Основы и принципы адресации в сети интернет

Для безотказного функционирования глобальной сети необходимо, чтобы каждый сервер в интернете имел собственный адрес. Ранее это обеспечивалось протоколом IPv4/. Теперь активно внедряется его более совершенная версия — протокол IPv6. Чтобы полноценно пользоваться интернетом необходимо знать, как они функционируют и чем отличаются друг от друга.

Представление адреса

Всемирная сеть содержит гигантский объем информации. Данные расположены на огромном количестве серверов. Каждый из них имеет свой уникальный домен в сети интернет, с помощью которого его легко найти. Несмотря на то, что серверов в сети насчитываются миллиарды, каждый из них можно разыскать с его помощью. Адресация в интернете это важная часть его функционирования.

 Эволюция IP

Обычно, когда говорят об адресе, используют доменное имя. Одним из известных примеров является, например, домен http://www.google.com. Однако такого рода наименование предназначено большей частью для удобства пользователей. Для компьютеров адресом является группа из четырех цифр такого вида: a.b.c.d (с цифрами вместо символов). На каждом из четырех мест, разделенных точками, может использоваться целое число в промежутке от 0 до 255. Эта последовательность цифр называется IP-адресом. Несмотря на довольно простой вид, таким образом можно адресовать 2^32 степени адресов.

Когда пользователь в строке браузера набирает буквенный адрес (доменное имя), компьютер обращается к DNS-серверу, чтобы узнать о том, какой IP-адрес ему соответствует. После того, как ответ получен, браузер осуществляет переход и позволяет пользователю ознакомиться с содержимым страницы.

 Двоичный адрес IPv4

Символьный адрес выполняет дополнительные функции. Последняя его часть указывает, в какой стране находится страница или какого рода сайт расположен здесь. Например, обозначение «.ru» в имени говорит о том, что речь идет о российском сайте, а окончание имени «.org» указывает на сайт некоммерческой организации.

Роль и назначение протокола IP в модели TCP/IP

Работа интернета основана на использовании модели TCP/IP. Она включает в себя семь уровней.

Протокол IP действует на сетевом уровне.

  Модель стека протоколов TCP IP

Эти семь уровней расположены иерархически таким образом, что каждый из них предоставляет услуги вышестоящему (если такой имеется) и использует работу нижестоящего (при его наличии).

Протокол IP выполняет следующие функции:

  1. Обеспечивает уникальность выдаваемых публичных адресов в сети интернет.
  2. Этот протокол обеспечивает доставку сетевых пакетов между серверами, создавая маршрут между ними через промежуточные точки.
  3. Для работы использует нижестоящий (канальный) уровень.
  4. Поддерживает работу вышестоящего (транспортного) уровня.

Он предусматривает два основных типа интернет-адресов: публичные и частные. Первые должны быть уникальны во всем мире. Именно их рассматривают в качестве IP-адресов. Надо заметить, что далеко не всегда возникает необходимость в наличии такой уникальности онлайн. Например, если компьютеры входят в локальную сеть, им необходимо общаться только в пределах этой сети. Такие адресные обозначения называются частными. Их важной особенностью является то, что в пределах всей всемирной сети они могут повторяться любое количество раз. Дело в том, что каждый из них будет использоваться только в пределах своей локальной сети.

Хосты и подсети

На практике адресация в сети интернет предусматривает деление на подсети. То есть каждый IP-адрес идентифицирует сеть и входящий в нее компьютер (его называют хост).

Для того, чтобы разобраться в том, какая часть адреса относится к подсети, а какая к хосту, применяется маска подсети.

  Классы адресов

IP-адрес состоит из четырех чисел от 0 до 255. Каждое из этих значений можно выразить с помощью байта, состоящего из восьми битов. Таким образом речь идет о записи числа в двоичной форме. Расположив двоичные значения четырех байтов одно за другим, можно получить четыре байта или 32-разрядное двоичное число.

