Что такое IP? [Руководство для начинающих]

Представьте, что вы хотите отправить письмо другу, живущему за границей. Вам понадобится его адрес, чтобы почтовая служба могла его доставить.

Точно так же ваш компьютер должен знать местоположение веб-сайта в Интернете или компьютера в сети, чтобы связаться с ним.

Здесь на сцену выходит IP-адрес (часто называемый только IP).

Так что же такое IP ?

Это уникальный числовой идентификатор машин в сети.

Проще говоря, это означает, что IP-адрес сообщает точное местоположение веб-сайта в Интернете или компьютера в сети.

Однако это лишь одна из многих вещей, которые необходимы устройствам для взаимодействия друг с другом.

Подумайте об этом таким образом:

Даже если вы знаете адрес вашего друга, вы не сможете связаться с ним, если между вами не будет почтовой связи.

Точно так же без стандартизированного и надежного механизма ваш компьютер не может взаимодействовать с веб-сайтом в Интернете.

Так что это за механизм?

Ну, это называется TCP / IP (также известный как Internet Protocol Suite).

Давайте узнаем, что это такое.

TCP / IP - краткое объяснение

TCP / IP - это протокол связи, обеспечивающий работу Интернета. Проще говоря, это позволяет компьютерам общаться друг с другом через Интернет.

Как следует из названия, TCP / IP состоит из двух частей или уровней - TCP и IP .

Что такое TCP?

TCP, что означает протокол управления передачей, является верхним уровнем.

Он выполняет две основные функции :

Во-первых , он разбивает информацию на более мелкие фрагменты, называемые пакетами данных или просто пакетами.

Во-вторых , он отправляет пакеты данных по пути.

Куда?

На другой идентичный набор протоколов TCP / IP на сайте назначения.

Пакеты данных не отправляются в каком-либо определенном порядке или по определенному маршруту. Вместо этого они случайным образом направляются по самым быстрым сетевым каналам.

Итак, как только пакеты данных достигают места назначения, работа принимающего пакета протоколов TCP / IP состоит в том, чтобы правильно сопоставить данные.

Теперь, когда мы знаем, что делает TCP, давайте выясним, как помогает IP.

Что такое IP ?

IP, он же Интернет-протокол, образует нижний уровень набора Интернет-протоколов.

У него очень важная задача - пометить каждый пакет данных информацией об его источнике и назначении.

Это важно. Если интернет-адрес пункта назначения отсутствует, пакет данных не будет доставлен.

Видите ли, пакет данных не идет прямо к месту назначения. Вместо этого он проходит через несколько промежуточных станций, называемых шлюзами . (Они составляют сетевые узлы, которые создают глобальную сеть, но это уже история для другого раза.)

На каждом шлюзе сетевое устройство проверяет адрес доставки и затем пересылает пакет в нужном направлении.

Короче говоря, TCP заботится о том, как пакетируются данные, в то время как IP гарантирует, что эти пакеты достигают правильного места назначения.

Уровни модели TCP / IP

TCP / IP имеет следующие четыре уровня.

Уровень приложения

Он обеспечивает связь между приложениями, подключенными к сети. Одним из таких приложений является веб-браузер, через который вы читаете текущую статью.

Его протоколы включают:

• Протокол передачи гипертекста (HTTP) - это основной протокол, используемый во всемирной паутине. Он определяет, как файлы передаются в Интернете.
• Протокол передачи файлов (FTP) - стандартный сетевой протокол, FTP используется для передачи файлов между хостом и сервером в сети.
• Post Office Protocol 3 (POP3) - это стандартный протокол, используемый для получения писем с почтового сервера.
• Простой протокол передачи почты (SMTP) - почтовые серверы используют этот протокол для передачи электронной почты через Интернет.

Транспортный уровень

Его основная функция - разрешить все коммуникации между хостами. Его протоколы включают TCP (протокол управления передачей) и UDP (протокол дейтаграмм пользователя). Эти два протокола переносят практически весь интернет-трафик.

Однако они действуют по-разному. TCP является более медленным из двух, поскольку он обеспечивает стабильное и надежное соединение между сторонами и доставку всех пакетов данных. Веб-серверы используют TCP для выполнения запроса пользователя и загрузки сайта.

UDP - протокол пользовательских дейтаграмм - не так надежен, как TCP, но он тоже имеет свое применение. Сервисы видеопотока активно используют его, как и телефония с передачей голоса по IP, где небольшое падение соединения приводит (надеюсь) к незначительному визуальному или звуковому размытию, но на самом деле не портит впечатление.

Уровень Интернета

Также называемый сетевым уровнем, он логически передает пакеты данных через Интернет. Некоторые из протоколов Интернет-уровня - это IP (Интернет-протокол) и ICMP (Интернет-протокол управляющих сообщений).

IP выполняет свою задачу, инкапсулируя передаваемые пакеты данных с логически структурированной информацией, которая позволяет сетевым устройствам определять, откуда приходит пакет и куда он должен идти. Благодаря IP принимающее устройство также может размещать полученные пакеты данных в правильном порядке.

