Che cos'è l'indirizzo IPv4?

IPv4 è la prima versione del protocollo Internet lanciato dal Dipartimento della Difesa negli Stati Uniti sulla sua rete di agenzie di progetti di ricerca avanzata (ARPANET). È in grado di produrre miliardi di indirizzi IP, che è una delle caratteristiche principali di IPv4. Da quando IPv4 è stato lanciato nel lontano 1983, siamo sull'orlo dell'esaurimento degli indirizzi IP con l'emergere di più dispositivi IoT. In questo articolo, oltre all'apprendimento dell'indirizzo IPv4, leggerai anche i vantaggi e gli svantaggi di IPv4.

Che cos'è l'indirizzo IPv4?

IPv4 è la prima versione del protocollo Internet. Utilizza uno spazio di indirizzi a 32 bit , che è l'indirizzo IP più comunemente utilizzato. Questo indirizzo a 32 bit viene scritto come quattro numeri separati da un decimale. Ogni serie di numeri è chiamata ottetto . I numeri in ogni ottetto vanno da 0 a 255 . IPv4 è in grado di creare 4,3 miliardi di indirizzi IP univoci. Un esempio di indirizzo IPv4 è 234.123.42.65. Più avanti nell'articolo, vedremo anche come convertire l'indirizzo IPv4 in codice binario utilizzando il metodo di conversione da IPv4 a binario.

Parti di IPv4

Un indirizzo IP è composto da tre parti:

• Rete: questa parte dell'indirizzo IP identifica la rete a cui appartiene l'indirizzo IP. Il lato sinistro dell'indirizzo IP è chiamato parte di rete.
• Host: la parte Host di un indirizzo IP di solito varia l'una dall'altra per identificare in modo univoco il dispositivo su Internet. Tuttavia, la parte di rete è simile per ogni host della rete.

Ad esempio, le parti Rete e Host di questo indirizzo IP (234.123.42.65 ) sono:

• Numero di sottorete: è una parte opzionale dell'indirizzo IP. È la partizione di un indirizzo IP in molti segmenti più piccoli. Aiuta a interconnettere le reti e riduce il traffico.

Conversione di indirizzi IPv4 in codice binario

Mentre utilizziamo IPv4 come indirizzo numerico a 32 bit, i computer e le reti funzionano con il linguaggio binario. Capiamo come un indirizzo IP viene convertito in linguaggio binario utilizzando il metodo di conversione da IPv4 a binario. Come abbiamo letto in precedenza su cos'è un ottetto, i bit in ogni ottetto sono indicati da un numero. Vedremo ora come utilizzare un grafico di ottetti a 8 bit. È costituito da un numero che rappresenta il valore di ciascun bit.

Questo è l'indirizzo IP: 234.123.42.65, che convertiremo in linguaggio binario usando il grafico dell'ottetto. Ogni bit nell'ottetto è rappresentato come 1 o 0. Il primo ottetto è costituito dal numero 234. Ora dovremo scoprire quali numeri dal grafico dell'ottetto sommano 234. I numeri che sommano 234 sono 128+ 64+32+8+2. Allo stesso modo, tutti i numeri che si sommano sono rappresentati con 1, mentre il resto dei numeri è rappresentato con 0.

Quindi, il numero binario per 234 risulta essere 11101010. Allo stesso modo, questo processo viene eseguito con tutti gli ottetti.

Pertanto, la lingua binaria per l'indirizzo IP 234.123.42.65 è 11101010.01111011.00101010.01000001

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Modello IPv4-OSI

L'International Standards Organization ha fornito il modello OSI per i sistemi di comunicazione. OSI sta per Open System Interconnection . Questo modello è costituito da livelli che spiegano come un sistema dovrebbe comunicare con un altro utilizzando un protocollo diverso. Ogni strato gioca un ruolo cruciale nel sistema di comunicazione. Il modello OSI è composto dai seguenti livelli:

• Applicazione (livello 7): il livello dell'applicazione è il più vicino all'utente. La funzione principale del livello è ricevere e visualizzare i dati da e verso gli utenti. Questo livello aiuta a stabilire la comunicazione attraverso i livelli inferiori con l'applicazione sull'altro lato. Ad esempio, TelNet e FTP.
• Presentazione (livello 6): il livello di presentazione è pensato per l'elaborazione. La parte di elaborazione comprende la conversione dei dati dal formato dell'applicazione al formato di rete o dal formato di rete al formato dell'applicazione. Ad esempio, crittografia e decrittografia dei dati.
• Session (Livello 5): Il livello di sessione entra in gioco quando due computer devono comunicare. Queste sessioni vengono create nel caso in cui sia richiesta una risposta da parte dell'utente. Questo livello è responsabile dell'impostazione, del coordinamento e della scadenza della sessione. Ad esempio, la verifica della password.
• Trasporto (livello 4): il livello di trasporto garantisce tutti gli aspetti della trasmissione dei dati da una rete all'altra, inclusa la quantità, la velocità e la destinazione dei dati. TCP/IP e UDP funzionano in questo livello. Riceve i dati dai livelli sopra, li scompone in blocchi più piccoli chiamati segmenti e li consegna ulteriormente al livello di rete.
• Rete (livello 3): il livello di rete è responsabile dell'instradamento dei pacchetti o dei segmenti di dati alla loro destinazione. Per essere precisi, questo livello sceglie in modo efficiente il percorso giusto per raggiungere il punto giusto.
• Data Link (Livello 2): Il livello di collegamento dati è incaricato di trasferire i dati di origine dal primo livello, che è il livello fisico, ai livelli sopra menzionati. Questo livello è anche responsabile della correzione degli errori che si verificano durante il trasferimento .
• Fisico (livello 1): il livello fisico è l'ultimo livello del modello OSI. Questo livello include la struttura di comunicazione e i componenti hardware come il tipo e la lunghezza del cavo, la disposizione dei pin, la tensione, ecc.

