Что такое IPv4-адрес?

IPv4 — это первая версия Интернет-протокола, запущенная Министерством обороны США в сети Агентства перспективных исследовательских проектов (ARPANET). Он способен создавать миллиарды IP-адресов, что является одной из выдающихся характеристик IPv4. Поскольку IPv4 был запущен еще в 1983 году, мы находимся на грани исчерпания IP-адресов с появлением большего количества устройств IoT. В этой статье, помимо изучения того, что такое IPv4-адрес, вы также прочтете о преимуществах и недостатках IPv4.

Что такое IPv4-адрес?

IPv4 — это первая версия интернет-протокола. Он использует 32-битное адресное пространство , которое является наиболее часто используемым IP-адресом. Этот 32-битный адрес записывается в виде четырех чисел, разделенных десятичным знаком. Каждый набор чисел называется октетом . Числа в каждом октете находятся в диапазоне от 0 до 255 . IPv4 может создавать 4,3 миллиарда уникальных IP-адресов. Пример того, что такое адрес IPv4: 234.123.42.65. Далее в статье мы также увидим, как преобразовать IPv4-адрес в двоичный код с помощью метода преобразования IPv4 в двоичный код.

Части IPv4

IP-адрес состоит из трех частей:

• Сеть: Эта часть IP-адреса идентифицирует сеть, к которой принадлежит IP-адрес. Левая часть IP-адреса называется сетевой частью.
• Хост: Хостовая часть IP-адреса обычно отличается друг от друга, чтобы однозначно идентифицировать устройство в Интернете. Однако сетевая часть одинакова для каждого хоста в сети.

Например, сетевая и хостовая части этого IP-адреса (234.123.42.65 ):

• Номер подсети: это необязательная часть IP-адреса. Это разделение IP-адреса на множество более мелких сегментов. Это помогает соединять сети и снижает трафик.

Преобразование адресов IPv4 в двоичный код

Хотя мы используем IPv4 в качестве 32-битного числового адреса, компьютеры и сети работают с двоичным языком. Давайте разберемся, как IP-адрес преобразуется в двоичный язык с использованием метода преобразования IPv4 в двоичный код. Как мы читали ранее о том, что такое октет, биты в каждом октете обозначаются числом. Теперь мы увидим, как использовать 8-битную диаграмму октетов. Он состоит из числа, которое представляет значение каждого бита.

Это IP-адрес: 234.123.42.65, который мы преобразуем в двоичный язык, используя диаграмму октетов. Каждый бит в октете представлен как 1 или 0. Первый октет состоит из числа 234. Теперь нам нужно выяснить, какие числа из таблицы октетов дают в сумме 234. Числа, которые в сумме дают 234, — это 128+. 64+32+8+2. Точно так же все числа, которые складываются, представлены 1, тогда как остальные числа представлены 0.

Итак, двоичное число для 234 получается 11101010. Аналогично этот процесс выполняется со всеми октетами.

Следовательно, двоичный язык для IP-адреса 234.123.42.65 равен 11101010.01111011.00101010.01000001.

Читайте также: Исправить IP-адрес сервера не удалось найти в Windows 10

Модель IPv4–OSI

Международная организация по стандартизации разработала модель OSI для систем связи. OSI расшифровывается как Open System Interconnection . Эта модель состоит из уровней, которые объясняют, как система должна взаимодействовать с другой системой, используя другой протокол. Каждый слой играет решающую роль в системе связи. Модель OSI состоит из следующих уровней:

• Приложение (уровень 7): уровень приложения ближе всего к пользователю. Основная функция слоя состоит в том, чтобы получать и отображать данные от пользователей и для них. Этот уровень помогает установить связь через нижние уровни с приложением на другой стороне. Например, TelNet и FTP.
• Презентация (уровень 6): Уровень презентации предназначен для обработки. Часть обработки включает преобразование данных из формата приложения в сетевой формат или из сетевого формата в формат приложения. Например, шифрование и дешифрование данных.
• Сеанс (уровень 5): Сеансовый уровень вступает в игру, когда два компьютера должны взаимодействовать. Эти сеансы создаются на случай, если от пользователя требуется ответ. Этот уровень отвечает за настройку, координацию и завершение сеанса. Например, проверка пароля.
• Транспортный уровень (уровень 4) . Транспортный уровень обеспечивает все аспекты передачи данных из одной сети в другую, включая объем, скорость и место назначения данных. TCP/IP и UDP работают на этом уровне. Он получает данные от вышеперечисленных уровней, разбивает их на более мелкие фрагменты, называемые сегментами, и далее доставляет их на сетевой уровень.
• Сеть (уровень 3): сетевой уровень отвечает за маршрутизацию пакетов данных или сегментов к месту назначения. Чтобы быть точным, этот слой эффективно выбирает правильный путь для достижения нужного места.
• Канальный уровень (уровень 2): Канальный уровень отвечает за передачу исходных данных с первого уровня, который является физическим уровнем, на вышеупомянутые уровни. Этот уровень также отвечает за исправление ошибок, возникающих во время передачи .
• Физический (уровень 1): Физический уровень является последним уровнем модели OSI. Этот уровень включает в себя структуру связи и аппаратные компоненты , такие как тип и длина кабеля, расположение контактов, напряжение и т. д.

