IP адреси

Протоколът IP (Internet Protocol) изпълнява голяма част от функциите на комплекта от
протоколи TCP/IP. Всички протоколи и приложения в състава на комплекта TCP/IP се
изпълняват върху или над IP и използват неговото логическо адресиране в мрежовия слой и способността му да предава дейтаграми между хостове в свързани мрежи. IP се асоциира
със слоя Интернет на модела DoD и с мрежовия слой на модела OSI. Протоколът ICMP
(Internet Control Message Protocol) се счита за интегрална част от IP и използва IP за
доставяне на дейтаграми. Фразата „се изпълнява върху” не е ограничен термин
само за IP. Реално това е индустриален жаргон, използван за описание на протокол или
приложение от по-горен слой на модела OSI, което използва възможностите на друг
протокол от по-нисък слой (в този случай на IP в мрежовия слой).
IP осигурява ненадеждна услуга за доставяне на дейтаграми без установяване на връзка
(конекция), т.е. IP не гарантира, че дадена IP дейтаграма успешно ще достигне своето
местоназначение; вместо това протоколът полага максимални усилия за извършване на
доставката, което означава, че изпраща дейтаграмата и се надява тя да стигне дотам. IP
просто добавя логическите адреси от мрежовия слой на източника и местоназначението и
доставя дейтаграмата, разчитайки на други слоеве да гарантират нейното достигане до
местоназначението. Ако възникне проблем с доставянето, IP разчита на ICMP да изпрати
съобщения при възникване на грешка. Когато IP срещне грешка при доставянето, той
просто игнорира дейтаграмата, което предизвиква изпращане на ICMP съобщение до хоста- източник, в което детайлно се обяснява вида на възникналия проблем при доставянето. IP разчита на по-горните слоеве да осигурят надеждност; например на TCP.
Основните функции на IP протокола са логическото адресиране в мрежовия слой на
хостовете и доставянето на информация под формата на дейтаграми между хостове. IP
изпълнява и други важни функции, като фрагментация и реасемблиране, необходими
тогава, когато дейтаграмите са прекалено големи, за да бъдат изпратени от хоста-източник
и трябва да бъдат разбити на по-малки дейтаграми. IP работи без установяване на връзка.
Протоколът не следи, не потвърждава и не контролира потока от данни между хостовете. IP третира всяка дейтаграма като отделна единица; той просто адресира дейтаграмата и я
изпраща, надявайки се тя да стигне до местоназначението.
IP приема поток от данни от протоколите на транспортния слой (UDP или TCP), разбива
тази информация на парчета, адресира и пакетира всяко парче в дейтаграма, която след
това може да бъде изпратена до хоста-местоназначение по мрежата. Маршрутизаторите и
маршрутизиращите протоколи определят избора на път между източника и
местоназначението

В допълнение към MAC адреса, даден от производителя, всеки мрежов контролер
обикновено е свързан и с адрес на Интернет протокола (Internet Protocol). Този адрес,
наречен IP адрес, е логически адрес и е свързан с третия слой (мрежовия) на OSI
модела.

IP адресите позволяват да се групират компютрите (възли) в логически IP мрежи и
ефективно да се обменят данни между тези мрежи. Например компютрите във вашия
офис в София могат да имат IP адреси от една IP мрежа, а компютрите от вашия офис
във Варна да имат IP адреси от друга IP мрежа. Чрез анализиране на IP адреса на
местоназначението в даден пакет мрежовите устройства могат интелигентно да
„маршрутизират” този пакет и да обменят данни между мрежите.

Структура на IP адресирането

IP адресите обикновено се представят със четири 8-битови полета, разделени с точки
(“.”). Тези полета се наричат октети. Всеки 8-битов октет е представен с десетично число
в обхвата от 0 до 255.
Използвайки този механизъм за преобразуване, IP адресите могат да се представят или в
двоичен или в десетичен вид.

