أجهزة الحوسبة الحديثة متصلة بشكل عام بالإنترنت. يمكن الوصول إلى مصدر البيانات الضخم هذا بفضل مجموعة واسعة من البروتوكولات ومعايير الاتصال. عنوان IP يدعمها جميعًا. عنوان IP هو عنوان رقمي لجهاز كمبيوتر يسمح له بالاتصال عبر اتصالات الشبكة. بشكل حاسم ، يوفر الاتصال بين الشبكات ، مما سمح للإنترنت بتشكيل شبكة واسعة من الشبكات المترابطة.
بنفس الطريقة ، يجب أن يكون للحرف عنوان على الظرف ليتم تسليمه إلى المكان الصحيح ، تحتاج حزمة الشبكة إلى عنوان IP للوجهة ليتم تسليمها إلى الجهاز الصحيح. تستند الإنترنت وسابقتها ARPANET إلى بنية عنوان تسمى IPv4 ، أو الإصدار 4 من بروتوكول الإنترنت. على الرغم من أن IPv6 يحل محل هذا الآن.
مخطط العنونة الأصلي - IPv4
IPv4 هو مخطط العناوين القياسي لمعظم الإنترنت وكان منذ إنشائه. يتم تحديد عناوين IPv4 بـ 32 بت ثنائي. لجعلها قابلة للقراءة من قبل الإنسان ، غالبًا ما يتم عرضها بتنسيق يسمى النقطة الرباعية أو التدوين العشري. مثال على عنوان IPv4 سيكون 192.168.0.2.
يقال إن تنسيق IPv4 الذي يمكن قراءته أعلاه يحتوي على أربع ثماني بتات لأن كل قسم من الأقسام المفصولة بنقاط يحتوي على 8 بتات. يمكن أن يكون لكل ثماني بتات قيمة بين 0 و 255. هذا يعني أن هناك إجمالي 2
عنوان استنفاد الفضاء
في الأيام الأولى للإنترنت ، لم يكن الكمبيوتر الشخصي شيئًا. كان من المفترض أن يتم العثور على الشبكات في المؤسسات الكبيرة فقط لأنها كانت الوحيدة التي يمكنها تحمل تكلفة أجهزة الكمبيوتر. لمتابعة هذا الخط الفكري ، تم تخصيص مجموعات كبيرة من عناوين IP للمؤسسات التي طلبت ذلك.
غير الكمبيوتر الشخصي كل ذلك وجلب أجهزة الكمبيوتر إلى المنزل. يعني هذا التغيير أنه كان هناك الآن العديد من الشبكات الأصغر بدلاً من عدد قليل من الشبكات الكبيرة. هذا يعني أن طريقة تخصيص عناوين IP يجب أن تتغير. كانت الشبكات الكلاسيكية طريقة لتقسيم الشبكات الكبيرة إلى أجزاء أصغر. كان هذا استخدامًا أكثر كفاءة لمساحة العنوان ولكن لا تزال هناك مشكلة في الحجم الصغير إلى المتوسط المنظمات التي تحتاج إلى الحصول على تخصيص شبكة وسيط كان عمومًا أكبر بكثير مما كان عليه مطلوب.
بعد عقد من الزمان ، تم استبدال الشبكات الفخمة بـ CIDR أو التوجيه بين المجالات دون فئات. وقد أتاح ذلك تحكمًا أكثر دقة في حجم الشبكات المخصصة والمستخدمة حتى يومنا هذا. وهو يعمل عن طريق تحديد شبكة بعنوان ثانٍ يسمى قناع الشبكة الفرعية. قناع الشبكة الفرعية له نفس البنية. ولكن يتم تعيين كل بت ثنائي يمثل عنوان الشبكة على 1 ويتم تعيين كل بت ثنائي يمكن استخدامه للإشارة إلى المضيفين في تلك الشبكة على 0.
ومع ذلك ، استمرت شعبية الإنترنت في التهديد باستنفاد مساحة العنوان تمامًا. بينما تم تنفيذ بعض الحيل الأخرى مثل مساحات العناوين الخاصة و NAT. الحل الحقيقي هو الانتقال إلى IPv6.
الخلف - IPv6
تبدو عناوين IPv6 مختلفة تمامًا عن عناوين IPv4. مثال لعنوان IPv6 قد يبدو بهذا الشكل fe80: 0db8: 0000: 0000: 0000: 8a2e: 0370: 7334. يتكون العنوان الكامل الآن من 128 بت بدلاً من 32. يوفر هذا 340،282،366،920،938،463،463،374،607،431،768،211،456 أو 340 تريليون تريليون تريليون عنوان IPv6 فريد ، أكثر من كافية لتكون في مأمن من استنفاد مساحة العنوان مثل IPv4.
