Co to jest IPv4?

Oryginalna wersja protokołu internetowego została po raz pierwszy wdrożona w 1983 r. W ARPANET, tj. Protokół internetowy w wersji 4 (IPv4). IPv4 to czwarta wersja adresu IP z limitem 4 miliardów adresów IP. Adres IPv4 jest wyrażony w 32-bitowej wartości całkowitej i zapisany w notacji dziesiętnej składającej się z czterech grup oktetów o ośmiu wartościach adresów wyrażonych niezależnie w liczbach dziesiętnych. i podzielone kropkami. Zakresy mogą wynosić od 0 do 255.

Przykład: adres IP 105.249.119.16 reprezentuje 32-bitową liczbę dziesiętną, a jako wartość binarna to 01101001.11111001.01110111.00010000.

Jest stosowany w sieciach przełączania pakietów w celu nieprzerwanej pracy w sieci.
Ma znormalizowany format dostarczania informacji z jednego urządzenia na drugie, które jest podłączone przez Internet.
Identyfikacja jest zapewniona dla każdego urządzenia podłączonego między sieciami.
Istnieją metody konfiguracji dla każdego urządzenia, które różnią się także w zależności od typu sieci.
IPv4 ma zdefiniowane adresy 32-bitowe (4 bajty) i wykorzystuje 3 klasy: A, B, C.
Klasa A służy do większych sieci. Wykorzystuje 8 bitów do sieci i 24 bity do hostingu.
Klasa B stosowana jest w średnich sieciach. Używa 16 bitów do sieci i 16 bitów do hostingu.
Klasa C jest używana w mniejszych sieciach. Wykorzystuje 24 bity dla sieci i 8 bitów dla hostingu.
Ponadto klasa D jest używana do multiemisji, a klasa E jest używana do celów eksperymentalnych.

1. Adresy IP: Adres protokołu internetowego (adres IP) to etykieta numeryczna przypisana do urządzenia podłączonego do sieci, która korzysta z protokołu internetowego do komunikacji. Warstwa internetowa przekazuje adres IP adresu następnego skoku do warstwy sieci. Ten adres jest powiązany z adresem fizycznym i tworzona jest nowa ramka. Reszta oryginalnej ramki jest umieszczana w nowej ramce przed wysłaniem przez kanał komunikacyjny. Warstwa sieci stanowi szkielet modelu OSI i zarządza najlepszą ścieżką logiczną do przesyłania danych między węzłami.

„Zasadniczo składa się z wartości binarnych i steruje routingiem wszystkich danych przez Internet”.

Adres IP ma 2 główne funkcje,

Identyfikacja interfejsu hosta / sieci
adresowanie lokalizacji

2. IANA: IANA (Internet Assigned Numbers Authority) i 5 RIR (regionalnych rejestrów internetowych) zarządzają przestrzenią adresów IP. Są odpowiedzialni za wyznaczone terytoria do przypisania do lokalnych rejestrów internetowych, takich jak dostawcy usług internetowych i inni użytkownicy końcowi. Takie zadania mogą mieć charakter statyczny lub dynamiczny, w zależności od praktyk sieciowych i funkcji oprogramowania.

Nagłówek datagramu IPv4

Poniżej znajduje się schematyczne wyjaśnienie nagłówka datagramu:

Zobaczmy nagłówek datagramu ipv4 w formacie tabelarycznym poniżej:

Wersja	Jest to 4-bitowe pole, które informuje o używanej wersji adresu IP.
HLen	Podaje długość nagłówka. Minimalna długość nagłówka powinna wynosić 20 bajtów, a maksymalny rozmiar nagłówka 4 bity to 15. Jeśli użyjemy pola opcji, 60 bajtów (20 + 40) będzie maksymalną długością nagłówka.
Typ usługi	Pierwsze 3 bity informują o pierwszeństwie, a kolejne 4 bity informują o rodzaju usługi, a ostatnie bity nie są używane. 4 bity usług określają opóźnienie, przepustowość, niezawodność, koszt.
Długość całkowita	Pole „Całkowita długość” określa całkowitą długość datagramu wraz z nagłówkiem. całkowitą długość można obliczyć jako długość danych + długość nagłówka lub długość danych = długość całkowita - długość nagłówka 16 bitów
Identyfikacja (identyfikator fragmentu)	Ponieważ IPv4 jest usługą datagramową, te bity pomagają w jednoznacznej identyfikacji, gdy fragmentacja pakietów datagramowych jest zakończona.
Flagi	Flaga wskazuje fragmentację za pomocą pola identyfikacyjnego, w zasadzie mówi, czy można go fragmentować, czy bieżący jest ostatnim.
Przesunięcie fragmentu	Pozycja sąsiada każdego fragmentu jest mierzona od początku oryginalnych danych o jednostki 8 bajtów.
Czas żyć	Pomaga to wprowadzić w błąd transakcje datagramów. Mierzy liczbę routerów, przez które może przechodzić datagram. Sprawdza, zmniejszając wartość do 1, aż osiągnie 0. Datagram zostanie odrzucony, gdy osiągnie zero.
Protokół	IPv4 zawiera dane z różnych protokołów. To pole pomaga warstwie sieciowej zrozumieć, które dane należą do którego protokołu.
Suma kontrolna nagłówka	To pole służy do wykrywania błędów w pakietach lub komunikatach.
Źródłowy adres IP	32-bitowy adres hosta wysyłającego.
Docelowy adres IP	32-bitowy adres hosta odbierającego.
Opcje	Każdy datagram nie określa pola opcji. Jest to lista specyfikacji zawierająca ograniczenia bezpieczeństwa, routing itp.

