Dispozitivele de calcul moderne sunt în general conectate la Internet. Această sursă vastă de date este accesibilă datorită unei game largi de protocoale și standarde de comunicare. Adresa IP le sprijină pe toate. O adresă IP este o adresă digitală pentru un dispozitiv de calcul care îi permite să comunice prin conexiuni de rețea. În mod critic, asigură comunicarea între rețele, ceea ce a permis Internetului să formeze o rețea vastă de rețele interconectate.
În același mod, o scrisoare trebuie să aibă o adresă pe plic pentru a fi livrată la locul potrivit, un pachet de rețea are nevoie de o adresă IP de destinație pentru a fi livrat la dispozitivul corect. Internetul și precursorul său, ARPANET, se bazează pe o structură de adrese numită IPv4 sau Internet Protocol versiunea 4. Deși acest lucru este acum înlocuit de IPv6.
Schema de adresare originală – IPv4
IPv4 este schema de adrese standard a majorității internetului și a fost încă de la începuturile sale. Adresele IPv4 sunt definite cu 32 de biți binari. Pentru a le face lizibile pentru oameni, ele sunt adesea afișate într-un format numit punctat-quad sau notație punct-zecimală. Un exemplu de adresă IPv4 ar fi 192.168.0.2.
Formatul care poate fi citit de om al IPv4 de mai sus se spune că are patru octeți, deoarece fiecare dintre secțiunile separate prin puncte are 8 biți. Fiecare octet poate avea o valoare între 0 și 255. Aceasta înseamnă că sunt în total 232 sau 4.294.967.296 de adrese IPv4 posibile. Acest lucru poate suna mult și se presupunea că este așa în primele zile ale internetului. În realitate, totuși, internetul a cunoscut o absorbție colosală și acum există mult mai multe dispozitive decât adrese IP.
Epuizarea spațiului de adrese
În primele zile ale internetului, PC-ul nu era un lucru. S-a presupus că rețelele vor fi găsite doar la organizațiile mari, deoarece acestea erau singurele care își puteau permite computere. Pentru a urma această linie de gândire, blocuri mari de adrese IP au fost atribuite organizațiilor care le-au cerut.
PC-ul a schimbat toate acestea și a adus computere în casă. Această schimbare a însemnat că acum existau multe rețele mai mici în loc de câteva rețele mari. Aceasta a însemnat că metoda de alocare a adreselor IP a trebuit să se schimbe. Rețelele de clasă a fost o modalitate de a împărți rețelele mari în bucăți mai mici. Aceasta a fost o utilizare mai eficientă a spațiului de adresă, dar a avut încă o problemă cu dimensiunile mici și mijlocii organizațiile care trebuiau să obțină o alocare intermediară de rețea care a fost, în general, cu mult mai mult decât era necesar.
Un deceniu mai târziu, rețelele classful au fost înlocuite cu CIDR sau Classless Inter-Domain Routing. Acest lucru a permis un control mult mai precis asupra dimensiunii rețelelor alocate și este folosit până în prezent. Funcționează prin definirea unei rețele cu o a doua adresă numită mască de subrețea. Masca de subrețea are aceeași structură. Dar fiecare bit binar care reprezintă adresa rețelei este setat la 1 și fiecare bit binar care poate fi folosit pentru a desemna gazdele din acea rețea este setat la 0.
Cu toate acestea, popularitatea Internetului a continuat să amenințe că va epuiza complet spațiul de adrese. În timp ce au mai fost implementate câteva trucuri, cum ar fi spații de adrese private și NAT. Soluția reală este trecerea la IPv6.
Succesorul – IPv6
Adresele IPv6 arată destul de diferit de adresele IPv4. Un exemplu de adresă IPv6 poate arăta astfel: fe80:0db8:0000:0000:0000:8a2e: 0370:7334. Adresa completă este acum formată din 128 de biți și nu din 32. Acesta oferă 340.282.366.920.938.463.463.374.607.431.768.211.456 sau 340 de trilioane de trilioane de trilioane de adrese IPv6 unice, mai mult decât suficient pentru a fi protejați de epuizarea spațiului de adrese precum IPv4.