Структура пакета IPv4

Пакет IPv4 состоит из двух частей: заголовка и данных . Он способен передавать 65 535 байт . Длина IP-заголовка варьируется от 20 до 60 байт. Заголовок включает хост и адрес назначения, а также другие поля информации, которые помогают пакету данных достичь места назначения.

Заголовок пакета IPv4

Заголовок пакета IPv4 имеет 13 обязательных полей. Давайте разберемся с ними и их ролью:

• Версия: это 4-битное поле заголовка. Он предоставляет информацию о текущей используемой версии IP.
• Длина заголовка Интернета (IHL): это длина всего заголовка IP.
• Тип службы: в этом поле содержится информация о последовательности пакетов при передаче.
• Общая длина: в этом поле указывается общая длина заголовка IP. Минимальный размер этого поля составляет 20 байт, а максимальный размер достигает 65 535 байт.
• Идентификация: Поле идентификации части заголовка помогает идентифицировать различные части пакетов, которые разделяются во время передачи данных.
• ECN: ECN расшифровывается как явное уведомление о перегрузке. Это поле отвечает за проверку переполненности пакетов на пути передачи.
• Флаги: это 3-битное поле, которое указывает, требуется ли фрагментация IP-пакета или нет в соответствии с размером его данных.
• Смещение фрагмента: Смещение фрагмента представляет собой 13-битное поле. Это позволяет упорядочивать и размещать фрагментированные данные в IP-пакете.
• Время жизни (TTL): это набор значений, которые отправляются вместе с каждым пакетом данных с целью избежать окружения пакета данных. Числовое значение, прикрепленное к каждому IP-пакету, уменьшается на единицу после прохождения каждого маршрутизатора на его маршруте. Как только значение TTL достигает единицы, IP-пакет удаляется.
• Протокол: Протокол — это 8-битное поле, которое отвечает за передачу информации сетевого уровня о том, к какому протоколу принадлежит IP-пакет.
• Контрольная сумма заголовка: это поле отвечает за обнаружение ошибок связи в заголовках и полученных пакетах данных.
• Исходный IP-адрес: это 32-битное поле, состоящее из IPv4-адреса отправителя.
• IP-адрес назначения: это 32-битное поле, состоящее из IPv4-адреса получателя.
• Параметры: поле «Параметры» используется, когда длина IHL превышает 5.

Теперь давайте узнаем о характеристиках протокола IPv4, преимуществах и недостатках IPv4.

Читайте также: 10 лучших публичных DNS-серверов 2022 года: сравнение и обзор

Характеристики IPv4

Ниже перечислены характеристики IPv4:

• IPv4 использует 32-битный IP-адрес.
• Числа в адресе разделены десятичным знаком, называемым точкой .
• Он состоит из одноадресных, многоадресных и широковещательных типов адресов.
• IPv4 состоит из двенадцати полей заголовка .
• Маска подсети виртуальной длины (VLSM) поддерживается IPv4.
• Он использует протокол разрешения почтовых адресов для сопоставления с адресом Mac.
• Сети проектируются с помощью DHCP (программа динамической настройки хоста) или с использованием ручного режима .

Преимущества и недостатки IPv4

Давайте посмотрим на преимущества и недостатки IPv4:

Преимущества IPv4

• Сетевое распределение и совместимость IPv4 заслуживают похвалы.
• Имеет продуктивную службу маршрутизации .
• Адреса IPv4 обеспечивают идеальное кодирование .
• Он может легко подключаться к нескольким устройствам по сети.
• Это специфическое средство связи , чаще всего в многоадресной организации.

Недостатки IPv4

• Адреса IPv4 находятся на грани истощения .
• Управление системой IPv4 — трудоемкий, сложный и медленный процесс .
• Он обеспечивает неэффективную и недостаточную интернет-маршрутизацию.
• Его дополнительная функция безопасности .

Следовательно, это были преимущества и недостатки протокола IPv4.

Рекомендуемые:

• Что такое адрес IPv6 в сети?
• Как узнать чье-то точное местоположение по IP-адресу
• Исправить проблему отсутствия сетевого профиля Windows 10
• Что такое протокол мультиплексора сетевого адаптера Microsoft?

Хотя произошел сдвиг в расширенной версии IPv4, которая называется IPv6 . Несмотря на истощение адресов IPv4, он продолжает использоваться из-за своей совместимости. Мы надеемся, что наш документ очень хорошо помог вам узнать , что такое адрес IPv4 . Оставьте свои вопросы или предложения, если таковые имеются, в разделе комментариев ниже.