Обмен бумажными письмами невозможен без указания на конверте индекса, адреса и других важных данных, без которых почтальон попросту не сможет отыскать нужную улицу, дом и квартиру. Контактная информация необходима и устройствам, формирующим локальные и глобальные сети, чтобы обмен данными был быстрым и точным. Называется данная информация IP-адрес, именно она нужна для установления надежной связи, например, между двумя компьютерами небольшой офисной сети или ноутбуком игрока и сервером его любимой онлайн-RPG.
Как устроен IP-адрес?
Классическое устройство IP-адреса – это числа, отделенных друг от друга точками. Именно это написание характерно для популярного протокола IPv4.
192.168.0.1 - это IP-адрес многих роутеров и модемов.
Все числа, используемые при написании, относятся к категории “октетов”, проще говоря, являются восьмизначными, согласно двоичной системе. Значения изменяются от минимальных, восьми нулей, до максимальных, восьми единиц. При использовании десятичной системы они лежат в диапазоне от нуля до 255.
Интервал написания адресов огромен. Например, при написании первого можно использовать четыре нуля, разделенных точками, тогда как последнего – максимальный для десятичной системы вариант, “255.255.255.255”. В числовом выражении возможное разнообразие адресов приближается к 4 миллиардам 300 миллионам.
Такого количества вполне хватает для удовлетворения текущих и постоянно растущих запросов, что обеспечивает популярность формату IPv4. Его развитие, IPv6, базируется не на 32, а на 128 битах, так что количество возможных адресов доходит до 2 в 128-й степени. Это просто невероятная цифра – 340 ундециллионов. Многим наверняка даже не приходилось сталкиваться с таким термином, обозначающим число, за которым следует 36 нулей. Внедрение формата IPv6 произошло в 1995 году, когда специалисты пришли к выводу, что возможностей IPv4 скоро перестанет хватать для постоянно растущего количества компьютеров и других модулей, формирующих сетевую инфраструктуру. Впрочем, это “скоро” не наступило до сих пор. Процент мирового трафика, приходящегося на IPv6, растет, но четвертая версия не теряет своей актуальности и продолжает оставаться на вершине популярности.
Первые три версии адресов, предшествующие появлению IPv4, перестали быть актуальными, они не соответствуют актуальным требованиям к структуре и архитектуре компьютерной сети. Пятая же версия – исключительно специализированная разработка, созданная специально для трансляций аудио, что несколько ограничивает область применения. Впрочем, именно на IPv5 зачастую строится голосовое общение по Интернету.
Какую информацию содержит сетевой адрес?
Конечно, неправильно воспринимать IP-адрес как простой числовой набор с исключительно порядковым значением. Сформирован он двумя основными частями:
- Номер устройства;
- Сетевой номер.
Для лучшего понимания состава следует разобрать конкретный пример “192.168.1.34”. В этом IP-адресе первые три числа указывают на сетевой номер, последнее – на номер конкретного устройства, будь то персональный компьютер, ноутбук. По числам “192.168.1” легко понять, что вновь подключаемое устройство, например, 35-е или 36-е по счету, также окажется в упомянутой сети.
| Номер сети | Номер хоста |
|---|---|
| 192.168.1 | .34 |
При необходимости подключить к разбираемой сети технику с идентификатором вида “192.168.2” придется использовать вспомогательный модуль, прямое соединение окажется невозможным из-за принадлежности к разным сетям. Функцию такого модуля может выполнить маршрутизатор или роутер.
IP-адреса: какими они бывают?
Номер сети может быть зафиксирован не только в первых трех числах, как рассмотрено в примере выше, но и в двух или одном. В таких ситуациях структура IP-адреса меняется, остальные числа указывают на нумерацию сетевого оборудования.
Чтобы ПК делал правильные выводы относительно структуры IP-адреса, понимал, что именно указывает на сеть, а что – на отдельные ее компоненты, применяется достаточно простой алгоритм. Первые биты в двоичном формате IP фиксируются, определяются ПК и анализируются. Выводы зависят от первых битов, выглядят следующим образом:
- При первом нулевом бите ПК делает выводы о взаимодействии с очень крупной сетью, объединяющей миллионы устройств.
- Первые биты “10” указывают, что такой IP-адрес принадлежит к сети среднего масштаба, где численность отдельных модулей несколько больше 65 тысяч.
- Первые три бита “110” говорят, что такой адрес указывает на мелкую сеть, где численность устройств не превышает 256.
Буквенные обозначения перечисленных классов – A, B и C соответственно. Специалистам также известно о классах D и E, однако, они имеют ограниченную сферу применения, вероятность встречи с ними простого пользователя и даже системного администратора стремится к нулю.
Маска подсети: что это?
Маска нужна для того, чтобы без проблем определить, какая из частей адреса обозначает номер сети, а какая – узла. Написание маски идентично IP-адресу, речь также идет о четырех числах, между которыми проставлены точки.
Главная разница состоит в том, что для IP нет ограничений относительно двоичных чисел, тогда как маска не предполагает возможности чередования единиц и нулей. На первых позициях находятся единицы, благодаря которым удается установить номер сети, а за ними – нули, обозначающие хост.
Маска подсети в десятичном и двоичном виде:
255.255.255.0 = 11111111.11111111.11111111.00000000
Как не ошибиться в подборе маски подсети?
Как правило, за задание маски отвечают сетевые администраторы, в ведении которых находятся мощные серверы или крупные компьютерные сети, либо пользователи отдельных устройств, ПК, ноутбуков. Отыскать данные о маске можно в меню “Сетевые подключения”, если речь идет об операционной системе Windows, либо в дополнительных настройках на MacBook.
