Co to jest IP? [Przewodnik dla początkujących]

Wyobraź sobie, że chcesz wysłać list do znajomego mieszkającego za granicą. Będziesz potrzebował jego adresu, aby poczta mogła go dostarczyć.

Podobnie Twój komputer musi znać lokalizację witryny w Internecie lub komputer w sieci, aby się z nią skontaktować.

W tym miejscu pojawia się adres IP (często nazywany tylko IP).

Więc co jest dokładnie IP?

Jest to unikalny numeryczny identyfikator maszyn w sieci.

W prostym języku angielskim oznacza to, że adres IP określa dokładną lokalizację witryny w Internecie lub komputera w sieci.

Jest to jednak tylko jedna z wielu rzeczy, które urządzenia muszą ze sobą komunikować.

Pomyśl o tym w ten sposób:

Nawet jeśli znasz adres swojego przyjaciela, nie mógłbyś się z nim skontaktować, gdyby nie było między wami usług pocztowych.

Podobnie, bez ustandaryzowanego i solidnego mechanizmu, Twój komputer nie może komunikować się ze stroną internetową w Internecie.

Czym więc jest ten mechanizm?

Cóż, nosi nazwę TCP/IP (znany również jako Internet Protocol Suite).

Dowiedzmy się, o co w tym wszystkim chodzi.

TCP/IP – krótkie wyjaśnienie

TCP/IP to protokół komunikacyjny, który zasila Internet. Mówiąc prościej, pozwala komputerom komunikować się ze sobą przez Internet.

Jak sama nazwa wskazuje, TCP/IP składa się z dwóch części lub warstw — TCP i IP .

Co to jest TCP?

Górną warstwą jest TCP, czyli Transmission Control Protocol.

Ma dwie główne funkcje :

Jeden , dzieli informacje na mniejsze porcje, zwane pakietami danych lub po prostu pakietami.

Po drugie , wysyła pakiety danych po drodze.

Dokąd?

Do innego identycznego zestawu protokołów TCP/IP w lokalizacji docelowej.

Pakiety danych nie są wysyłane w określonej kolejności ani określoną trasą. Zamiast tego są losowo kierowane przez najszybsze kanały sieciowe.

Tak więc, gdy pakiety danych dotrą do miejsca docelowego, zadaniem odbierającego zestawu protokołów TCP/IP jest prawidłowe zestawianie danych.

Teraz, gdy wiemy, co robi TCP, dowiedzmy się, jak pomaga IP.

Co to jest IP ?

IP, czyli protokół internetowy, stanowi dolną warstwę pakietu protokołów internetowych.

Jego zadaniem jest znakowanie każdego pakietu danych informacją o jego źródle i miejscu docelowym.

To jest ważne. Jeśli brakuje adresu internetowego miejsca docelowego, pakiet danych nie zostanie dostarczony.

Widzisz, pakiet danych nie dociera bezpośrednio do miejsca przeznaczenia. Zamiast tego przechodzi przez wiele stacji pośrednich, zwanych bramami . (Są to węzły sieci, które tworzą globalną sieć, ale to już historia na inny czas).

Na każdej bramie urządzenie sieciowe sprawdza adres wysyłki, a następnie przekazuje pakiet we właściwym kierunku.

Krótko mówiąc, protokół TCP dba o sposób pakietowania danych — podczas gdy protokół IP zapewnia, że ​​pakiety dotrą do właściwego miejsca docelowego.

Warstwy modelu TCP/IP

TCP/IP ma następujące cztery warstwy.

Warstwa aplikacji

Zapewnia komunikację między aplikacjami podłączonymi do sieci. Jedną z takich aplikacji jest przeglądarka internetowa, przez którą czytasz aktualny artykuł.

Jego protokoły obejmują:

• Protokół przesyłania hipertekstu (HTTP) — jest to podstawowy protokół używany przez sieć WWW. Określa sposób przesyłania plików w Internecie.
• Protokół przesyłania plików (FTP) — Standardowy protokół sieciowy FTP jest używany do przesyłania plików między hostem a serwerem w sieci.
• Post Office Protocol 3 (POP3) — jest to standardowy protokół używany do pobierania wiadomości e-mail z serwera pocztowego.
• Simple Mail Transfer Protocol (SMTP) — serwery pocztowe używają tego protokołu do przesyłania wiadomości e-mail przez Internet.

