« Мой адрес – не дом и не улица, мой адрес – 93.62.215.131 ». В интернете находят свое отражение определения из реальной жизни, и если в паспорте гражданина страны в прописке у нас обозначены номер дома и квартиры, то в документе интернет-пользователя фигурирует IP адрес:
С самого детства нас учат запоминать место своего жительства, потому что это очень важно. Помнить свой IP адрес наизусть не обязательно, но в некоторых ситуациях важно знать, где его посмотреть. О том, как узнать IP адрес и зачем это делать пойдет речь в данной статье.
Что это за адрес и как его узнать?
Интернет устроен так, что сайты не может посещать неизвестно, кто и уходить неизвестно куда. Это, безусловно, очень интересно сочетается с политикой анонимности и конфиденциальности, но факт остаётся фактом.
IP адрес является сетевым адресом узла, с помощью которого осуществляется подключение к интернету. Следует отметить, что у компьютера ( или другого устройства ) также существует IP адрес в рамках локальной сети.
Урок 1 Структура IP адреса
Что такое IP адрес компьютера или другого устройства в сети
Здравствуйте, уважаемые читатели блога Goldbusinessnet.com! Со времен зарождения интернета был разработан механизм, который систематизирует распределение информации в сети. Одной из составляющих этой системы является IP адрес, который присваивается каждому устройству (компьютеру, планшету, мобильнику), с помощью которых мы получаем доступ в интернет.
Оглавление
- Ай-пи адрес — что это такое и для чего используется
- Как найти и где посмотреть IP (Internet Protocol) адрес компьютера
Кроме того, для каждого сайта существует свой айпи, служащий его уникальным адресом и связанный с сервером хостинга (что это). По своей сути любой сервер является компьютером, только гораздо более мощным, дисковое пространство которого предназначено для размещения вебсайтов.
Я как-то уже описывал основные принципы устройства всемирной паутины и функционирования информационных ресурсов (в этой статье), которые базируются на связи ай-пи адресов, ДНС серверов и доменных имен сайтов. Советую ознакомиться с этим материалом, тем самым вы до конца сможете понять всю подноготную затронутой мной темы.
Что такое айпи адрес и из чего он состоит
Итак, мы установили, что вся совокупность ИП (устройств пользователей и вебресурсов, расположенных в сети) позволяет четко работать мировому интернету. Таким образом, думаю, понятно, для чего нужен IP адрес, причем уникальный. Прежде всего, для того, чтобы идентифицировать каждый сайт и любого юзера в сети.
Сама аббревиатура IP означает по-английски Internet Protocol (Интернет-Протокол). Причем различают глобальный адрес для серфинга и работы в мировой паутине и локальный для местной сети. Подробности разберем в следующих статьях по теме, ну а сейчас установим, какова общая структура ай-пи.
Для этого необходимо для начала отметить, что существует две версии адресации, которые имеют практическое значение: IPv4 и IPv6, отличающиеся количеством возможных вариантов, выраженных в байтах и битах. Например, ай-пи по версии IPv4 можно представить в виде 32-битового числа (4 байта) и в двоичном исчислении он выглядит так:
11111111 11101111 01111101 00000000
Как видите, ай-пи содержит четыре группы двоичных цифр (0 или 1). Однако, для практического использования формат IP адреса для удобства представляется обычно в виде десятичных цифр (числа от 0 до 255 в каждой из 4 групп, разделенных точками). Наш пример в этом случае можно записать таким образом:
255.239.125.0
Четвертая 32-битная версия представления адресного пространства была разработана уже давно и вначале вполне удовлетворяла всем потребностям, обеспечивая 2 32 (более 4 миллиардов) возможных адресов. На заре развития интернета это считалось вполне достаточным количеством.
Однако, с огромным ростом популярности мировой паутины и ростом числа ПК (а также мобильных устройств) уже на современном этапе ощущается дефицит айпи. Для решения этой проблемы была разработана новая система IPv6, упомянутая выше, где длина адреса увеличена с 32 до 128 бит. Это дает в итоге огромное количество 2 128 (два в сто двадцать восьмой степени) свободных адресов.
