Класове на IP-адреси: описание, характеристики и класификация

Всеки знае, че интернет връзките се извършват с участието на мрежови адреси. Всяко устройство в мрежата има свой собствен "ip". Но какво е на практика? Как се дефинират те и какво означават класовете за IP адрес?

Администрирането на определени интернет номера (IANA) е отговорно за управлението на разпространението на IP адреси по целия свят. Под контрола на IANA има пет регионални интернет регистри (RIR), които разпространяват IP блокове на доставчици на интернет услуги (ISP) и други доверени организации.

За да могат системите да се намират взаимно в разпределена среда, възлите са дадени адреси, уникално идентифициращи конкретната мрежа, в която е разположена системата и извършващи обратно разпознаване. Когато се комбинират, резултатът е глобален уникален идентификатор.

Как изглежда това?

Този адрес, известен като "ip", е код, състоящ се от числа, разделени от три точки, които разпознават конкретен компютър в интернет. Това е 32-битово двоично число, състоящо се от два под-адреса (идентификатори), споменати по-горе, които съответно разпознават мрежата и хоста в нея с условна граница, която ги разделя. Обикновено се показва като 4 октета от числа от 0-255, представени в десетична форма вместо двоични.

Например, 168.212.226.204 е 32-битово двоично число 10101000.11010100.11100010.11001100. Двоичното число е много важно, защото определя класа, към кой клас принадлежи IP адресът.

Местоположението на границата между мрежата и частите на хоста на ip идентификатора се определя с помощта на маска на подмрежата. Това е 32-битово двоично число, което действа като филтър, когато се прилага към подобен "ip". Сравнявайки маската на подмрежата с нея, системите могат да определят коя част от нея принадлежи на мрежата и коя част принадлежи на хоста. Във всеки случай той има бит, настроен на „1“, а основният бит в „ip“ е част от мрежовия адрес. Във всеки случай, когато маската на подмрежата е зададена на "0", асоциираният бит е част от хост ID. IP адресът, използван днес, се основава на тези правила. Класовете на IP-адресите също имат ясна структура, която е посочена по-долу.

Какво е бъдещето?

Размерът на мрежата е функция от броя на битовете, използвани за идентифициране на хост част от даден адрес. Ако маската на подмрежата показва, че за основната част от блока с адреси се използват 8 бита, за тази конкретна мрежа не са достъпни повече от 256 идентификатора на хоста. Ако тя показва, че за хост частта се използват 16 бита, могат да се прилагат максимум 65 536 възможни избора. Тези данни определят класовете мрежи по IP адреси.

Предвид бързия растеж на интернет и свързаните с него технологии, използването на IPv4 в дългосрочен план не е стабилно. В средата на 90-те години е разработен нов IPv6 метод, който използва 128 бита за тази цел. Технологията на новото поколение продължава да се развива и до днес, макар и бавно.

Къде са изброени мрежовите адреси?

Интернет протоколът е определен в RFC 791: Интернет протокол, публикуван през 1981 г. Той е предназначен за използване в компютърна мрежа с комутиране на пакети и осигурява предаването на пакети данни (определени като дейтаграми) от изходни устройства до получатели.

Изходните и целевите устройства се идентифицират с адрес с фиксирана дължина, определен от протокола. Спецификацията също взема предвид фрагментацията на данните и повторното сливане на по-дълги блокове, когато е необходимо. Спецификациите и класовете IP адреси не се отнасят до надеждността на данните, контрола на потока, последователността, качеството на услугата и т.н. Тези аспекти се обработват с помощта на технологии като TCP (Transmission Control Protocol).

Как работи?

Ключовият механизъм, използван в дефиницията на "ip" са: тип услуга, време на работа, параметри и контролна сума на заглавната част. Типът на услугата се използва за обозначаване на качеството на изискваната услуга, която маршрутизаторите (или шлюзовете) трябва да използват, за да изберат параметрите на предаване, приложими към мрежата, или да предадат информация.

Времето за работа показва горната граница на това колко дълго дадена датаграма или пакет от данни трябва да бъдат изпратени на неуспех. Параметри ви позволяват да изпълнявате управленски функции за определени мрежи, като например ad hoc маршрутизиране, сигурност или времеви печати, но не се изискват за стандартни комуникации. Контролната сума на заглавката се използва, за да се гарантира правилното предаване на пакета от данни.