Примери:
10000000.00000001.00000001.00000001 = 128.1.1.1
10001010.10000001.00000001.00000010 = 138.129.1.2
10011100.10011011.11000010.10101010 = 156.153.194.170

Някои битове в IP адреса идентифицират мрежата към която принадлежат компютрите.
(По-нататък компютрите, които имат IP адреси ще наричаме хостове). Именно тези
мрежови битове се използват от мрежовите устройства за да маршрутизират данните
между мрежите. За два хоста, които имат идентични мрежови битове, казваме че се
намират в една и съща IP мрежа .

IP класове
IP адресите имат два компонента: мрежов компонент и хост

компонент. Местейки границата между мрежовите битове и битовете за хост е възможно да се гарантират достатъчно IP адреси за мрежа от всякакъв размер. Така, макар че всеки IP адрес е 32 бита, границата между битовете за мрежа и хост може да е различна за
различните мрежи. Когато получавате IP адрес, този адрес обикновено е допълнен с /хх накрая. С това се означава броя на мрежовите битове в IP адреса.

Традиционни класове A, B и C в IP адресирането

IP адресите обикновенно се представят със четири 8 битови полета(октети), разделени с точки. Всеки 8 битов октет е представен с десетично число в обхвата от 0 до 255. Някои битове в IP адреса идентифицират мрежата към която принадлежят компютрите, и тези битове се използват от мрежовите устройства за да маршрутизират данните между мрежите. Всеки IP адрес се състои от 2 части: Първата идентифицираща в коя мрежа е хостът, и втората показваща адреса на хоста в тази мрежа. Така местейки границата между мрежовите битове и битовете за хост, се гарантират достатъчно IP адреси за мрежа от всякъкъв тип.

В първите години от създаването на Интернет са съществували само три типа мрежи:
- /8 Клас „А”- Всички IP адреси започващи с двоичо 0. При десетичен запис тези IP адреси имат в първия октет число между 1 и 127. В този клас мрежи битовете за мрежа са 8- 1 октет; битовете за хост са 24- 3 октета; мрежите са 127, а хостовете в мрежа 16777216.
- /16 Клас „В”- Всички IP адреси започващи с двоичо 10. При десетичен запис тези IP адреси имат в първия октет число между 128 и 191. В този клас мрежи битовете за мрежа са 16- 2 октета; битовете за хост са 16- 2 октета; мрежите са 16383, а хостовете в мрежа 65536.
- /24 Клас „С”- Всички IP адреси започващи с двоичо 110. При десетичен запис тези IP адреси имат в първия октет число между 192 и 223. В този клас мрежи битовете за мрежа са 24- 3 октета; битовете за хост са 8- 1 октет; мрежите са 2097151, а хостовете в мрежа 256.
Тъй като тази схема на създаване на класове води до неефективно използване на адресното пространство, в днешно време вече се използват мрежи от типа /13, /14, /15, /16, /23 във зависимост от броя на хостовете във вашата мрежа.

Освен тези 3 традиционни класове адреси, съществуват още 2 класа- D и E. Адресите от тези класове не се предоставят на обикновенни потребители. Адресите от клас D започват с битове 1110, имат обхват от 224 до 247, като останалите битове в адреса се използват за дефиниране на групи за мултикастно предаване. Адресите от клас E започват с битове 11110, имат обхват от 248 до 254, а останалите битове в адресите от този клас са запазени за експериментално използване.

Мрежови маски

Когато конфигурирате с IP адрес, трябва да укажете на вашата система кои битове се
използват за определяне адреса на мрежата и кои битове за определяне на адреса на
хоста в мрежата. В днешни дни границата мрежа/хост обикновено се определя с
нотацията „/”. Тази нотация е неразбираема за компютъра, поради което се използва друг
метод, а именно IP мрежова маска
Мрежовата маска, също както и IP адреса има 32 бита. Тя обаче е дефинирана по-
различно от адреса. За да определите вашата маска, напишете „1” във всеки мрежов бит
и „0” в останалите битове. Получената стойност може да бъде записана двоично, във
вида на IP адреса, или даже шестнадесетично.