Казалось бы, в чем проблема? Необходимо просто внедрить разработку и дело в шляпе. Но не все так просто. Дело в том, что переход на IPv6 требует установки специального оборудования, к которому большинство провайдеров, предоставляющих услуги выхода в интернет, пока не готово.
Кроме того, переход на шестую версию интернет-адресации должен быть плавным, а это потребует какое-то время наряду с IPv6 оставить в использовании старую версию IPv4, что тоже сопряжено с техническими сложностями.
Организации, занимающиеся систематизацией адресного пространства, постепенно решают эту проблему, но это займет определенное время, а ситуация требует быстрого решения. Поэтому в настоящее время применяются различные методы перераспределения уже существующих айпи.
Теперь для того, чтобы информация была полной, необходимо вкратце сказать, какова длина и структура ИП в шестой версии. Здесь адресное число для удобства записывается восемью блоками по 16 бит. Каждый блок представлен четырьмя знаками в шестнадцатеричной системе счисления. Блоки разделяются между собой двоеточиями. Вот как пишется айпи адрес в IPv6:
3901:7bd8:65a4:0000:0000:0000:15ce:1335
Практическим примером использования шестнадцатеричной системы счисления может служить способ задания цветовых оттенков в CSS, где используется 16 знаков: цифры (от 0 до 9) и первые шесть букв латинского алфавита (a, b, c, d, e, f). Причем регистр неважен (можно использовать как строчные, так и заглавные буквы).
Существует сокращенный формат записи ИП, если присутствуют несколько идущих подряд групп с нулевыми битами (одни нули). Тогда используется символ двойного двоеточия «::». В нашем примере таких групп три, поэтому данный ай-пи может быть представлен так:
3901:7bd8:65a4::15ce:1335
Надо отметить, что двойное двоеточие можно использовать только один раз (иначе нет возможности определить число нулевых блоков в каждом отдельном случае). Однако, для уменьшения длины адреса не возбраняется опускать сколь угодно много количество нулей, обозначающих старшие разряды, находящиеся слева. Возьмем для примера такой ай-пи:
23da:00b3:0000:2f3c:02ab:00ff:ce28:8c00
Здесь опускаем все возможные нули. Только нужно иметь ввиду, что при таком способе в каждом блоке должен присутствовать хотя бы один знак. Поэтому группу «0000» заменяем на «0»:
23da:b3:0:2f3c:2ab:ff:ce28:8c00
Если корректно использованы все означенные выше правила, то любой сокращенный адрес можно без проблем восстановить и привести к первоначальному виду. Это важно. После предоставленной выше информации, полагаю, вопросов, зачем нужен IP адрес, что он значит и сколько в нем битов, уже не должно возникать.
Где и как посмотреть свой IP адрес компьютера
Бывают случаи, когда необходимо знать ай-пи своего компьютера или устройства, с помощью которого вы осуществляете выход в интернет. Чуть выше я уже говорил, что существуют внутренний (для локальной сети) и внешний (для выхода в интернет) айпи.
Сначала рассмотрим два варианта определения локального адреса на примере операционной системы Winows 7 как наиболее популярной на сегодняшний день.
1. Итак, где же находится внутренний IP адрес вашего ПК? Ведь совершенно логично, что такая информация обязательно должна быть. Действительно, его можно посмотреть, если нажать кнопку «Пуск», а затем выбрать пункт «Панель управления». В появившемся диалоговом окне щелкаем по разделу «Сеть и Интернет»:
Далее выбираем раздел «Центр управления сетями и общим доступом», в котором жмем ссылку «Подключение по локальной сети»:
В диалоговом окне, которое появится следом, кликаем по кнопке «Сведения», в результате чего узнаете свой внутренний ай-пи в числе прочей информации:
2. Второй способ посмотреть локальный ИП своего компьютера состоит в следующем. Вызовите командную строку с помощью сочетания клавиш Win (кнопка с логотипом Windows на клавиатуре)+R и введите буквенное сочетание «cmd»:
Далее жмете на «ОК», посредством чего вызываете окно соответствующей программы:
Теперь вводите на месте мигающей вертикальной черточки «ipconfig», в итоге через несколько мгновений получаете свой внутренний ай-пи адрес, причем, возможно, не только по версии IPv4, но и по версии IPv6:
Еще раз напомню, что это ай-пи вашего ПК в локальной сети. Внешний IP своего устройства, который предназначается для выхода в глобальную сеть (интернет) проверить еще проще. Существует целая куча онлайн сервисов, которые предлагают такую информацию. Скажем тот же Яндекс Интернетометр, перейдя на страницу которого вы сразу же получите требуемые данные:
В заключение посмотрите ролик, где текстовая информация дополнена видео:
Источник: goldbusinessnet.com
Протокол IPv4
Протокол IPv4 разработан в сентябре 1981 года.