Warstwa transportowa

Jego główną funkcją jest rozwiązanie całej komunikacji między hostami. Jego protokoły obejmują TCP (protokół kontroli transmisji) i UDP (protokół datagramów użytkownika). Te dwa protokoły przenoszą praktycznie cały ruch internetowy.

Jednak oba działają w inny sposób. TCP jest wolniejszy, ponieważ zapewnia stabilne i niezawodne połączenie między stronami oraz dostarczanie wszystkich pakietów danych. Serwery internetowe wykorzystują protokół TCP do realizacji żądań użytkownika i ładowania witryny.

UDP – User Datagram Protocol – nie jest tak niezawodny jak TCP, ale ma też swoje zastosowania. Usługi przesyłania strumieniowego wideo w dużym stopniu go wykorzystują, podobnie jak telefonia Voice-over-IP, w której niewielki spadek wyników połączenia jest (miejmy nadzieję) niewielkim rozmyciem wizualnym lub dźwiękowym, ale tak naprawdę nie psuje doświadczenia.

Warstwa internetowa

Nazywany również warstwą sieciową, logicznie przesyła pakiety danych przez Internet. Niektóre protokoły warstwy internetowej to IP (Internet Protocol) i ICMP (Internet Control Message Protocol).

IP spełnia swoje zadanie, enkapsulując przesyłane pakiety danych z logicznie ustrukturyzowanymi informacjami, które pozwalają urządzeniom sieciowym określić, skąd pochodzi pakiet i dokąd ma trafić. Dzięki adresowi IP urządzenie odbiorcze może również uporządkować otrzymane pakiety danych we właściwej kolejności.

Warstwa fizyczna

Nie ma tu żadnej tajemnicy, sama nazwa mówi wszystko: warstwa fizyczna przekazuje dane w najbardziej podstawowej formie, czyli impulsach elektrycznych. Zasadniczo jest to sprzęt, który przenosi sygnały sieciowe. Obejmuje to karty sieciowe, kable, routery i tak dalej.

Sprawdźmy teraz dwie wersje protokołu IP — IPv4 i IPv6 .

IPv4 i IPv6 w prostych słowach

IPv4 pojawił się znacznie wcześniej niż IPv6 i nadal przenosi około 75% ruchu, najpierw spójrzmy na ten.

Zrozumienie IPv4 i jego wad

Wydany w 1981 roku, IPv4 jest oryginalnym systemem adresowania internetowego.

Występuje po 32 bitach, więc format adresu IP w tym przypadku składa się z czterech liczb z zakresu od 0 do 255 oddzielonych kropką.

Oto przykład: 192. 12. 30,1

W sumie istnieje około 4,3 miliarda adresów IP4.

To powiedziawszy, wiele adresów IP jest zarezerwowanych do specjalnych celów.

Dlatego rzeczywista liczba adresów IPv4, które mogą być używane w Internecie, jest znacznie mniejsza — około 3,7 miliarda.

I w tym tkwi problem.

W 1981 roku 3,7 miliarda adresów IP wydawało się więcej niż wystarczające, ale zgadnijcie, sprawy potoczyły się inaczej.

Według raportu w 2018 r. zabrakło nam adresów IP4 .

Na wypadek, gdybyś teraz myślał: „O cholera! Co zrobimy?”, będzie dobrze.

IPv6 jest tutaj i jest praktycznie nieograniczony (ale o tym później).

Oprócz tego, że jest niewystarczający, IP4 ma jeszcze jedną poważną wadę — bezpieczeństwo .

Protokół IPv4 nigdy nie był zaprojektowany z myślą o bezpieczeństwie, ponieważ w tamtym czasie nikt nie przewidział obecnych zagrożeń bezpieczeństwa sieci.

Obecnie standardową strukturą używaną do bezpiecznych połączeń między dwoma punktami jest bezpieczeństwo protokołu internetowego lub IPSec. Działa poprzez uwierzytelnianie i szyfrowanie danych przesyłanych przez sieć IP.

Problem z IPv4 polega na tym, że IPSec nie jest wbudowany — ale jest opcjonalny .

Biorąc pod uwagę niedawny wzrost cyberprzestępczości, brak wbudowanych zabezpieczeń utrudnia radzenie sobie z coraz bardziej wrogim środowiskiem w Internecie.

