Kako funkcioniraju IP adrese?

2024 Autor: Geoffrey Carr | [email protected]. Zadnja promjena: 2023-12-17 10:57

Svaki uređaj povezan s mrežnim računalom, tabletom, kamerom, bez obzira na sve - treba jedinstveni identifikator, tako da drugi uređaji znaju doći do njega. U svijetu TCP / IP umrežavanja taj identifikator je adresa Internet Protocol (IP).

Ako ste radili s računalima za bilo koje vrijeme, vjerojatno ste bili izloženi IP adresama - one numeričke sekvence koje izgledaju nešto poput 192.168.0.15. Većinu vremena, ne moramo se izravno nositi s njima, budući da naši uređaji i mreže brinu o tim stvarima iza kulisa. Kada se moramo nositi s njima, često slijedimo upute o brojevima koje treba postaviti. No, ako ste ikada željeli malo dublje zaroniti u ono što ti brojevi znače, ovaj je članak za vas.

Zašto bi te briga? Pa, razumijevanje načina funkcioniranja IP adresa od vitalne je važnosti ako ikada želite riješiti problem zbog čega mreža ne radi ispravno ili zašto određeni uređaj ne povezuje način na koji biste to očekivali. A ako ikada trebate postaviti nešto malo naprednije poput hostinga poslužitelja igara ili poslužitelja medija na koji se mogu povezati prijatelji s interneta, trebat ćete znati nešto o adresiranju IP adrese. Osim toga, to je fascinantno.

Napomena: U ovom ćete članku pokriti osnove IP adresiranja, vrste stvari koje bi korisnici koji upotrebljavaju IP adrese, ali nikad doista nije mislio mnogo o njima, možda žele znati. Nećemo pokriti neke od naprednijih ili profesionalnih razina, poput IP klasa, usmjeravanja bez klase i prilagođenog subneta … ali ćemo ukazati na neke izvore za daljnje čitanje dok idemo zajedno.

Što je IP adresa?

IP adresa jedinstveno identificira uređaj na mreži. Već ste vidjeli te adrese; oni izgledaju nešto poput 192.168.1.34.

IP adresa je uvijek skup od četiri brojeve kao što je to. Svaki broj može biti u rasponu od 0 do 255. Dakle, cijeli raspon IP adresa kreće se od 0.0.0.0 do 255.255.255.255.

Razlog zašto svaki broj može dosegnuti do 255 je da je svaki od brojeva stvarno osam znamenkasti binarni broj (ponekad nazvan oktet). U oktetu, broj nula bi bio 00000000, a broj 255 bio bi 11111111, maksimalni broj okteta koji može doći. Ta IP adresa koju smo spomenuli prije (192.168.1.34) u binarnom bi izgledao ovako: 11000000.10101000.00000001.00100010.

Računala rade s binarnim formatom, ali mi ljudi lakše radimo s decimalnim formatom. Ipak, znajući da su adrese zapravo binarni brojevi, pomoći će nam da shvatimo zašto neke stvari oko IP adresa funkcioniraju na način na koji rade.

Nemojte se brinuti, ipak! U ovom članku nećemo vam baciti puno binarnih ili mathnih podataka, stoga samo nosite s nama malo duže.

Dva dijela IP adrese

IP adresa uređaja zapravo se sastoji od dva odvojena dijela:

ID mreže: ID mreže dio je IP adrese počevši od lijeve strane koja identificira određenu mrežu na kojoj se uređaj nalazi. Na tipičnoj kućnoj mreži, gdje uređaj ima IP adresu 192.168.1.34, 192.168.1 dio adrese bit će mrežni ID. Prilikom popunjavanja završnog dijela nedostaje nula, stoga možemo reći da je mrežni ID uređaja 192.168.1.0.
ID poslužitelja: ID hosta je dio IP adrese koja ne preuzima mrežni ID. Identificira određeni uređaj (u svijetu TCP / IP, nazivamo uređajima "hostovi") na toj mreži. Nastavljajući naš primjer IP adrese 192.168.1.34, ID hosta bio bi 34 - jedinstveni ID domaćin na mreži 192.168.1.0.