Протокол IPv4 работает на межсетевом (сетевом) уровне стека протокола TCP/IP. Основной задачей протокола является осуществление передачи блоков данных (дейтаграмм) от хоста-отправителя, до хоста-назначения, где отправителями и получателями выступают вычислительные машины, однозначно идентифицируемые адресами фиксированной длины (IP-адресами). Также интернет протокол IP осуществляет, в случае необходимости, фрагментацию и сбору отправляемых дейтаграмм для передачи данных через другие сети с меньшим размером пакетов.
Недостатком протокола IP является ненадежность протокола, то есть перед началом передачи не устанавливается соединение, это говорит о том, что не подтверждается доставка пакетов, не осуществляется контроль корректности полученных данных (с помощью контрольной суммы) и не выполняется операция квитирования (обмен служебными сообщения с узлом-назначения и его готовностью приема пакетов).
Протокол IP отправляет и обрабатывает каждую дейтаграмму как независимую порцию данных, то есть не имея никаких других связей с другими дейтаграммами в глобальной сети интернет.
После отправки дейтаграммы протоколом IP в сеть, дальнейшие действия с этой дейтаграммой никак не контролируются отправителем. Получается, что если дейтаграмма, по каким-либо причинам, не может быть передана дальше по сети, она уничтожается. Хотя узел, уничтоживший дейтаграмму, имеет возможность сообщить о причине сбоя отправителю, по обратному адресу (в частности с помощью протокола ICMP). Гарантию доставки данных возложены на протоколы вышестоящего уровня (транспортный уровень), которые наделены для этого специальными механизмами (протокол TCP).
Как известно, на сетевом уровне модели OSI работают маршрутизаторы. Поэтому, одной из самых основных задач протокола IP – это осуществление маршрутизации дейтаграмм, другими словами, определение оптимального пути следования дейтаграмм (с помощью алгоритмов маршрутизации) от узла-отправителя сети к любому другому узлу сети на основании IP адреса.
Алгоритм работы протокола ip
Алгоритм работы протокола ip на каком-либо узле сети принимающего дейтаграмму из сети выглядит следующим образом:
Формат заголовка IP
Структура IP пакетов версии 4 представлена на рисунке
- Версия — для IPv4 значение поля должно быть равно 4.
- IHL — (Internet Header Length) длина заголовка IP-пакета в 32-битных словах (dword). Именно это поле указывает на начало блока данных в пакете. Минимальное корректное значение для этого поля равно 5.
- Тип обслуживания (Type of Service, акроним TOS) — байт, содержащий набор критериев, определяющих тип обслуживания IP-пакетов, представлен на рисунке.
Описание байта обслуживания побитно:
- 0-2 — приоритет (precedence) данного IP-сегмента
- 3 — требование ко времени задержки (delay) передачи IP-сегмента (0 — нормальная, 1 — низкая задержка)
- 4 — требование к пропускной способности (throughput) маршрута, по которому должен отправляться IP-сегмент (0 — низкая, 1 — высокая пропускная способность)
- 5 — требование к надежности (reliability) передачи IP-сегмента (0 — нормальная, 1 — высокая надежность)
- 6-7 — ECN — явное сообщение о задержке (управление IP-потоком).
Перехваченный IPv4 пакет с помощью сниффера Wireshark:
Фрагментация IP пакетов
На пути пакета от отправителя к получателю могут встречаться локальные и глобальные сети разных типов с разными допустимыми размерами полей данных кадров канального уровня (Maximum Transfer Unit – MTU). Так, сети Ethernet могут передавать кадры, несущие до 1500 байт данных, для сетей X.25 характерен размер поля данных кадра в 128 байт, сети FDDI могут передавать кадры размером в 4500 байт, в других сетях действуют свои ограничения.