Подмрежи

Макар че мрежата /8 позволява адресиране на 16 милиона хоста, то в реалния живот не е
възможно толкова много хостове да се свържат към една физическа мрежа. Съществуват
следните ограничения:

Топологични ограничения:

-Много мрежови топологии не позволяват 16 милиона възли в проста физическа мрежа. Възникване на колизии Ако два възела в Ethernet мрежа предават в един и
същи момент се получава колизия и двата възела трябва да препредадат отново съобщението. С нарастването на броя на възлите в мрежата нараства и вероятността от колизии.

Административни ограничения:

-Самото следене в една 16 милионна мрежа, кой възел какъв IP адрес има е невероятно
предизвикателство дори за най-добрият мрежов администратор.
-Ниска мрежова производителност Увеличението на броя на възлите при ограничена
пропускателна способност води до деградация на производителността. Едно решение на тези проблеми е просто да не използваме голяма част от адресите в такава мрежа. Това води до значително намаляване на IP адресното пространство. Много по-добро решение е да разделим голямата мрежа на множество подмрежи.

Адреси на подмрежите

Простата мрежа може да съдържа множество подмрежи. Всяка подмрежа има уникален
адрес. Подмрежовият адрес е дефиниран от подмрежовите битове в мрежовата маска.
В мрежата 128.1.0.0/16 мрежовата маска 255.255.255.0 ни показва, че третият октет
дефинира частта за подмрежи в IP адресите на тази мрежа. С осем подмрежови бита е
възможно да представим 256 адреса:

Макар че е възможно да имаме 256 подмрежови адреса, някои устройства не разпознават
подмрежи състоящи се само от единици или само от нули.

Адреси на хостовете в подмрежа

Всяка подмрежа може да има множество хостове. За хостовете в подмрежата всички
мрежови и подмрежови битове трябва да бъдат идентични. Всеки хост обаче трябва да
има уникален адрес в подмрежата дефиниран от хост битовете, който адрес да го
отличава от адресите на останалите хостове.

Досега разглеждахме прост пример, с разделяне на подмрежи на границата на октетите.
Макар това да ни позволява много лесно да определяме IP адресите на хостовете в
отделните подмрежи, този метод не е достатъчно гъвкав. Понякога се налага да имаме
повече от 254 компютъра в една подмрежа. Разделяйки на границата на октетите
получаваме 254 подмрежи от които може да нямаме нужда.

Броят на Интернет потребителите в световен мащаб към 30.06.2007 г. . по данни на Iternet World Stats е 1,173,109,925. и числото им нараства с 10% всеки месец. Според същото изследване през 2005 г. са съществували над 100 млн. документи в мрежата, а до края на 2006 г. техният брой е бил 800 млн. Днес са над милиард!

Над 400 милиона домейн имена има по света. Най-популярни продължават да бъдат “.com”. Броят на регистрираните домейн имена в света достигна над 200 милиона, сочи докладът за първото полугодие на компанията VeriSign. Това означава, че за отчетния период е постигнат ръст от 31% спрямо първите шест месеца на миналата година. Най-популярни са домейн имената “.com” с над 55 милиона регистрации.

На второ място са националните домейн имена – взети заедно, те имат около 51 милиона регистрации, което е 36% ръст спрямо първото полугодие на 2006 г. Сред националните домейни се отличават “.de”, който е втори по популярност от всички домейн имена. След него сe нареждат домейните “.net”, “.uk”, “.cn” и “.org”.

Статистиката на VeriSign показва, че в света има 840 регистратори на “.com” и “.net”. 80% от регистраторите извършват тази дейност извън собствената им страна. Инфраструктурата на VeriSign обработва около 30 милиарда DNS запитвания на ден

Вижда се, че мрежата се използва най-вече от зрели хора, които знаят какво искат и търсят (оборва се тезата, че Интернет е място за подрастващи хакери). Това показва, че Мрежата се е превърнала в незаменимо средство за икономически най-активната част от обществото – мениджъри, брокери, банкери, бизнесмени и др. предприемачи.

В сектора на Корпоративния и средния бизнес, включително финансовият сектор 96.3 % от инсталираната компютърна база е с достъп до Интернет.