Na kućnoj mreži možete vidjeti nekoliko uređaja s IP adresom kao što su 192.168.1.1, 192.168.1.2, 192.168.1 30 i 192.168.1.34. Sve su to jedinstveni uređaji (u tom slučaju s ID-ovima hosta 1, 2, 30 i 34) na istoj mreži (s ID mrežom 192.168.1.0).

Da bismo sve ovo malo bolje opisali, pretvorimo se u analogiju. Prilično je slično tome kako ulične adrese funkcioniraju unutar grada. Uzmi adresu kao što je 2013 Paradise Street. Ime ulice nalikuje se mrežnom ID-ju, a kućni je broj sličan ID-u hosta. Unutar grada, dvije ulice neće biti iste nazive, baš kao što se neće nazvati dva ID-a mreže na istoj mreži. Na određenoj ulici svaki kućni broj je jedinstven, baš kao i svi kućni kućni hostovi unutar određenog mrežnog ID-a jedinstveni.

Maska podmreže

Na koji način vaš uređaj određuje koji je dio IP adrese mrežni ID i koji dio ID-ja hosta? Za to koriste drugi broj koji ćete uvijek vidjeti zajedno s IP adresom. Taj se broj naziva maska podmreže.

Na većini jednostavnih mreža (poput onih u domovima ili malim tvrtkama) vidjet ćete maske podmreže poput 255.255.255.0, gdje su sva četiri brojeva 255 ili 0. Položaj promjena od 255 do 0 označava podjelu između mreža i ID host. 255-ih "maskirati" ID mreže iz jednadžbe.

Napomena: osnovne maske podmreže koje ovdje opisujemo poznate su kao zadane maske podmreže. Stvari postaju složenije od toga na većim mrežama. Ljudi često koriste prilagođene maske podmreže (gdje položaj prekida između nula i onih koji se prebacuju unutar okteta) za stvaranje više podmreža na istoj mreži. To je malo izvan dosega ovog članka, ali ako ste zainteresirani, Cisco ima prilično dobar vodič za podmrežu.

Adresa zadane pristupnice

Pored same IP adrese i pripadajuće maske podmreže, vidjet ćete i zadanu adresu pristupnika s informacijama o IP adresiranju. Ovisno o platformi koju upotrebljavate, ova se adresa može nazvati nečim različitim. Ponekad se naziva "usmjerivač", "adresa usmjerivača", "zadana ruta" ili "samo gateway". To su sve ista stvar. To je zadana IP adresa na koju uređaj šalje mrežne podatke kada je taj podatak namijenjen za odlazak na drugu mrežu (jedan s različitim ID mrežom) od onog na kojem je uređaj uključen.

Najjednostavniji primjer toga nalazi se u tipičnoj kućnoj mreži.

Ako imate kućnu mrežu s više uređaja, vjerojatno imate usmjerivač koji je povezan s internetom putem modema. Taj usmjerivač može biti zasebni uređaj ili je možda dio komandne jedinice modema / usmjerivača koje ste dobili od vašeg davatelja internetskih usluga. Usmjerivač se nalazi između računala i uređaja na vašoj mreži i više uređaja koji se suočavaju s javnošću na internetu, prenoseći (ili usmjeravajući) promet natrag i naprijed.

Pretpostavimo da ste pokrenuli preglednik i krenuli na www.howtogeek.com. Vaše računalo šalje zahtjev na IP adresu našeg web mjesta. Budući da su naši poslužitelji na internetu a ne na vašoj kućnoj mreži, taj se promet šalje s vašeg računala na vaš usmjerivač (gateway), a vaš usmjerivač prosljeđuje zahtjev našem poslužitelju. Poslužitelj šalje prave informacije natrag vašem usmjerivaču, a zatim vraća informacije na uređaj koji ju je zatražio i vidjet ćete da se naša web-lokacija pojavljuje u pregledniku.

