IP adresa

Předpokládejme, že se s námi chce sejít jeden z našich přátel, ale nezná naši adresu. Zeptá se na naši adresu a my mu ji sdělíme, například 02, Vidyapuri Road, Supaul, Bihár, Indie. Po zadání adresy může snadno zjistit naši adresu. Stejně se postupuje i v případě internetu. Každá síť má přidělenou adresu.

Adresu IP přiděluje organizace IANA (Internet Assigned Numbers Authority). IANA je zodpovědná za systém adresování IP

IP adresa je dlouhé binární číslo složené z jedniček a nul. Adresa IPv4 má 32 binárních číslic (neboli bitů). IPv6 má 128 bitů, což umožňuje používat mnohem více IP adres. Adresy IP se obvykle zapisují v lidsky čitelné podobě, kdy je 8 bitů seskupeno do jednoho oktetu. Adresy IPv4 se obvykle zapisují jako skupina čtyř čísel. Každé číslo může nabývat hodnot od 0 do 255. Adresy IPv6 se zapisují jako skupina osmi hexadecimálních čísel. Mnoho adres Ipv6 obsahuje mnoho nul. Existují speciální pravidla, která říkají, že v určitých případech se tyto nuly psát nemusí.

Některé IP adresy lze v místní síti přidělovat libovolně. Protože nejsou jedinečné, nejsou směrovány na internet. Adresy, které lze volně přidělovat, se nazývají privátní IP adresy, ty, které jsou jedinečné, se nazývají veřejné. Aby mohla být soukromá adresa směrována, musí být přeložena na veřejnou. Tento proces překladu mezi soukromými a veřejnými adresami se nazývá překlad síťových adres neboli NAT. Tento úkol často provádějí také směrovače a firewally.

Existují tři různé typy adres:

• Unicastové adresy: Adresa je přiřazena jednomu konkrétnímu zařízení. Jedná se o nejběžnější případ, většina adres je unicastových.
• Vysílací adresy: adresují všechny počítače ve stejné síti. V některých případech je to užitečné, například pro automatické získání nové adresy. Odesílatel odešle data jednou a zařízení používaná pro směrování dat si podle potřeby vytvoří kopie.
• Vícesměrové adresy: Tento případ je podobný výše uvedenému případu vysílání: Některá zařízení mají zájem přijímat určitá data a síť je podle potřeby kopíruje. Velký rozdíl oproti výše uvedenému případu vysílání spočívá v tom, že data odeslaná pomocí vysílání vidí všechna zařízení připojená k síti. V případě vícesměrového vysílání se zařízení musí přihlásit k odběru, aby daný obsah viděla. Zařízení ve stejné síti, která nejsou přihlášena k odběru, obsah neuvidí.

Existují různé způsoby, jak získat novou IP adresu a nebýt nadále blokován za vandalismus. Jeden z nich se nazývá Bootstrap Protocol (obvykle zkráceně BOOTP). Zařízení, které potřebuje novou adresu, neví, v jaké síti se nachází, a proto použije IP adresu se samými nulami (0.0.0.0), kterou odešle jako broadcast do aktuální sítě na speciálním portu. Kromě toho odešle MAC adresu síťové karty a 4 bajty náhodného čísla. Server BOOTP odešle odpověď, rovněž jako broadcast, adresovanou na jiný port. Odpověď bude obsahovat adresu MAC klienta, náhodné číslo a adresu IP klienta. Když klient obdrží data, nastaví zadanou adresu. Pokud je takto nakonfigurován server BOOTP, odešle také adresu IP a název hostitele serveru BOOTP, název a cestu k souboru, který má být načten pro zavedení klienta (pomocí TFTP), nebo název adresáře, který má klient připojit pomocí systému NFS.

Protokol DHCP rozšiřuje protokol BOOTP a umožňuje odesílat více informací, například adresu časového serveru nebo informace užitečné pro směrování.

Automaticky získané IP adresy mohou být dynamické nebo statické. Statické adresování znamená, že stejný počítač dostane vždy stejnou IP adresu. Při dynamickém adresování získá zařízení nejbližší adresu, která se nepoužívá. Dynamické adresy, které se používají, je třeba čas od času přezkoumat. Pokud nejsou obnoveny, mohou být použity pro jiná zařízení.

V protokolu IPv4 se každá adresa skládá ze čtyř osmimístných binárních čísel, tzv. oktetů. Adresa IPv4 má celkem 32 bitů. Největší číslo, které lze vytvořit pomocí 8 běžných číslic, je 99 999 999, ale největší číslo, které lze vytvořit pomocí 8 binárních číslic, je 255 (binárně 11111111), takže každý oktet může být libovolné číslo od 0 do 255.