Физический уровень

В этом нет никакой тайны, название говорит само за себя: физический уровень передает данные в самой простой форме, а именно в виде электрических импульсов. По сути, это оборудование, которое передает сетевые сигналы. Сюда входят сетевые карты, кабели, маршрутизаторы и т. Д.

Теперь давайте посмотрим на две версии IP - IPv4 и IPv6 .

IPv4 и IPv6 простыми словами

IPv4 появился намного раньше IPv6 и по-прежнему несет около 75% трафика, сначала давайте посмотрим на него.

Понимание IPv4 и его недостатков

Выпущенная в 1981 году, IPv4 - это оригинальная система адресации в Интернете.

Он следует за 32 битами, поэтому формат IP-адреса в этом случае - четыре числа в диапазоне от 0 до 255, разделенных точкой.

Вот пример: 192. 12. 30.1.

Всего существует примерно 4,3 миллиарда IP4-адресов.

Тем не менее, многие IP-адреса зарезервированы для специальных целей.

Таким образом, реальное количество IPv4-адресов, которые можно использовать в Интернете, намного меньше - около 3,7 миллиарда.

И в этом вся загвоздка.

В 1981 году 3,7 миллиарда IP-адресов казалось более чем достаточно, но, угадайте, дела обстоят иначе.

Согласно отчету, в 2018 году у нас закончились IP4-адреса .

Если вы сейчас думаете: «Вот дерьмо! Что мы будем делать? », Все будет хорошо.

IPv6 уже здесь, и он практически безграничен (но об этом позже).

Помимо недостаточности, IP4 имеет еще один серьезный недостаток - безопасность .

IPv4 никогда не был предназначен для обеспечения безопасности, поскольку в то время никто не ожидал текущих угроз сетевой безопасности.

Сегодня стандартной структурой, используемой для безопасных соединений между двумя точками, является безопасность интернет-протокола или IPSec. Он работает путем аутентификации и шифрования данных, отправляемых по IP-сети.

Проблема с IPv4 в том, что IPSec не является встроенным, но является необязательным .

Учитывая недавний рост киберпреступности, отсутствие встроенных средств безопасности затрудняет борьбу со все более враждебной средой в Интернете.

Другая проблема с IPv4 связана с его конфигурацией. Его необходимо настроить вручную или с помощью протокола динамической конфигурации хоста (DHCP).

Кроме того, его заголовки относительно сложны и медленно декодируются, что приводит к менее эффективной обработке пакетов.

Понимание IPv6 и его преимуществ

IPv6 - он же Интернет-протокол версии 6 - является новинкой на рынке. И он здесь надолго .

В отличие от IPv4, он использует 128-битные интернет-адреса.

Проще говоря, это означает, что он может поддерживать 340 триллионов триллионов триллионов IP-адресов. Это 12 нулей после 340!

Однако количество - не единственное преимущество IPv6 перед своим предшественником. Кроме того, он более безопасен, поскольку в него встроен IPSec.

Кроме того, в него встроена автоконфигурация адреса, что означает, что устройство само распределяет адрес.

Наконец, заголовок IPv6 намного проще и, следовательно, его легче обрабатывать.

Возвращаясь к IPv4, знаете ли вы, что существует пять классов IP-адресов? Или что только три класса предназначены для общего пользования?

Что ж, давайте узнаем об этом подробнее.

Классы IP-адресов

IPv4 имеет пять классов IP - адресов: A, B, C, D, и Е.

Однако только IP-адреса из классов A, B и C могут содержать действительно полезные IP-адреса.

Это потому что:

Класс D зарезервирован для многоадресной рассылки, а класс E - для экспериментальных целей.

Эта система классов IP-адресов была введена для упрощения назначения IP-адресов в Интернете, и классы были основаны на размере сети.

Например, класс A был создан для небольшого количества сетей с множеством хостов.

Напротив, класс C был разработан для большого количества сетей с небольшим количеством хостов.

Каждый из этих классов IP-адресов допускает диапазон допустимых IP-адресов.

И это значение первого октета (первое десятичное число), которое определяет класс, как показано в следующей таблице.

Примечание. На самом деле некоторые из этих IP-адресов помечены как частные.

Понимание сетевой и хостовой части IP-адреса

Каждый IP-номер состоит из двух сегментов: сетевая часть и часть хоста .

Как и в случае с большинством технологических вещей, имена довольно описательны. Сетевая часть идентифицирует сети, а часть хоста указывает количество поддерживаемых хостов.

В адресе класса A первое десятичное число - это сетевая часть, а остальные - часть хоста. Рассмотрим эти два IP-адреса: 10.30.110.1 и 10.2.11.9. Глядя на них, мы можем легко сказать, что они имеют один и тот же IP-класс, поскольку первое десятичное число идентично.

В адресе класса B первые два октета - это сетевая часть, а оставшиеся два - для хостов.