Tipično, usmjerivači su prema zadanim postavkama konfigurirani da imaju svoju privatnu IP adresu (njihova adresa na lokalnoj mreži) kao prvi ID hosta. Tako, primjerice, na kućnoj mreži koja koristi 192.168.1.0 za mrežni ID, usmjerivač će obično biti 192.168.1.1. Naravno, kao i većina stvari, možete to konfigurirati da bude nešto drugačije ako želite.

DNS poslužitelji

Postoji jedan konačni podatak koji ćete vidjeti dodijeljen uz IP adresu uređaja, masku podmreže i zadanu adresu pristupnika: adrese jednog ili dva poslužitelja DNS domene. Mi ljudi puno bolje radimo s imenima nego numeričkim adresama. Tipkanje www.howtogeek.com u adresnu traku preglednika mnogo je lakše nego zapamtiti i upisivati IP adresu našeg web mjesta.

DNS funkcionira poput telefonskog imenika, gleda stvari čitljive ljudima, poput imena web stranica i pretvarajući ih u IP adrese. DNS to čini pohranjivanjem svih tih informacija na sustav povezanih DNS poslužitelja preko interneta. Vaši uređaji trebaju znati adrese DNS poslužitelja kojima šalju upite.

Na tipičnoj maloj ili kućnoj mreži IP adrese DNS poslužitelja često su jednake kao zadana adresa pristupnika. Uređaji šalju svoje DNS upite na vaš ruter, koji zatim prosljeđuju zahtjeve na sve DNS poslužitelje koji su konfigurirani za korištenje routera. Prema zadanim postavkama, to su obično sve DNS poslužitelji vašeg ISP-a, ali ih možete promijeniti za korištenje različitih DNS poslužitelja, ako to želite. Ponekad možete imati bolji uspjeh pomoću DNS poslužitelja koje pružaju treće strane, kao što su Google ili OpenDNS.

Koja je razlika između IPv4 i IPv6?

Možda ste primijetili i tijekom pregledavanja postavki različite vrste IP adrese, nazvane IPv6 adresa. Vrste IP adresa za koje smo govorili do sada su adrese koje koristi IP verzija 4 (IPv4) - protokol razvijen kasnih sedamdesetih godina. Koriste 32 binarna bita o kojima smo razgovarali (u četiri okteta) kako bismo osigurali ukupno 4,29 milijardi mogućih jedinstvenih adresa. Iako to zvuči kao puno, sve javno dostupne adrese davno su bile dodijeljene tvrtkama. Mnogi od njih su neiskorišteni, ali su dodijeljeni i nedostupni za opću upotrebu.

Sredinom 90-ih, zabrinut zbog potencijalnog nedostatka IP adresa, Internet Engineering Task Force (IETF) dizajnirala je IPv6. IPv6 koristi 128-bitnu adresu umjesto 32-bitne adrese IPv4, tako da se ukupan broj jedinstvenih adresa mjeri u undecillions-a broj je dovoljno velik da je vjerojatno da će ikada ostati bez.

Za razliku od točkastog decimalnog zapisa koji se koristi u IPv4, IPv6 adrese se izražavaju u osam brojčanih grupa, podijeljene dvotočkom. Svaka grupa ima četiri heksadecimalne znamenke koja predstavlja 16 binarnih znamenki (tako da se naziva hektet). Tipična IPv6 adresa može izgledati ovako:


2601:7c1:100:ef69:b5ed:ed57:dbc0:2c1e

Stvar je, nedostatak IPv4 adresa koje je izazvalo sve brige uglavnom su ublažene povećanim korištenjem privatnih IP adresa iza usmjerivača. Sve više i više ljudi stvorilo je vlastite privatne mreže, koristeći one privatne IP adrese koje nisu javno izložene.