Adresa IPv4 může vypadat například takto:

198.51.100.137

Každý oktet je převeden do desítkové podoby a oddělen tečkou.

S dvěma různými koncovými čísly jsou také spojeny zvláštní významy. Obecně platí, že poslední číslo 0 znamená síť (tzv. základní adresa) a poslední číslo 255 znamená všechny hostitele v této síti (tzv. vysílací adresa). Počítače, které jsou ve stejné místní síti, sdílejí 3 ze 4 čísel. Počítač může být ve více než jedné síti. Může mít také několik jmen.

Veřejné/soukromé adresy

Problém protokolu IPv4 spočívá v tom, že umožňuje pouze 4,3 miliardy adres a my jsme je již téměř všechny využili. Aby se to oddálilo, byl vytvořen překlad síťových adres (NAT). Překlad síťových adres spočívá v tom, že síť sdílí jednu veřejnou IP adresu a každému počítači v síti přidělí soukromou IP adresu. Všichni, kdo žijí ve stejném domě, používají stejnou adresu, ale pošta může být určena pro více různých lidí žijících v domě.

Speciální IP adresy

Některé IP adresy jsou vyhrazeny pro zvláštní účely. Například adresa 127.0.0.1 se nazývá Loopback Address (zpětná adresa) a všechny pakety odeslané na tuto adresu se vracejí zpět na počítač, který je odeslal, například při odesílání pošty sobě samému. Ačkoli se to nemusí zdát užitečné, používá se k testování serverů.

Může být definován jako identifikuje třídu sítě

Může být definován jako identifikuje hostitele v síti.

Jedná se o trvalou internetovou adresu. Nelze ji měnit a musíme ji nastavit ručně. Používá se v menších sítích, kde všechny servery používají statické IP adresy. Je to jednoduchý způsob komunikace.

(Dynamický znamená neustále se měnící)

Jedná se o dočasnou internetovou adresu. Přiděluje ji server DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) z určitého rozsahu IP adres.

Podsíťování IPv4

Aby síť fungovala rychleji, je rozdělena na podsítě. IP adresa proto obsahuje ID sítě, ID podsítě a ID hostitele. K určení velikosti ID sítě, podsítě a hostitele se používá speciální binární číslo zvané maska podsítě.

Původní protokol IPv4 podporoval pouze 254 sítí, proto byla v roce 1981 specifikace adresování v Internetu změněna na třídní síťovou architekturu. Třídní síťová architektura umožnila větší počet jednotlivých sítí. První tři bity adresy IP určovaly její třídu. Pro běžnou počítačovou komunikaci (Unicast) byly definovány tři třídy (A, B a C). Velikost síťového ID vycházela z třídy adresy IP. Každá třída používala pro ID sítě více oktetů, čímž se ID hostitele zmenšilo a snížil se počet možných hostitelů.

Od roku 1993 byly sítě s třídami nahrazeny beztřídním mezidoménovým směrováním (CIDR). CIDR rovněž poskytuje síťovou adresu a adresu hostitele. CIDR nemá třídy, což znamená, že velikost síťové a hostitelské adresy nemusí být v oktetech.

Adresa IPv4 v notaci CIDR vypadá takto.

192.168.0.14/24

Lomítko a číslo představují počet bitů, které síťové ID používá, v tomto případě 24 nebo 3 oktety.

Protože IPv4 má pouze 32 bitů, počet dostupných adres se vyčerpá. Aby se tomu zabránilo, vytvořila organizace Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) IP verzi 6 (IPv6), která nakonec nahradí IPv4.

IP verze 6 používá 16 oktetů, tedy celkem 128 bitů. Oktety v protokolu IPv6 se zapisují v šestnáctkové soustavě a oddělují se dvojtečkami (:). Adresa IPv6 může vypadat takto:

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

Adresa IPv6 může být dlouhá, což může vést k chybám při jejím zadávání do počítače nebo zápisu. Existují dva způsoby, jak lze adresu IPv6 zkrátit, aniž by se něco vynechalo:

• Počáteční nuly lze vynechat: 2001:0db8:00b8:0008:0000:0000:0000:0001 becomes 2001:db8:b8:8:0:0:0:1
• Jakýkoli počet sekvenčních, zcela nulových "chunků" lze komprimovat jednoduše do ::. To lze v jedné adrese provést pouze jednou: 2001:0db8:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0001 lze zapsat jako 2001:db8::1

DNS je zkratka pro Domain Name System

Říká se mu také servisní server. Je založen na síťové architektuře klient-server. Obsahuje databázi veřejných IP adres. DNS se podobá telefonnímu seznamu.

Verze před IPv4 byly experimentální a nikdy nebyly široce používány. Verze 5 se používala výhradně pro protokol Internet Stream Protocol, který se rovněž nikdy široce nepoužíval.