Ograniczenia IPv4

Brak przestrzeni adresowej: Przestrzeń adresowa szybko się wyczerpuje, ponieważ liczba urządzeń podłączonych do Internetu gwałtownie rośnie.
Słaba rozszerzalność protokołu: Niewystarczający rozmiar nagłówka IPv4, nie obsługuje wymaganej liczby dodatkowych parametrów.
Ograniczenia bezpieczeństwa Problem z komunikacją: Informacje nie mają ograniczonego dostępu hostowanego w sieci. Pierwotnie zaprojektowany dla izolowanych sieci wojskowych. Następnie dostosowany do publicznej sieci edukacji i badań.
Brak wysokiej jakości obsługi technicznej: opóźnienie w przepustowości informacji i niektóre sieci nie obsługują z tego powodu.
Ograniczenia geograficzne: Jak zostało utworzone w USA, obejmuje dystrybucję adresu IP i prawie 50% jest zarezerwowanych dla Stanów Zjednoczonych.

Korzyści z IPv4

1. Niezawodne bezpieczeństwo: ten pakiet adresów ma szyfrowanie danych w celu zachowania prywatności i bezpieczeństwa podczas komunikacji w mediach publicznych.

2. Duże zadania routingu:

Duża liczba funkcjonalnych routerów sprawia, że jest to szkielet sieci, a zatem ma kluczowe znaczenie dla alokacji sieci.
Infrastruktura zależy zarówno od routingu hierarchicznego, jak i płaskiego.
Łatwo jest również podłączyć wiele urządzeń w dużej sieci bez NAT.

3. Biblioteki wideo i konferencje: Zwiększona liczba użytkowników Internetu spowalnia transfer danych online. Ten model komunikacji zapewnia wysoką jakość usług i sprawny transfer danych. W większości przypadków wykorzystywane są usługi TCP i UDP; pomimo ograniczonej funkcjonalności adresy IPv4 zostały ponownie zdefiniowane i umożliwiają szyfrowanie danych.

4. Elastyczność: routing IPv4 jest bardziej skalowalny i wydajny, ponieważ adresowanie jest agregowane. W szczególności działa dobrze do multiemisji i komunikacji danych w sieciach w organizacji.

Zastosowanie IPv4

Przydziały adresów są ustalane w 5 RIR z ich adresami IP,

African Network Information Centre (AFRINIC): Służy w Afryce i części Oceanu Indyjskiego.
Amerykański rejestr numerów internetowych (ARIN): Służy w Kanadzie, części Karaibów i Stanach Zjednoczonych, a także na wyspach Północnego Atlantyku.
Centrum informacyjne sieci Azji i Pacyfiku (APNIC): Służy w większości Azji i Oceanii.
Centrum informacyjne sieci Ameryki Łacińskiej i Karaibów (LACNIC): Służy w Ameryce Łacińskiej i części Karaibów.
Centrum koordynacyjne sieci Reseaux IP Europeens (RIPE NCC): Służy w Europie, Azji Środkowej i na Bliskim Wschodzie.

Regiony te są odpowiedzialne za przydzielanie adresów IP operatorom i użytkownikom Internetu w tym regionie.

RIR wyczerpały się w liczbie IPv4 z powodu braku przydziału adresów IP. Aby przeciwdziałać niedoborom adresów IP i zwiększyć wykorzystanie adresów w komunikacji w celu skutecznego dostępu, stworzono IPv6. Ze względu na wyczerpanie adresu w IPv4 stworzono IPv6 o zwiększonym projekcie infrastruktury i zdolności do obsługi ładunku.

Polecane artykuły

To jest przewodnik po Co to jest IPv4? Tutaj omawiamy wprowadzenie do IPv4 i nagłówek datagramu wraz z jego ograniczeniami, korzyściami i wykorzystaniem. Możesz także przejrzeć następujące artykuły, aby dowiedzieć się więcej-