В адресе класса C первые три десятичных числа относятся к сети, а последний октет показывает хосты.

Как вы понимаете, чем меньше размер узла, тем меньше может быть потенциальных узлов (т. Е. Устройств в сети). Вот почему сети класса А являются самыми крупными.

А теперь выясним:

Что такое DHCP?

Как мы видели, у двух компьютеров не может быть одного и того же IP-адреса.

Это означает, что если бы сетевые администраторы назначали IP-адреса вручную, им пришлось бы проводить много перекрестных проверок, чтобы избежать дублирования.

Здесь пригодится DHCP-сервер.

Он автоматически выдает уникальные IP-адреса и настраивает другую сетевую информацию.

DHCP означает протокол динамической конфигурации хоста и работает на прикладном уровне TCP / IP.

В больших сетях один сетевой сервер Linux или Windows может выполнять роль DHCP-сервера.

В большинстве домов и небольших офисов эту роль выполняет маршрутизатор.

Как работает DHCP?

DHCP следует процессу DORA для динамического назначения IP-адресов.

D означает открытие, O для предложения, R для запроса, а для подтверждения приема.

Процесс происходит примерно так:

Этап 1 - Открытие

Когда ваш компьютер подключается к сети, он выдает широковещательное сообщение:

«Привет, DHCP-сервер! Вы можете дать мне IP-адрес? »

Этап 2 - Предложение

После получения запроса маршрутизатор или DHCP-сервер приступает к работе.

Он развязывает мешок с неиспользованными адресами, выбирает один и отвечает:

«Привет, этот - 192.110.1.3 - может быть твоим в течение следующих трех часов, если захочешь».

Итак, на втором этапе DHCP предлагает IP-адрес и сообщает, как долго он будет доступен.

Шаг 3 - Запрос

Ваш компьютер принимает IP. Затем он отвечает сообщением, чтобы принять предложение.

Его ответ может быть примерно таким:

«О, спасибо, чувак! Так что с этого момента я буду использовать 192.110.1.3 ».

Шаг 4 - Подтвердите

Теперь DHCP-сервер обновляет сетевой сервер IP-адресом и другой сетевой информацией, связанной с вашим компьютером.

Затем он отправляет подтверждающее сообщение:

"Пожалуйста. Вернись через 3 часа, и я выдам тебе еще один. До тех пор, пока! "

Наконец, ваш компьютер принимает IP-адрес и играет с ним, пока не истечет время.

Если хотите, вы можете заставить DHCP-сервер выдать вам новый IP-адрес.

Хотите узнать как?

Что ж, это дальше.

Продлить IP - Как продлить IP-адреса на Mac, Windows и Linux

Иногда вам может потребоваться обновить IP-адрес вручную, например, при изменении IP-адреса маршрутизатора.

Обновление IP-адреса - это двухэтапный процесс .

Сначала вы заставляете DHCP-сервер освободить ваш текущий IP-адрес .

Во-вторых , вы запрашиваете у DHCP-сервера новый IP-адрес.

Как обновить IP-адрес на Win 10

Вот шаги, которые необходимо выполнить:

1) Одновременно нажмите клавиши Windows и X.

2) Теперь нажмите в командной строке

3) В окне командной строки введите ipconfig / release и нажмите Enter. Это освободит вашу текущую конфигурацию IP.

4) Затем введите ipconfig / Renew и нажмите клавишу Enter . Сервер DHCP передаст вам новый IP-адрес.

Как продлить IP-адрес в Mac OS

Вот шаги, которые необходимо выполнить:

1) Нажмите кнопку « ЯБЛОКО» , а затем « Системные настройки».

2) Затем нажмите « Сеть».

3) Если вы используете Wi-Fi, выберите вариант Wi-Fi на левой панели; в противном случае выберите Ethernet . Затем нажмите кнопку « Дополнительно» на правой панели.

4) Щелкните вкладку TCP / IP , а затем нажмите кнопку « Продлить аренду DHCP» .

Как обновить IP-адрес в Linux

Вот шаги, которые необходимо выполнить:

1. Выполните следующую команду, чтобы принудительно освободить ваш IP-адрес: $ sudo dhclient -r
   
2. Теперь запустите эту команду, чтобы запросить новый IP-адрес: $ sudo dhclient
   

Заключение

Итак, что мы узнали сегодня, ребята?

Мы нашли ответ на вопрос « что такое IP ».

Каждый компьютер в сети или веб-сайт в Интернете (самая большая из всех сетей) имеет уникальный адрес, называемый IP-адресом или просто IP.

Мы также выяснили, что поддерживает Интернет: стек TCP / IP.

Это комбинация двух протоколов - TCP и IP, которые работают в тандеме для обеспечения бесперебойной передачи данных через Интернет или сеть.

Наконец, мы узнали, что существует два варианта IP-адресов (IPv4 и IPv6), а также как обновить свой IP-адрес.

На этом мы подошли к концу нашего исследования того, что такое IP.

Увидимся в следующий раз.