab teha ainult üks kord samal aadressil: 2001:0db8:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0001 võib kirjutada kui 2001:db8::1.

DNS

DNS tähendab domeeninimede süsteemi

Seda nimetatakse ka teenindusserveriks. See põhineb kliendi-serveri võrguarhitektuuril. See sisaldab avalike IP-aadresside andmebaasi. DNS on nagu telefoniraamat.

Muud versioonid

Enne IPv4-i kasutusel olnud versioonid olid eksperimentaalsed ja neid ei kasutatud kunagi laialdaselt. Versiooni 5 kasutati ainult Interneti-voo protokolli jaoks, mida samuti ei kasutatud kunagi laialdaselt.