Dakle, iako je IPv6 još uvijek glavni igrač i taj prijelaz i dalje će se dogoditi, nikad se nije dogodilo potpuno predviđeno - barem još nije. Ako vas zanima učenje više, pogledajte ovu povijest i vremensku liniju IPv6.

Kako uređaj dobiva IP adresu?

Sada kada znate osnove rada IP adresa, razgovarajmo o načinu na koji uređaji dobivaju svoje IP adrese na prvom mjestu. Postoje dvije vrste IP zadataka: dinamički i statički.

Dinamična IP adresa dodjeljuje se automatski kada se uređaj spoji na mrežu. Velika većina mreža danas (uključujući i vašu kućnu mrežu) koristi nešto što se naziva Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP) kako bi se to dogodilo. DHCP je ugrađen u vaš usmjerivač. Kada se uređaj spoji na mrežu, šalje emitiranu poruku koja traži IP adresu. DHCP presreće ovu poruku i zatim dodjeljuje IP adresu tom uređaju iz bazena dostupnih IP adresa.

Postoje određene privatne IP adrese koje će usmjerivači koristiti za tu svrhu. Korištenje ovisi o tome tko je napravio vaš usmjerivač ili kako ste sami postavili stvari. Ti privatni IP rasponi uključuju:

10.0.0.0 – 10.255.255.255: Ako ste korisnik usluge Comcast / Xfinity, usmjerivač koji vam osigurava ISP dodjeljuje adrese u tom rasponu. Neki drugi ISP-ovi također koriste te adrese na svojim usmjerivačima, kao i Apple na AirPort usmjerivačima.
192.168.0.0 – 192.168.255.255: Većina komercijalnih usmjerivača postavljena je za dodjeljivanje IP adresa u tom rasponu. Na primjer, većina Linksys usmjerivača koriste 192.168.1.0 mrežu, dok D-Link i Netgear koriste i raspon 198.168.0.0
172.16.0.0 – 172.16.255.255: Takav raspon rijetko koristi bilo koji komercijalni dobavljač prema zadanim postavkama.
169.254.0.0 – 169.254.255.255: Ovo je poseban raspon koji koristi protokol pod nazivom Automatic Private IP Addressing. Ako je vaše računalo (ili neki drugi uređaj) postavljeno za automatsko preuzimanje svoje IP adrese, ali ne može pronaći DHCP poslužitelj, ona sebi dodjeljuje adresu u tom rasponu. Ako vidite jednu od ovih adresa, govori vam da vaš uređaj nije mogao doći do DHCP poslužitelja kada dođe vrijeme da dobije IP adresu, a možda imate problema s mrežom ili problema s usmjerivačem.

Stvar o dinamičnim adresama je da oni ponekad mogu promijeniti. DHCP poslužitelji unajmljuju IP adrese na uređaje, a kada su ti najami, uređaji moraju obnoviti zakup. Ponekad će uređaji dobiti drugačiju IP adresu od baze adresa koje poslužitelj može dodijeliti.

Većinu vremena to nije velika stvar, i sve će "samo raditi". Međutim, povremeno biste možda htjeli dati uređaj IP adresu koja se ne mijenja. Na primjer, možda imate uređaj koji morate ručno pristupiti i lakše je zapamtiti IP adresu od naziva. Ili možda imate određene aplikacije koje se mogu povezati samo s mrežnim uređajima pomoću njihove IP adrese.

U tim slučajevima, možete dodijeliti statičnu IP adresu za te uređaje. Postoji nekoliko načina za to. Ručno možete ručno konfigurirati uređaj statičnom IP adresom, iako to ponekad može biti janky. Drugi, elegantnije rješenje je da konfigurira vaš usmjerivač kako bi dodijelio statične IP adrese nekim uređajima tijekom onoga što bi normalno dinamičko dodjeljivanje DHCP poslužitelja. Na taj način, IP adresa nikada ne mijenja, ali ne prekidate DHCP proces koji drži sve glatko.