Spre deosebire de IPv4, care are numere zecimale separate prin puncte, IPv6 folosește hexazecimal și două puncte. În unele cazuri, este posibil să vedeți adresa comprimată pentru a arăta mai scurtă. Pentru confortul citirii și scrierii, cel mai mare bloc continuu de zerouri poate fi omis, lăsând două puncte pe ambele părți. Aceasta reduce adresa la fe80:0db8::8a2e: 0370:7334.
IPv6 a avut un drum lung către standardizare, având mai întâi un proiect de standard publicat în 1998, iar în cele din urmă fiind standardizat în 2017. În acel interval de timp, a existat o utilizare minimă, în ciuda stabilității proiectului de standard și a urgenței crescânde a epuizării spațiului de adrese IPv4.
Începând cu 2022, spațiul de adrese IPv4 a fost complet epuizat și nu pot fi alocate adrese noi. Din fericire, a existat acum o creștere a suportului IPv6 pe servere, dispozitive de utilizator și middlebox. Google oferă statistici zilnice pentru cantitatea de trafic pe care o vede care folosește IPv6. În momentul în care scriem acest articol, aceasta este de aproximativ 40% și a crescut constant din 2017.
Adrese rezervate
Unul dintre trucurile folosite pentru a împiedica epuizarea spațiului de adrese a fost tratarea diferită a anumitor grupuri de adrese. Unele adrese au fost rezervate pentru utilizare ulterioară, iar unele au fost rezervate pentru a fi utilizate ca adresă de loopback. Cele mai importante intervale au fost intervalele de adrese private. Aceste intervale de adrese: 10.0.0.0/8, 172.16.0.0/12 și 192.168.0.1/16 au fost desemnate ca confidențiale. Orice rețea poate folosi aceste intervale de adrese intern.
Factorul critic aici a fost faptul că aceste adrese private pot fi folosite doar pentru comunicații în rețea locală, nu pot fi folosite în rețele. Aceasta înseamnă că dispozitivele interne nu trebuie să utilizeze oferta rară și în scădere de adrese IPv4 publice. Desigur, asta face comunicarea în afara rețelei mai complicată, dar nu imposibilă datorită NAT.
NAT sau traducerea adresei de rețea și PAT asociat (Traducerea adresei portului) este un protocol care permite unui router să aibă o singură adresă IP publică și apoi să convertească în mod inteligent orice trafic de ieșire pentru a utiliza propria sa adresă IP publică. Routerul trebuie să țină evidența comunicațiilor provenite de la ce dispozitiv, astfel încât să poată returna răspunsul la adresa corectă, dar sistemul a funcționat excelent.
Cu spații de adrese private, rețelele interne NAT și PAT au trecut de la utilizarea unei adrese IP publice pentru fiecare dispozitiv la utilizarea totală a unei adrese publice.
IPv6 conține, de asemenea, spații de adrese rezervate similare pentru rețelele interne. Orice adresă IPv6 care începe cu „fe80” este o adresă privată „link local”.
Concluzie
O adresă IP este utilizată pentru a identifica un dispozitiv de computer pe – și pentru a-i permite să comunice prin – o rețea de computere. Adresele IPv4 sunt standard, dar sunt înlocuite cu adrese IPv6 mai lungi, deoarece IPv4 a rămas fără adrese posibile de atribuit noilor dispozitive conectate la internet.
Unele intervale de adrese unice sunt adrese IP private. Adresele private pot fi folosite în orice rețea, dar nu pot fi folosite pentru a comunica direct între rețele. Adresele IP dintr-o rețea sunt de obicei atribuite de un router folosind DHCP sau Dynamic Host Control Protocol.