При этом определенное количество битов будет относиться к адресу подсети, а оставшиеся — адрес хоста, предназначенный для идентификации компьютера внутри подсети.

Для наглядности адресация в интернете будет пояснена на примере:

Рассмотрим адрес 01011101.10111011.01001000.00110000. В десятичном виде он выглядит следующим образом: 93.187.72.48. Предположим, что маска подсети равна 11111111.11111111.11111111.00000000. В этом случае IP адрес подсети — 01011101.10111011.01001000.00000000 или 93.187.72.0. В маске часть адреса, соответствующая хосту, выделена с помощью нулей. Она равна 0.0.0.48. Таким образом будет идентифицирован адрес хоста — компьютера внутри сети.

Назначения подсетей

В глобальной компьютерной сети предусмотрены различные виды адресов в интернете. Они называются классами и делятся в зависимости от их первых битов. Каждому из них соответствует определенный размер маски подсети.

В интернете уникальными должны быть только цифры, адресующие подсеть.

В дальнейшем для адресации стала использоваться бесклассовая система, в которой адрес подсети мог иметь любую разумную длину.

Подсети предназначены для того, чтобы давать адреса компьютерам, которые в них входят. В каждой из них имеется шлюз, куда поступают пакеты из внешнего мира. Затем информация передается компьютеру, находящемуся внутри сети. Отправка данных в интернет происходит в обратном порядке.

Важно! Когда в квартире или офисе установлен роутер, он фактически организует собственную подсеть. Когда провайдер раздает интернет, он в некоторых случаях рассматривает компьютер данного клиента в качестве входящего в большую подсеть интернета.

Структура заголовка пакета

Передача информации в интернете происходит путем отправки и получения пакетов. Каждый из них движется по определенному маршруту до того, как достигнет точки назначения. Пакет информации, согласно документации организован строго определенным образом.

 Заголовок IP-пакета

Он делится на две части: заголовок и данные.

Он состоит из большого количества служебных полей. Далее описываются основные из них:

  1. В поле «Версия» указывается «4».
  2. Далее указан размер заголовка. Это поле используется для того, чтобы компьютер мог определить, где начинаются данные и не произошло ли неправильное считывание информации.
  3. Далее указана информация про тип обслуживания. Первая часть длиной 6 бит определяет класс обслуживания, вторая указывает на наличие перегрузки информационного канала.
  4. В поле «Размер пакета» система указывает общую длину всего пакета, включая заголовок и данные. Минимальное значение равно 20, а максимальное — 65335 байт.
  5. Идентификатор важен в тех случаях, когда в процессе передачи сетевой пакет был разбит на части. В каждой из них должен быть указан такой идентификатор для того, чтобы сборка была проведена правильно.
  6. Флаги предоставляют дополнительную информации о проведении фрагментации.
  7. Время жизни определяет, что делать с теми данными, которые не попали к получателю, через указанное время они будут уничтожены при неудачной транспортировке.

В пакете также имеются другие данные, необходимые для организации передачи сетевого пакета потребителю.

Версии протокола IP: IPv4 и IPv6

В настоящее время существуют два варианта протокола интернета: IPv4 и IPv6. Второй из них можно рассматривать в качестве более высокой ступени развития первого.

Важно! Как известно, IPv4 предоставляет пользователям 32-битные адреса. Количество серверов в настоящее время стремительно растет. Это усиливает необходимость существенного увеличения адресного пространства. Протокол IPv6 обеспечивает 128-битные адреса серверов.

Преимущества IPv6

Этот протокол известен тем, что имеет следующие преимущества:

  1. В нем отсутствует необходимость использовать трансляцию сетевых адресов (NAT).
  2. Здесь имеется столько адресов, что нет необходимости делить их на публичные или частные.
  3. Механизм маршрутизации был доработан и стал более простым и эффективным.
  4. При использовании этого протокола применяется автоконфигурирование.
  5. Формат заголовка был упрощен.

При работе с этим протоколом поддержка конфиденциальности является встроенной.

