Интернет протокол версии 4 (IPv4)
3.1 Особенности работы IPv4
Клиентам нужны IP-адреса для идентификации, так же, как и серверам. Серверам также требуются имена хостов. У веб-серверов есть доменное имя (имя хоста), как Google.com, и когда захотите добраться до него, то увидите содержимое страницы.
Контент каждого веб-сайта размещается на веб-серверах в центрах обработки данных. Веб-сайтам и приложениям нужны серверы для размещения служб, чтобы вы могли получить к ним доступ.
Всё и началось с ARPAnet (Агентство перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США) предоставило финансирование исследовательской сети, известной как ARPAnet.
Впервые он стал доступен в 1969 году и разрешал соединения между 4 хостами 5. У каждого хоста был свой определённый адрес для онлайн-общения. Сеть со временем росла, и в 1981 году к ней было подключено 213 хостов 5. ARPA оказала значительное влияние на университеты и исследовательские центры в Соединённых Штатах.
Цель состояла в том, чтобы сохранить неоднородность каждой сети, обеспечивая при этом возможность взаимодействия пользователей между сетями. Чтобы добиться этого, Винт Серф (NCP) и Роберт Хан (DARPA) работали над программой управления передачей в первой половине 1970-х годов и опубликовали свою первую статью в 1974 году.
Протокол управления передачей (TCP) и интернет-протокол (IP) были разделены на отдельные версии в третьей из четырёх его реализаций. Первоначальный проект TCP/IP v4 был выпущен в 1978 г. К 1981 г. он стал нормой, а 1 января 1983 г. ARPANET заменила NCP протоколом TCP/IP IPv4 12.
Адрес IPv4 — это 32-битный адрес, который идентифицирует устройство в сети (рисунок 13) 6. Он состоит из 4 групп цифр (октетов) по 3 цифры в каждой.
Рисунок 13 - Адрес IPv4
Мы можем выделить пять классов IPv4: A, B, C, D и E, каждый имеет собственный набор IP-адресов (рисунок 14).
Рисунок 14 - Классы IPv4
Выделим их 5,8,9:
Класс A – первый бит, равный 0, охватывает значения от 0.0.0.0 до 127.255.255.255. Этот класс, имеющий 8 бит для сети и 24 бита для хостов, предназначен для больших сетей;
Класс B – предназначен для сетей среднего и крупного размера. Первые два бита, равные 10, находятся между 128.0.0.0 и 191.255.255.255. Он также содержит 16 бит для хостов и 16 бит для сети;
Класс C – мы используем его для небольших локальных сетей (LAN). Сеть в этом классе имеет отступ в три октета. И IP-адрес имеет диапазон от 192.0.0.0 до 223.255.255.255, 24 бита сети и 8 бит хоста;
Класс D – используют только программы, требующие многоадресной рассылки. Это означает, что мы не используем класс D для стандартных сетевых функций. Вместо этого первые три бита устанавливаются в «1», а четвёртый бит используется для «0». Кроме того, 32-битные сетевые адреса составляют адреса класса D;
Класс E — мы используем его для экспериментов или исследований. Этот класс IP-адресов охватывает значения первого октета от 240.0.0.0 до 255.255.255.255. Первые четыре бита IP-адреса класса E, равны единице в двоичном формате.
Между старым IPv4 и новым IPv6 есть несколько важных различий (рисунок 15):
32-битные адреса по сравнению со 128-битными адресами, что обеспечивает гораздо больше адресов в случае IPv6;
4 294 967 296 IP-адресов против 340 282 366 920 938 463 463 374 607 431 768 211 456 IP-адресов;
Конфигурация адресов вручную или с помощью DHCP по сравнению с SLAAC или DHCP6;
Опциональный IPsec или часть стандарта. IPv6 поддерживает сквозное шифрование и позволяет избежать атак «человек посередине»;
Трансляция NAT по сравнению с отсутствием необходимости в IPv6.
Рисунок 15 – Различия интернет протоколов 4 и 6
Основной целью IPv4 является подключение устройств по сети. Миллионы устройств поддерживают этот протокол. Это делает его самым простым совместимым интернет-протоколом.
Вот ещё несколько преимуществ протокола:
отличная поддержка системы – IPv4 поддерживается на всех сетевых устройствах;
простая топология – проще настроить и управлять сетью IPv4;
длина IP-адреса короткая – это облегчает их запись и даже запоминание;
совместимость с любым устройством.
Проблемы протокол интернета версии 4 tcp IPv4:
исчерпание IP-адресов. Потребности в IP-адресах не могут быть удовлетворены только адресами IPv4, поэтому они уже переходят на IPv6;
нет поддержки IPsec по умолчанию. Вы можете включить его, но с более новым IP-адресом это намного проще;
ограниченный заголовок, в который нельзя добавлять дополнительные параметры;
это становится слишком дорогим с ценами выше 25 долларов за IP-адрес.
Теоретически IPv6 по части скорости сети идёт впереди старого протокола. Но на практике всё не так просто, потому что современный протокол ещё нуждается в шлифовке. Это приводит к тому, что нередко IPv4 лучше по скорости.
В 1993 году было введено огромное улучшение распределения адресов IPv4, которое получило название бесклассовой междоменной адресации (CIDR).
Благодаря CIDR, теперь у нас есть суффикс, который представляет собой число от 0 до 32 и показывает, сколько бит представляет сеть. Выглядит так: 192.168.100.14/24. CIDR позволяет использовать подсеть переменной длины, адаптирующаяся к текущим потребностям.
Уменьшив количество неиспользуемых адресов, которые мешали системе классов, CIDR задержал расширение таблиц маршрутизации и продлил срок службы IPv4. Этот трюк очень помог с исчерпанием адресов IPv4, но больше похож на временное исправление, чем на окончательное решение.
Мы живём во время перехода от IPv4 к IPv6. Это небыстрая миграция, и многие компании пока решают придерживаться модели с двумя стеками. Им сложнее управлять, но он надёжнее, чем просто IPv6.
Из-за исчерпания адресов IPv4 в итоге мы движемся к будущему с одним IPv6, что займёт некоторое время. Ведущими странами в этом отношении являются Индия, Бельгия, Германия, Малайзия и Греция.
Поделитесь с Вашими друзьями: |