Доставчикът на интернет услуги (ISP) обикновено задава статичен (винаги един и същ) или динамичен адрес (променя се всеки път, когато влезете). Общо около 4,3 милиарда ip се използват в света. Видовете връзки са пряко зависими от това кой клас се използва в тях.

Видове "ip"

Класовете на IP-адресите са тяхната първоначална организационна структура. Всеки от тях определя максималния размер на потенциала за компютърна мрежа. Класът на адрес показва кои от неговите специфични битове ще бъдат използвани за идентификация на мрежата, за определяне на хост компютъра и идентификатора на хоста, и също така определя общия брой разрешени връзки за всяка мрежа. Установени са общо 5 общи класа IP адреси: A, B, C, D и E.

Клас А се използва за мрежи с много голям брой общи хостове, Б е предназначен за използване в мрежи от среден и голям мащаб, С - за малки локални мрежи. D и Е са за мултикастни и експериментални цели, съответно. Как да определим класа на IP-адреса? За да направите това, обърнете внимание на първия си октет, т.е. стойността в десетичната форма на първите четири байта.

А

Адресите от клас А винаги трябва да са настроени на “0”. Тъй като такива мрежи имат 8-битова мрежова маска, използването на водеща нула оставя само 7 бита за мрежовата част на адреса, което позволява до 128 възможни номера, вариращи от 0.0.0.0 до 127.0.0.0. Заслужава да се отбележи, че номер 127.xxx е запазен за loopback, който се използва за вътрешно тестване на локалния компютър.

B

IP адресите от клас B винаги имат първия бит, зададен на “1”, а вторият на “0”. Тъй като те имат 16-битова маска на мрежата, използването на главния модел оставя 14 бита за мрежовата част на адреса. Това дава възможност да се използват максимум 16,384 мрежови номера, започвайки от 128.0.0.0 и завършвайки с 191.255.0.0.

C

В идентификаторите С първите два бита са настроени на "1", а третите на "0". Тъй като те имат 24-битова мрежова маска, това оставя 21 бита за мрежовата част на адреса и това прави възможно да се прилагат до 2 097,152 адреса, вариращи от 192.0.0.0 до 223.255.255.0.

D

Адресите от клас D се използват за многоадресни приложения. В тях първите три бита са настроени на "1", а техните четвърти - на "0". Те са 32-битови, а това означава, че всички стойности в диапазона 224.0.0.0 - 239.255.255.255 се използват за уникално идентифициране на групите за множествено предаване. В пространството клас D няма адреси на хост, тъй като всички хостове в групата споделят общ IP за получателя.

E

Адресите Е се определят като експериментални, които са запазени за бъдещи цели на тестване. Те никога не са били регистрирани или използвани по стандартен начин. Първият им октет е в диапазона от 240 до 255. Този диапазон е запазен от IETF, а връзката е подобна на версия D. Тъй като не е включена в основните класове IP адреси, специалните IP адреси Е не трябва да се присвояват на хост устройства.

За по-голяма яснота е по-добре тези данни да се представят в структурирана форма.

Такава таблица от класове IP-адреси помага да се определи с точност вида на връзката и “ip”, ​​използвани в него.

Каква е актуализираната технология?

IETF идентифицира проблем с бързото изчерпване на адресното пространство преди няколко десетилетия. Въпреки изобретяването на безкласово адресиране, беше изчислено, че е необходим нов протокол, който да отговаря на дългосрочните нужди. IPv6 е проектиран като следващ стандарт, който беше издаден през 1995 година. Полученото адресно пространство беше увеличено от 32 на 128 бита (16 октета), което изследователите установиха, че са адекватни, поне за средносрочните изисквания за растеж в интернет.

Друго решение

След изобретяването на системата за имена на домейни (DNS) стана ясно, че използването на класове за идентификатори ще ограничи мащабируемостта на интернет. В резултат на това IETF публикува RC 1518 и 1519 през 1993 г., за да дефинира метод за маршрутизиране на пакети данни без клас. Най-новата дефиниция на този стандарт е настъпила през 2006 г. в съответствие с RFC 4632. Безкласовото "ip" адресиране е въведено като по-ефективно средство за използване на мрежово пространство в сравнение с настоящата система. Когато се използва тази технология, "ip" се разглежда като 32-битов поток, където границата между идентификацията на мрежата и хоста може да бъде във всяка от битовите позиции. Нейната мрежова част се определя от числото 1, което в маската на подмрежата се отнася за целия адрес. Маската на подмрежата се използва локално на хостове, свързани към мрежата и никога не се предава в пакет данни или дейтаграма.