Основные различия протоколов

Адрес в IPv4 является 32-битным и записывается в виде четырех целых чисел, не превосходящих 255. В IPv6 его записывают в виде восьми четырехзначных шестнадцатеричных цифр. Вот пример: 3ffe:1904:4546:3:201:f8ff:fe22:68cf.

Различия не только в разрядности и форме записей. Изменился механизм функционирования. Он стал не только более качественным и надежным, но и более простым.

Процедура того, как дается адрес в интернете при этом не изменилась.

Исчерпание адресного пространства

Протокол версии IPv4 способен адресовать огромное количество серверов. Однако интернет развивается настолько стремительно, что этих возможностей уже недостаточно. В ответ на возросшие требования был разработан IPv6, который существенно расширяет адресное пространство. При его использовании исчерпание адресного пространства в ближайшие годы не ожидается.

Работа с IPv6

Для того, чтобы выполнить подключение, нужно открыть Панель управления, перейти в сетевые настройки и выбрать нужное сетевое подключение.

Нажав на кнопку «Свойства» можно провести настройку.

Как включить

Если зайти в свойства подключения, нужно на первой странице убрать галочку с IPv4 и поставить в строке IPv6. Выбрав эту строку нужно перейти в Свойства. Если провайдер использует статический адрес, нужно отметить это в списке и ввести параметры, потом подтвердить их.

Указание протокола

После этого соединение с протоколом IPv6 начнет работать.

Автонастройка

Некоторые провайдеры автоматически предоставляют данные для подключения. Чтобы этим воспользоваться, нужно на странице, где вводят параметры соединения, в списке указать, что адрес будет получен в автоматическом режиме. Затем нажимают OK для подтверждения.

 Параметры IPv6

Альтернативная конфигурация

При установке параметров соединения нужно решить, как будут выбраны DNS-серверы. Они могут быть получены автоматически или в качестве альтернативной конфигурации указаны пользователем.

Проверка IPv6

После того, как настройки сделаны, можно проверить наличие подключения. Для этого можно запустить консоль и набрать следующую команду.

netsh interface ipv6 show interface «Подключение по локальной сети»

Затем нужно нажать Enter. После этого будет выдана информация о наличии подключения.

В кавычках указывают название подключения, которое проверяется.

IPv6 и VPN

Протокол IPv6 способен работать с большинством существующих сетей VPN. Для этого можно использовать как платные, так и бесплатные сети.

Использование частных приватных сетей позволит использовать преимущества этого протокола интернета при доступе к ним.

Адресация интернета с помощью протоколов IPv4 и IPv6 обеспечивает безотказное функционирование глобальной сети. Внедрение более совершенной версии позволит устранить риск исчерпания адресов серверов.

Технический эксперт

Подгорнов Илья ВладимировичВсё статьи нашего сайта проходят аудит технического консультанта. Если у Вас остались вопросы, Вы всегда их можете задать на его странице.

Похожие статьи
  •  IP-адрес протокола

    Базовый протокол Интернета: понятие передачи данных...

    Виды протоколов в сети Интернет: какой протокол является базовым. Интернет работает на основе нескольких ... Стандарты (протокола) обмена информацией. Какими бывают протоколы Интернета. Основные протоколы сети Интернет. IP, ICMP, TCP и UDP. Почтовые протоколы — SMTP, POP, IMAP.
  •  IP-адрес — важный протокол интернета

    Как поменять IP-адрес интернета: специальные...

    Как заменить айпи адрес интернета — статический и динамический адрес... Как и в случае социальных сетей, использование интернета предполагает наличия каждым персональным компьютером и портативным устройством, которое входит в сеть уникальной учетной записи. Прежде чем понять, как сменить IP интернета...
  • DNS

    Предпочитаемый DNS-сервер: использовать провайдера...

    Вручную посмотреть адрес ДНС-сервера провайдера (предпочитаемого) можно через настройки сети. Необходимо открыть панель управления, зайти в «Сеть и Интернет», после – «Центр управления сетями и общим доступом»...