Kolejny problem z IPv4 związany jest z jego konfiguracją. Musi być skonfigurowany ręcznie lub za pomocą protokołu dynamicznej konfiguracji hosta (DHCP).

Ponadto jego nagłówki są stosunkowo złożone i powolne w dekodowaniu, co przekłada się na mniej wydajne przetwarzanie pakietów.

Zrozumienie IPv6 i jego zalet

IPv6 — znany również jako protokół internetowy w wersji 6 — to nowy dzieciak w bloku. I tu zostanie na długo .

W przeciwieństwie do IPv4 używa 128-bitowych adresów internetowych.

W prostym języku angielskim oznacza to, że może obsługiwać 340 bilionów bilionów bilionów adresów IP. To 12 zer po 340!

Jednak ilość nie jest jedyną przewagą IPv6 nad swoim poprzednikiem. Jest także bardziej bezpieczne, jak IPSec przychodzi wbudowany.

Wbudowana jest również autokonfiguracja adresu, co oznacza, że ​​urządzenie samo przydziela adres.

Wreszcie nagłówek IPv6 jest znacznie prostszy, a przez to łatwiejszy do przetworzenia.

Wracając do IPv4, czy wiesz, że istnieje pięć klas adresów IP? Albo że tylko trzy klasy są do użytku publicznego?

Cóż, dowiedzmy się więcej na ten temat.

Klasy adresów IP

IPv4 ma pięć klas adresów IP: A , B , C , D i E .

Jednak tylko adresy IP z klas A, B i C mogą obsługiwać rzeczywiście przydatne adresy IP.

To dlatego, że:

Klasa D jest zarezerwowana dla multiemisji, a klasa E do celów eksperymentalnych.

Ten system klas adresów IP został wprowadzony w celu uproszczenia przypisywania internetowych adresów IP, a klasy były oparte na wielkości sieci.

Na przykład klasa A została stworzona dla niewielkiej liczby sieci posiadających wiele hostów.

Natomiast klasa C została opracowana dla dużej liczby sieci z niewielką liczbą hostów.

Każda z tych klas adresów IP dopuszcza zakres prawidłowych adresów IP.

I to wartość pierwszego oktetu (pierwsza liczba dziesiętna) określa klasę — jak pokazuje poniższa tabela.

Uwaga: w rzeczywistości niektóre z tych adresów IP są oznaczone jako adresy prywatne.

Zrozumienie części sieciowej i hosta w adresie IP

Każdy numer IP składa się z dwóch segmentów: części sieciowej i części hosta .

Jak w przypadku większości rzeczy technologicznych, nazwy są dość opisowe. Część sieciowa identyfikuje sieci, a część hosta określa liczbę obsługiwanych hostów.

W adresie klasy A pierwsza liczba dziesiętna to część sieci, a reszta to część hosta. Rozważ te dwa adresy IP: 10.30.110.1 i 10.2.11.9. Patrząc na nie, możemy łatwo stwierdzić, że mają tę samą klasę IP, ponieważ pierwsza liczba dziesiętna jest identyczna.

W adresie klasy B pierwsze dwa oktety to część sieci, a pozostałe dwa to hosty.

W adresie klasy C pierwsze trzy liczby dziesiętne dotyczą sieci, a ostatni oktet to hosty.

Jak możesz sobie wyobrazić, im mniejsza część hostów, tym mniej potencjalnych hostów (tj. urządzeń w sieci). Dlatego sieci klasy A są zdecydowanie największe.

Teraz dowiedzmy się:

Co to jest DHCP?

Jak widzieliśmy, żadne dwa komputery nie mogą mieć tego samego adresu IP.

Oznacza to, że gdyby administratorzy sieci mieli ręcznie przydzielać adresy IP, musieliby przeprowadzić wiele kontroli krzyżowych, aby uniknąć duplikacji.

Tutaj przydaje się serwer DHCP.

To automatycznie wystawia unikatowe adresy IP i konfiguruje inne informacje o sieci.

DHCP oznacza protokół dynamicznej konfiguracji hosta i działa w warstwie aplikacji TCP/IP.

W dużych sieciach pojedynczy serwer sieciowy Linux lub Windows może pełnić rolę serwera DHCP.

W większości domów i małych biur rolę tę spełnia router.

Jak działa DHCP?

DHCP postępuje zgodnie z procesem DORA, aby dynamicznie przydzielać adresy IP.

