Co to jest adres IPv4?

IPv4 to pierwsza wersja protokołu internetowego uruchomiona przez Departament Obrony Stanów Zjednoczonych w ramach sieci ARPANET (Advanced Research Projects Agency Network). Jest w stanie generować miliardy adresów IP, co jest jedną z głównych cech protokołu IPv4. Odkąd IPv4 został uruchomiony w 1983 roku, jesteśmy na skraju wyczerpania adresów IP wraz z pojawieniem się większej liczby urządzeń IoT. W tym artykule wraz z poznaniem, czym jest adres IPv4, przeczytasz również o zaletach i wadach IPv4.

Co to jest adres IPv4?

IPv4 to pierwsza wersja protokołu internetowego. Używa 32-bitowej przestrzeni adresowej , która jest najczęściej używanym adresem IP. Ten 32-bitowy adres jest zapisany jako cztery liczby oddzielone przecinkiem. Każdy zestaw liczb nazywa się oktetem . Liczby w każdym oktecie mieszczą się w zakresie od 0-255 . IPv4 jest w stanie utworzyć 4,3 miliarda unikalnych adresów IP. Przykładem adresu IPv4 jest 234.123.42.65. W dalszej części artykułu zobaczymy również, jak przekonwertować adres IPv4 na kod binarny za pomocą metody konwertera IPv4 na binarny.

Części IPv4

Adres IP składa się z trzech części:

• Sieć: Ta część adresu IP identyfikuje sieć, do której należy adres IP. Lewa strona adresu IP nazywana jest częścią sieci.
• Host: Część adresu IP dotycząca hosta zwykle różni się od siebie, aby jednoznacznie identyfikować urządzenie w Internecie. Jednak część sieciowa jest podobna dla każdego hosta w sieci.

Na przykład części Network i Host tego adresu IP (234.123.42.65 ) to:

• Numer podsieci: Jest to opcjonalna część adresu IP. Jest to podział adresu IP na wiele mniejszych segmentów. Pomaga łączyć sieci i zmniejsza ruch.

Konwersja adresów IPv4 na kod binarny

Chociaż używamy IPv4 jako 32-bitowego adresu numerycznego, komputery i sieci pracują z językiem binarnym. Rozumiemy, jak adres IP jest konwertowany na język binarny przy użyciu metody konwertera IPv4 na binarny. Jak czytaliśmy wcześniej o tym, czym jest oktet, bity w każdym oktecie są oznaczone liczbą. Zobaczymy teraz, jak używać 8-bitowego wykresu oktetowego. Składa się z liczby, która reprezentuje wartość każdego bitu.

Jest to adres IP: 234.123.42.65, który przekonwertujemy na język binarny za pomocą wykresu oktetowego. Każdy bit w oktecie jest reprezentowany jako 1 lub 0. Pierwszy oktet składa się z liczby 234. Teraz musimy dowiedzieć się, jakie liczby z tabeli oktetowej dają 234. Liczby, które sumują się do 234, to 128+ 64+32+8+2. Podobnie wszystkie liczby, które się sumują, są reprezentowane przez 1, podczas gdy pozostałe liczby są reprezentowane przez 0.

Tak więc liczba binarna dla 234 jest równa 11101010. Podobnie proces ten jest przeprowadzany ze wszystkimi oktetami.

Dlatego język binarny dla adresu IP 234.123.42.65 to 11101010.01111011.00101010.01000001

Przeczytaj także: Napraw adres IP serwera nie można znaleźć w systemie Windows 10

Model IPv4–OSI

Międzynarodowa Organizacja Normalizacyjna podała model systemów komunikacyjnych OSI. OSI to skrót od Open System Interconnection . Model ten składa się z warstw, które wyjaśniają, w jaki sposób system powinien komunikować się z innym przy użyciu innego protokołu. Każda warstwa odgrywa kluczową rolę w systemie komunikacji. Model OSI składa się z następujących warstw:

• Aplikacja (Warstwa 7): Warstwa aplikacji jest najbliższa użytkownikowi. Podstawową funkcją warstwy jest odbieranie i wyświetlanie danych od i do użytkowników. Ta warstwa pomaga nawiązać komunikację poprzez niższe poziomy z aplikacją po drugiej stronie. Na przykład TelNet i FTP.
• Prezentacja (Warstwa 6): Warstwa prezentacji jest przeznaczona do przetwarzania. Część przetwarzająca obejmuje konwersję danych z formatu aplikacji na format sieciowy lub z formatu sieciowego na format aplikacji. Na przykład szyfrowanie i deszyfrowanie danych.
• Sesja (Warstwa 5): Warstwa sesji wchodzi w grę, gdy dwa komputery muszą się komunikować. Sesje te są tworzone w przypadku, gdy wymagana jest odpowiedź użytkownika. Ta warstwa jest odpowiedzialna za konfigurację, koordynację i wygaśnięcie sesji. Na przykład weryfikacja hasła.
• Transport (warstwa 4): Warstwa transportu zapewnia wszystkie aspekty transmisji danych z jednej sieci do drugiej, w tym ilość, prędkość i miejsce docelowe danych. W tej warstwie działają protokoły TCP/IP i UDP. Odbiera dane z powyższych warstw, dzieli je na mniejsze porcje zwane segmentami, a następnie dostarcza je do warstwy sieci.
• Sieć (warstwa 3): Warstwa sieci jest odpowiedzialna za kierowanie pakietów danych lub segmentów do ich miejsca docelowego. Mówiąc konkretnie, ta warstwa skutecznie wybiera właściwą ścieżkę, aby dotrzeć do właściwego miejsca.
• Łącze danych (warstwa 2): Warstwa łącza danych odpowiada za przesyłanie danych źródłowych z pierwszej warstwy, czyli warstwy fizycznej, do wyżej wymienionych warstw. Warstwa ta jest również odpowiedzialna za naprawę błędów, które pojawiają się podczas transferu .
• Fizyczna (Warstwa 1): Warstwa fizyczna to ostatnia warstwa modelu OSI. Warstwa ta obejmuje strukturę komunikacji i komponenty sprzętowe, takie jak typ i długość kabla, układ pinów, napięcie itp.