Struttura del pacchetto IPv4

Un pacchetto IPv4 è composto da due parti: intestazione e dati . È in grado di trasportare 65.535 byte . La lunghezza di un'intestazione IP varia da 20 a 60 byte. L'intestazione include l'host e l'indirizzo di destinazione, nonché altri campi di informazioni che aiutano il pacchetto di dati a raggiungere la destinazione.

Intestazione del pacchetto IPv4

Un'intestazione di pacchetto IPv4 ha 13 campi obbligatori. Capiamoli e i loro ruoli:

• Versione: è un campo di intestazione a 4 bit. Fornisce informazioni sulla versione corrente dell'IP in uso.
• Internet Header Length (IHL): questa è la lunghezza dell'intera intestazione IP.
• Tipo di servizio: questo campo fornisce informazioni sulla sequenza di pacchetti in trasmissione.
• Lunghezza totale: questo campo indica la lunghezza totale dell'intestazione IP. La dimensione minima per questo campo è 20 byte, mentre la dimensione massima sale a 65.535 byte.
• Identificazione: il campo Identificazione della parte di intestazione aiuta a identificare le diverse parti dei pacchetti che vengono separate durante la trasmissione dei dati.
• ECN: ECN sta per Explicit Congestion Notification. Questo campo è responsabile del controllo del sovraffollamento dei pacchetti nel percorso di trasmissione.
• Flag: questo è un campo a 3 bit che indica se un pacchetto IP deve essere frammentato o meno in base alla dimensione dei dati.
• Fragment Offset: Fragment Offset è un campo a 13 bit. Consente la sequenza e il posizionamento dei dati frammentati in un pacchetto IP.
• Time to Live (TTL): è un insieme di valori che vengono inviati insieme a ciascun pacchetto di dati, con il motivo per evitare di circondare il pacchetto di dati. Il valore numerico associato a ciascun pacchetto IP diminuisce di uno dopo aver incontrato ciascun router sul suo percorso. Non appena il valore TTL raggiunge uno, il pacchetto IP viene scartato.
• Protocollo: il protocollo è un campo a 8 bit responsabile della trasmissione delle informazioni del livello di rete su quale protocollo appartiene a un pacchetto IP.
• Header Checksum: questo campo si occupa di individuare gli errori di comunicazione nelle intestazioni e nei pacchetti di dati ricevuti.
• Indirizzo IP di origine: questo è un campo a 32 bit, che consiste nell'indirizzo IPv4 del mittente.
• Indirizzo IP di destinazione: questo è un campo a 32 bit, che consiste nell'indirizzo IPv4 del ricevitore.
• Opzioni: il campo Opzioni entra in uso quando la lunghezza del DIU è maggiore di 5.

Ora, impariamo le caratteristiche del protocollo IPv4 e vantaggi e svantaggi di IPv4.

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Caratteristiche di IPv4

Di seguito sono elencate le caratteristiche di IPv4:

• IPv4 utilizza un indirizzo IP a 32 bit.
• I numeri nell'indirizzo sono separati da un decimale chiamato punto .
• È costituito da tipi di indirizzi unicast, multicast e broadcast .
• IPv4 è strutturato con dodici campi di intestazione .
• La subnet mask di lunghezza virtuale (VLSM) è supportata da IPv4.
• Utilizza il Post Address Resolution Protocol per la mappatura all'indirizzo Mac.
• Le reti sono progettate con DHCP (Dynamic Host Configuration Program) o utilizzando la modalità manuale .

Vantaggi e svantaggi di IPv4

Diamo un'occhiata ai vantaggi e agli svantaggi di IPv4:

Vantaggi di IPv4

• L'allocazione di rete e la compatibilità di IPv4 sono encomiabili.
• Dispone di un servizio di routing produttivo .
• Gli indirizzi IPv4 forniscono una codifica perfetta .
• Può essere facilmente collegato a più dispositivi su una rete.
• È il mezzo di comunicazione specifico , principalmente nell'organizzazione multicast.

Svantaggi di IPv4

• Gli indirizzi IPv4 sono sull'orlo dell'esaurimento .
• La gestione del sistema IPv4 è laboriosa, complicata e lenta .
• Fornisce un routing Internet inefficiente e insufficiente .
• La sua funzione di sicurezza opzionale .

Quindi, questi erano vantaggi e svantaggi del protocollo IPv4.

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Tuttavia, si è verificato un cambiamento nella versione avanzata di IPv4 che è IPv6 . Nonostante l'esaurimento degli indirizzi IPv4, continua ad essere utilizzato per la sua compatibilità. Ci auguriamo che il nostro documento ti abbia guidato molto bene nell'apprendere cos'è l'indirizzo IPv4 . Lascia le tue domande o suggerimenti, se presenti, nella sezione commenti qui sotto.