D oznacza odkrycie, O, R ofertą dla życzenie i za Potwierdzenie.

Proces przebiega mniej więcej tak:

Etap 1 – Odkrycie

Gdy komputer łączy się z siecią, wysyła komunikat rozgłoszeniowy:

„Cześć, serwer DHCP! Czy możesz mi podać adres IP?”

Etap 2 – Oferta

Po otrzymaniu żądania router lub serwer DHCP zaczyna działać.

Rozpina torbę zawierającą nieużywane adresy, wybiera jeden i odpowiada:

„Cześć, ten — 192.110.1.3 — może być twój przez następne trzy godziny, jeśli chcesz”.

Tak więc w drugim etapie DHCP oferuje adres IP i mówi, jak długo będzie dostępny.

Krok 3 – Prośba

Twój komputer przejmuje adres IP. Następnie odpowiada komunikatem o zaakceptowaniu oferty.

Jego odpowiedź może wyglądać mniej więcej tak:

„Och, dzięki, człowieku! Więc od teraz będę używał 192.110.1.3.”

Krok 4 – Potwierdź

Serwer DHCP aktualizuje teraz serwer sieciowy o adres IP i inne informacje sieciowe związane z komputerem.

Następnie wysyła wiadomość potwierdzającą:

"Nie ma za co. Wróć za 3 godziny, a wydam ci kolejny. Do tego czasu, tak długo!”

Wreszcie komputer akceptuje adres IP i bawi się nim, dopóki czas się nie skończy.

Jeśli chcesz, możesz zmusić serwer DHCP, aby nadał ci nowy adres IP.

Chcesz się dowiedzieć jak?

Cóż, to jest następne.

Odnów IP – jak odnowić adresy IP na komputerach Mac, Windows i Linux

Czasami może być konieczne ręczne odnowienie adresu IP, na przykład w przypadku zmiany adresu IP routera.

Odnawianie adresu IP to proces dwuetapowy .

Najpierw zmuszasz serwer DHCP do zwolnienia twojego aktualnego adresu IP .

Po drugie , żądasz od serwera DHCP wydania nowego adresu IP.

Jak odnowić adres IP w Win 10?

Oto kroki, które należy wykonać:

1) Naciśnij jednocześnie klawisz Windows i klawisz X

2) Teraz kliknij Wiersz polecenia

3) W oknie wiersza polecenia wpisz ipconfig /release i naciśnij Enter. Spowoduje to zwolnienie Twojej obecnej konfiguracji IP.

4) Następnie wpisz ipconfig /renew, a następnie naciśnij klawisz Enter . Serwer DHCP przekaże Ci nowy adres IP.

Jak odnowić adres IP w systemie Mac OS

Oto kroki, które należy wykonać:

1) Kliknij przycisk APPLE , a następnie kliknij Preferencje systemowe.

2) Następnie kliknij Sieć.

3) Jeśli korzystasz z Wi-Fi, wybierz opcję Wi-Fi w lewym okienku; w przeciwnym razie wybierz Ethernet . Następnie kliknij przycisk Zaawansowane w prawym panelu.

4) Kliknij kartę TCP/IP , a następnie kliknij przycisk Odnów dzierżawę DHCP .

Jak odnowić adres IP w systemie Linux

Oto kroki, które należy wykonać:

1. Uruchom następujące polecenie, aby wymusić zwolnienie adresu IP: $ sudo dhclient -r
   
2. Teraz uruchom to polecenie, aby zażądać nowego adresu IP: $ sudo dhclient
   

Zawijanie

Więc czego się dzisiaj nauczyliśmy, ludzie?

Odkryliśmy odpowiedź na pytanie „ co to jest IP ”.

Że każdy komputer w sieci lub witryna w Internecie (największa ze wszystkich sieci) ma unikalny adres — zwany adresem IP lub po prostu IP.

Dowiedzieliśmy się również, co napędza internet: stos TCP/IP.

Jest to połączenie dwóch protokołów — TCP i IP — które współpracują ze sobą, aby zapewnić płynną transmisję danych przez Internet lub sieć.

Wreszcie dowiedzieliśmy się, że istnieją dwa warianty adresów IP (IPv4 i IPv6), a także sposób odnowienia adresu IP.

I na tym doszliśmy do końca naszej eksploracji, czym jest IP.

Do zobaczenia następnym razem.