Struktura pakietów IPv4

Pakiet IPv4 składa się z dwóch części: nagłówka i danych . Może pomieścić 65 535 bajtów . Długość nagłówka IP wynosi od 20 do 60 bajtów. Nagłówek zawiera adres hosta i adres docelowy, a także inne pola informacji, które pomagają pakietowi danych dotrzeć do miejsca docelowego.

Nagłówek pakietu IPv4

Nagłówek pakietu IPv4 zawiera 13 obowiązkowych pól. Rozumiemy ich i ich role:

• Wersja: Jest to 4-bitowe pole nagłówka. Podaje informacje o aktualnej wersji używanego adresu IP.
• Długość nagłówka internetowego (IHL): Jest to długość całego nagłówka IP.
• Typ usługi: To pole zawiera informacje o sekwencji pakietów w transmisji.
• Całkowita długość: To pole określa całkowitą długość nagłówka IP. Minimalny rozmiar tego pola to 20 bajtów, a maksymalny rozmiar to 65 535 bajtów.
• Identyfikacja: Pole Identyfikacja części nagłówka pomaga zidentyfikować różne części pakietów, które są rozdzielane podczas transmisji danych.
• ECN: ECN oznacza wyraźne powiadomienie o przeciążeniu. To pole odpowiada za sprawdzanie przepełnienia pakietów na trasie transmisji.
• Flagi: Jest to 3-bitowe pole, które wskazuje, czy pakiet IP musi być pofragmentowany, czy nie, w zależności od rozmiaru danych.
• Przesunięcie fragmentu: Przesunięcie fragmentu to pole 13-bitowe. Umożliwia sekwencjonowanie i umieszczanie pofragmentowanych danych w pakiecie IP.
• Czas życia (TTL): Jest to zestaw wartości wysyłanych wraz z każdym pakietem danych, którego motywem jest unikanie otaczania pakietu danych. Wartość liczbowa dołączona do każdego pakietu IP zmniejsza się o jeden po napotkaniu każdego routera na jego trasie. Gdy tylko wartość TTL osiągnie jeden, pakiet IP jest odrzucany.
• Protokół: Protokół to 8-bitowe pole, które jest odpowiedzialne za przekazywanie informacji Warstwy Sieci o tym, do którego protokołu należy pakiet IP.
• Suma kontrolna nagłówka: To pole zajmuje się wykrywaniem błędów komunikacji w nagłówkach i odebranych pakietach danych.
• Źródłowy adres IP: To pole 32-bitowe, które składa się z adresu IPv4 nadawcy.
• Docelowy adres IP: Jest to 32-bitowe pole, które składa się z adresu IPv4 odbiorcy.
• Opcje: Pole Opcje jest używane, gdy długość MPH jest większa niż 5.

Teraz poznajmy charakterystykę protokołu IPv4 oraz zalety i wady IPv4.

Przeczytaj także: 10 najlepszych publicznych serwerów DNS w 2022 r.: Porównanie i przegląd

Charakterystyka IPv4

Poniżej wymieniono charakterystykę IPv4:

• IPv4 używa 32-bitowego adresu IP.
• Liczby w adresie są oddzielone kropką dziesiętną .
• Składa się z typów adresów unicast, multicast i broadcast .
• IPv4 ma strukturę dwunastu pól nagłówka .
• Wirtualna maska ​​podsieci (VLSM) jest obsługiwana przez IPv4.
• Używa protokołu Post Address Resolution Protocol do mapowania na adres Mac.
• Sieci projektuje się za pomocą DHCP (program dynamicznej konfiguracji hosta) lub w trybie ręcznym .

Zalety i wady IPv4

Przyjrzyjmy się zaletom i wadom IPv4:

Zalety IPv4

• Przydział sieci i kompatybilność IPv4 są godne pochwały.
• Posiada wydajną usługę routingu .
• Adresy IPv4 zapewniają doskonałe kodowanie .
• Można go łatwo podłączyć do wielu urządzeń w sieci.
• Jest to specyficzny środek komunikacji , głównie w organizacji multicastowej.

Wady IPv4

• Adresy IPv4 są na granicy wyczerpania .
• Zarządzanie systemem IPv4 jest pracochłonne — intensywne, skomplikowane i powolne .
• Zapewnia nieefektywny i niewystarczający routing internetowy.
• Jego opcjonalna funkcja bezpieczeństwa .

Były to więc zalety i wady protokołu IPv4.

Zalecana:

• Co to jest adres IPv6 w sieci?
• Jak znaleźć czyjąś dokładną lokalizację za pomocą adresu IP?
• Napraw brak profilu sieciowego systemu Windows 10
• Co to jest protokół multipleksera kart sieciowych firmy Microsoft?

Chociaż nastąpiła zmiana w zaawansowanej wersji IPv4, którą jest IPv6 . Pomimo wyczerpania adresów IPv4 jest nadal używany ze względu na swoją kompatybilność. Mamy nadzieję, że nasz dokument bardzo dobrze poprowadził Cię w poznawaniu, czym jest adres IPv4 . Zostaw swoje pytania lub sugestie, jeśli takie istnieją, w sekcji komentarzy poniżej.