С первого взгляда на маску специалист может сделать точные выводы о том, сколько битов входит в нумерацию сети. К примеру, если речь идет о крупной системе, то характерным видом маски будет “255.0.0.0”, так как исключительно первое число указывает на ее номер, о маленькой – “255.255.255.0”, здесь на номер указывают три числа.
Умелое использование масок позволяет администратору быстро и без лишних усилий разделить масштабную сеть на несколько более мелких, для удобства управления и настройки. В качестве примера следует рассмотреть сеть с номером “185.12.0.0” и маской “255.255.0.0”. Она может связывать больше 65 тысяч единиц различного компьютерного оборудования, нередко размещенного в нескольких помещениях крупного объекта.
Для каждого из помещений в таком случае можно создать отдельную подсеть в рамках общей с номером “185.12.0.0”. Принцип такого деления очень прост, нужно поменять указанную выше маску на “255.255.255.0”, рассчитанную уже не на 65 с лишним тысяч устройств, а всего на 256.
Публичные и частные IP-адреса
Публичные IP-адреса нужны для того, чтобы пользователи имели возможность выходить в глобальную сеть, частные – для надежного информационного обмена между устройствами, объединенными локальной сетью.
Присвоение публичного адреса может быть выполнено, к примеру, в отношении определенного WEB-сервера, чтобы он позволял зайти на сайт вне зависимости от того, из какого именно региона пришел соответствующий запрос. Самостоятельное присвоение адреса невозможна, в выдаче участвует множество организаций и инстанций:
- Провайдер, предоставляющий услуги доступа в Интернет. Он является младшим звеном во всей цепочке.
- LIR. Местная организация, занимающаяся интернет-регистрацией.
- RIR. Регистратор регионального уровня, обслуживающий сразу несколько государств в пределах определенного географического региона.
- IANA. Международная ассоциация, присваивающая IP-адреса. Ее действия находятся под строгим контролем ICANN.
В каждом регионе действует свой регистратор, оперирующий определенными IP. Например, европейские и ближневосточные государства обслуживает RIPE, североамериканские – ARIN, африканские – AfriNIC, латиноамериканские – LANIC, а азиатские и тихоокеанские – APNIC. Система регулирования выглядит очень сложной, однако, только такой, строго регламентированный и контролируемый, подход исключит путаницу в IP-адресах, обеспечит стабильность глобальной сетевой инфраструктуры.
При назначении адреса для частной сети необходимо придерживаться нескольких доступных интервалов:
- 10.0.0.0/8 — 10.0.0.0-10.255.255.255;
- 172.16.0.0/12 — 172.16.0.0-172.31.255.255;
- 192.168.0.0/16 — 192.168.0.0-192.168.255.255.
Статические и динамические IP-адреса
Публичный IP-адрес может относиться к одной из двух категорий:
- Динамические. Для таких IP-адресов характерно частое автоматическое изменение. Компании, предоставляющие услуги сетевого доступа, присваивают их абонентам, изменяют с целью экономии ресурсов. Такой подход к распределению IP-адресов также способствует повышению общего уровня сетевой безопасности, снижается вероятность успеха хакерской атаки.
- Статические. Противоположность группы, рассмотренной выше. После присвоения IP-адрес не меняется. Частным клиентам, физическим лицам они, как правило, не требуются, однако, окажутся полезными для крупных компаний, в планах которых значится размещение собственных серверов. Такая неизменность – гарантия того, что все сайты, почтовые службы, привязанные к нему, будут использовать постоянные IP-адреса, исключающие конфликты между подключенным оборудованием, проблемы с клиентским доступом и другие неприятные ситуации.
Определение своего IP-адреса
Самый простой способ узнать актуальный IP-адрес – ввести в поисковую строку браузера запрос вида “what’s my IP”. Он позволит воспользоваться одним из множества специализированных сайтов, которые предоставят данные не только об актуальном адресе, но и информацию о местоположении устройства, приблизительную или максимально точную, провайдере, предоставляющем доступ к глобальной сети.
Если говорить о локальной сети, то информацию об адресе можно отыскать среди настроек ОС, дополнительные инструменты для этого не нужны. Методика поиска определяется версией и типом операционной системы, например, в Windows можно воспользоваться командной строкой и командой “ipconfig”, на Linux-подобных ОС – командой “ifconfig”, а на MacOS – вкладкой “Сеть”, находящейся в прочих системных настройках.
Уточнить IP-адрес могут даже пользователи мобильных устройств, смартфонов, планшетных компьютеров. На Android нужные сведения отыщутся в разделе “Общая информация” меню настроек, а на iOS – “DHCP”.
Подведение итогов
IP-адреса нужны для стабильной, быстрой, эффективной передачи информации внутри локальных или малых сетей. Они представлены несколькими классами, A, B и C, буква соответствует масштабу сети, от крупного до мелкого.
Состоит IP-адрес из номера сети и конкретного устройства, подключенного к ней. Необходимо дифференцировать IP-адреса и маски подсетей, несмотря на внешнее сходство, они являются разными понятиями, однако, умелое использование в комбинации друг с другом позволяет упростить как администрирование всей сети, так и управление конкретным устройством в ее пределах.
Обмен данными в рамках любой сети, глобальной или локальной, базируется на адресации, так что администратору необходимо уверенно оперировать с IP-адресами, чтобы исключить различные проблемы и сбои, конфликты между подключенным оборудованием, добиться быстрой и стабильной передачи информации.
Подобные знания пригодятся и простому пользователю, с их помощью удастся наладить удаленный доступ, а также контролировать вход в учетные записи социальных сетей, интернет-магазинов, сайтов, где можно посмотреть историю авторизаций. Если в ней появился неизвестный IP-адрес – это повод насторожиться, сменить пароль на более сложный.