Протокол IP умеет передавать дейтаграммы, длина которых больше MTU промежуточной сети, за счет фрагментирования – разбиения “большого пакета” на некоторое количество частей (фрагментов), размер каждой из которых удовлетворяет промежуточную сеть. После того, как все фрагменты будут переданы через промежуточную сеть, они будут собраны на узле-получателе модулем протокола IP обратно в “большой пакет”. Отметим, что сборку пакета из фрагментов осуществляет только получатель, а не какой-либо из промежуточных маршрутизаторов. Маршрутизаторы могут только фрагментировать пакеты, но не собирать их. Это связано с тем, что разные фрагменты одного пакета не обязательно будут проходить через одни и те же маршрутизаторы.
Для того, чтобы не перепутать фрагменты разных пакетов, используется поле Идентификации, значение которого должно быть одинаковым для всех фрагментов одного пакета и не повторяться для разных пакетов, пока у обоих пакетов не истекло время жизни. При делении данных пакета, размер всех фрагментов, кроме последнего, должен быть кратен 8 байтам. Это позволяет отвести меньше места в заголовке под поле Смещение фрагмента.
Второй бит поля Флаги (More fragments), если равен единице, указывает на то, что данный фрагмент – не последний в пакете. Если пакет отправляется без фрагментации, флаг “More fragments” устанавливается в 0, а поле Смещение фрагмента – заполняется нулевыми битами.
Если первый бит поля Флаги (Don’t fragment) равен единице, то фрагментация пакета запрещена. Если этот пакет должен быть передан через сеть с недостаточным MTU, то маршрутизатор вынужден будет его отбросить (и сообщить об этом отправителю посредством протокола ICMP). Этот флаг используется в случаях, когда отправителю известно, что у получателя нет достаточно ресурсов по восстановлению пакетов из фрагментов.
Классы IP адресов
Все IP-адреса можно разделить на две логические части — номера сети и номера узла сети (номер хоста). Чтобы определить какая именно часть IP-адреса принадлежит к номеру сети, а какая — к номеру хоста, определяется значениями первых бит адреса. Также, первые биты IP-адреса используются для того, чтобы определить к какому классу относится тот или другой IP-адрес.
На рисунке показана структура IP-адреса разных классов.
Если адрес начинается с 0, то сеть относят к классу А и номер сети занимает один байт, остальные 3 байта интерпретируются как номер узла в сети. Сети класса А имеют номера в диапазоне от 1 до 126. (Номер 0 не используется, а номер 127 зарезервирован для специальных целей, о чем будет сказано ниже.) Сетей класса А немного, зато количество узлов в них может достигать 2 24 , то есть 16 777 216 узлов.
Если первые два бита адреса равны 10, то сеть относится к классу В. В сетях класса В под номер сети и под номер узла отводится по 16 бит, то есть по 2 байта. Таким образом, сеть класса В является сетью средних размеров с максимальным числом узлов 2 16 , что составляет 65 536 узлов.
Если адрес начинается с последовательности 110, то это сеть класса С. В этом случае под номер сети отводится 24 бита, а под номер узла — 8 бит. Сети этого класса наиболее распространены, число узлов в них ограничено 2 8 , то есть 256 узлами.
Если адрес начинается с последовательности 1110, то он является адресом класса Dи обозначает особый, групповой адрес — multicast. Если в пакете в качестве адреса назначения указан адрес класса D, то такой пакет должны получить все узлы, которым присвоен данный адрес.
Если адрес начинается с последовательности 11110, то это значит, что данный адрес относится к классу Е. Адреса этого класса зарезервированы для будущих применений.
В таблице приведены диапазоны номеров сетей и максимальное число узлов, соответствующих каждому классу сетей.
Большие сети получают адреса класса А, средние — класса В, а маленькие — класса С.
Использование масок в IP адресации
Для того, чтобы получить тот или иной диапазон IP-адресов предприятиям предлагалось заполнить регистрационную форму, в которой перечислялось текущее число ЭВМ и планируемое увеличение количества вычислительных машин и в итоге предприятию выдавался класс IP – адресов: A, B, C, в зависимости от указанных данных в регистрационной форме.