على عكس IPv4 الذي يحتوي على أرقام عشرية مفصولة بنقاط ، يستخدم IPv6 سداسي عشري ونقطتين. في بعض الحالات ، قد ترى العنوان مضغوطًا ليبدو أقصر. لتسهيل القراءة والكتابة ، يمكن حذف أكبر كتلة متصلة من الأصفار ، مع ترك النقطتين على كلا الجانبين. يؤدي ذلك إلى تصغير العنوان إلى fe80: 0db8:: 8a2e: 0370: 7334.
كان لـ IPv6 طريق طويل نحو التقييس ، حيث تم نشر مسودة المعيار أولاً في عام 1998 ، وأخيراً تم توحيده في عام 2017. في ذلك الإطار الزمني ، كان هناك حد أدنى من الاستيعاب ، على الرغم من استقرار مسودة المعيار والإلحاح المتزايد لاستنفاد مساحة عنوان IPv4.
اعتبارًا من عام 2022 ، تم استنفاد مساحة عنوان IPv4 تمامًا ، ولا يمكن تخصيص عناوين جديدة. لحسن الحظ ، كانت هناك الآن زيادة في دعم IPv6 على الخوادم وأجهزة المستخدم والصناديق الوسطى. تقدم جوجل احصائيات يومية لكمية الحركة التي تراها تستخدم IPv6. اعتبارًا من وقت كتابة هذا التقرير ، تبلغ هذه النسبة حوالي 40 ٪ وتتزايد باطراد منذ عام 2017.
العناوين المحجوزة
كانت إحدى الحيل المستخدمة لإيقاف استنفاد مساحة العنوان هي التعامل مع مجموعات معينة من العناوين بشكل مختلف. تم حجز بعض العناوين للاستخدام المستقبلي ، وتم حجز بعضها لاستخدامها كعنوان استرجاع. على الرغم من أن النطاقات الأكثر أهمية كانت نطاقات العناوين الخاصة. تم تصنيف نطاقات العناوين هذه: 10.0.0.0/8 و 172.16.0.0/12 و 192.168.0.1/16 على أنها سرية. يمكن لأي شبكة استخدام نطاقات العناوين هذه داخليًا.
كان العامل الحاسم هنا هو أنه لا يمكن استخدام هذه العناوين الخاصة إلا لاتصالات الشبكة المحلية ، ولا يمكن استخدامها عبر الشبكات. هذا يعني أن الأجهزة الداخلية لا تحتاج إلى استخدام الإمداد النادر والمتضائل لعناوين IPv4 العامة. بالطبع هذا يجعل الاتصال خارج الشبكة أكثر تعقيدًا ، ولكن ليس مستحيلًا بفضل NAT.
NAT أو ترجمة عنوان الشبكة وما يرتبط بها من PAT (ترجمة عنوان المنفذ) هو بروتوكول يسمح لجهاز التوجيه بالحصول على عنوان IP عام واحد ثم تحويل أي حركة مرور صادرة بذكاء لاستخدام عنوان IP العام الخاص به. يحتاج جهاز التوجيه إلى تتبع أي اتصال جاء من أي جهاز حتى يتمكن من إعادة الاستجابة إلى العنوان الصحيح ، لكن النظام عمل بشكل ممتاز.
مع مساحات العناوين الخاصة ، انتقلت شبكات NAT و PAT الداخلية من استخدام عنوان IP عام واحد لكل جهاز إلى استخدام إجمالي عنوان عام واحد.
يحتوي IPv6 أيضًا على مساحات عناوين محجوزة مماثلة للشبكات الداخلية. أي عنوان IPv6 يبدأ بـ "fe80" هو عنوان "ارتباط محلي" خاص.
استنتاج
يتم استخدام عنوان IP لتحديد جهاز الكمبيوتر على شبكة الكمبيوتر - والسماح له بالاتصال عبر شبكة الكمبيوتر. عناوين IPv4 قياسية ولكن يتم استبدالها بعناوين IPv6 الأطول لأن IPv4 نفدت العناوين المحتملة لتعيينها للأجهزة الجديدة المتصلة بالإنترنت.
بعض نطاقات العناوين الفريدة هي عناوين IP خاصة. يمكن استخدام العناوين الخاصة على أي شبكة ، ولكن لا يمكن استخدامها للتواصل بين الشبكات مباشرة. عادةً ما يتم تعيين عناوين IP في الشبكة بواسطة جهاز توجيه باستخدام DHCP أو بروتوكول التحكم الديناميكي للمضيف.