Юрий Филиппов

Текст

В этой статье мы подробно расскажем об IP-адресе, задачах, которые он выполняет, принципе его работы

Что такое IP-адрес

IP-адрес - это уникальный номер, присваиваемый компьютеру, подключенному к сети. Он позволяет отличить одно устройство от другого. IP позволяет определить расположение компьютера в сети, делая его доступным для других устройств и серверов. Аббревиатура IP образована от Internet Protocol Address, названия основного интернет-протокола, по которому сообщаются компьютеры в сети. IP-адрес может быть как у стационарного, так и мобильного устройства.

Как выглядит IP-адрес?

IP-адрес представляет собой последовательность двоичных чисел, разделенных точкой. Стандартный адрес IPv4 насчитывает 4 таких числа, каждое из которых состоит из 8 двоичных знаков и называется октетом. Для удобства эти числа представляют в десятичном виде со значениями от 0 до 255.

К примеру, IP-адрес 128.128.128.128 в двоичном виде будет выглядеть как 10000000.10000000.10000000.10000000.

Новая версия IP-адреса - IPv6 - включает 8 чисел по 16 двоичных знаков каждое. Для удобства эти числа представляют в шестнадцатеричном виде с цифрами от 0 до F (15).

IPv6-адрес aaaa.aaaa.aaaa.aaaa.aaaa.aaaa.aaaa.aaaa в двоичном виде выглядит следующим образом:

1010101010101010.1010101010101010.1010101010101010.1010101010101010.1010101010101010.1010101010101010.1010101010101010.1010101010101010

Адреса IPv6 должны решить проблему израсходования свободных IPv4-адресов. Но сейчас они не так распространены. Согласно Google, доля IPv6 равна 43.73%, а в России их всего 6.52%.

Структура и классы IPv4-адреса

Современная структура IP-адреса включает следующие компоненты:

1. Номер сети. Первые три числа адреса, указывающие на расположение устройства. Два устройства с общим номером сети могут работать друг с другом напрямую. Если же первые три номера у устройств разные, для их соединения понадобится маршрутизатор.

2. Номер хоста. Четвертое число IP-адреса, которое дается конкретному устройству.

По классовой адресации IP делятся на классы:

1. A, или глобальный. Первое значение - номер сети, второе, третье и четвертое - номер хоста. Первый бит такого адреса всегда равен 0.

2. B - средний уровень. Два первых значения - номер сети, третье и четвертое - номер хоста. Первые два бита - 10.

3. С - малые сети. Три первых значения - номер сети, четвертое - номер хоста. Первые три бита - 110.

4. D для группы Multicast. Начальные биты IP этой группы - 1110.

E для резервных IP-адресов. Адреса этого класса начинаются с битов 11110.

Из этой классификации остались только классы D и E. Группы A, B и C фактически отменены.

Вместе с IP-адресом устройству дается маска подсети. Она указывает на то, какие части IP могут указывать на сеть или устройство. Десятичное число 255 в маске подсети указывает на место для номера сети, 0 - на место для номера устройства. Также маску подсети можно обозначить через префикс, в котором будет указано число битов.

Пример маски подсети для IP уровня C будет выглядеть так: 255.255.255.0. Число битов со значением 1 - 24. Соответственно, префикс маски будет выглядеть как /24.

Номер хоста в маске может отличаться от 0. Но в этом случае устройств, которые могут подключиться с IP, будет меньше, К примеру, если маски сети 255.255.255.100, то с этого адреса могут подключиться только 153 устройства.

Виды и структура IPv6-адресов

IPv6-адреса делятся на следующие группы:

1. Unicast. Эти адреса доставляют пакеты на конкретный сетевой интерфейс.

2. Anycast. IPv6, присваиваемый группе сетевых интерфейсов. Но пакет, передаваемый по Anycast, попадает на самый доступный узел.

3. Multicast. Адреса, доставляющие пакеты от группы интерфейсов к каждому интерфейсу группы.

Широковещательных адресов в системе Ipv6 нет.

Unicast- и Anycast-адреса состоят из 64 битов префикса и 64 битов идентификатора интерфейса. Multicast-IPv6 состоят из 8 битов префикса, 4 бита флага и границ группы и 112 бит ID группы.

Кто распределяет адреса?

IP, используемые в Интернете, сначала рассчитываются IANA, или Администрацией адресного пространства Интернета. Затем они распределяются по RIR, или региональным регистраторам.

1. ARIN дает адреса в Северной Америке.

2. APNIC распределяет IP в Азии и Тихоокеанском регионе.

3. LACNIC наделяет IP страны Латинской Америки и Карибского региона.

4. RIPE NCC распределяет IP в Европе, Центральной Азии и Ближнем Востоке.

5. AfrNIC наделяет IP-адресами страны Африки.

RIR дают блоки адресов крупным провайдерам, выполняющими роль локальных регистраторов.

Принцип работы IP-адресов

Доступ в Интернет или иную сеть через IP осуществляется следующим образом:

1. Устройство подключается к сети.

2. Администратор сети или интернет-провайдер дает устройству IP-адрес.

3. Компьютер отправляет и получает данные от провайдера через полученный IP-адрес. Другие сервера, устройства и ресурсы также находят компьютер по IP-адресу. Если IP-адрес динамический, при отключении от сети устройство его теряет. Когда оно включается в сеть вновь, провайдер дает ему новый IP-адрес.

Когда пользователь отправляет запрос на соединение с сайтом, он сперва попадает на DNS-сервер, где проверяется наличие сайта в базе данных. Если ресурс находится в базе, DNS отправляет браузеру его IP-адрес, по которому происходит переход. Затем браузер обращается к сайту по его доменному имени.

Это упрощенная схема работы IP. Поскольку свободных IP-адресов почти не осталось, провайдеры подключаются к сети по протоколу NAT, или Network Address Translation.

1. Устройство получает в сети частный IP-адрес и порт.

2. Затем оно соединяется с маршрутизатором, который при отправке данных меняет локальный IP на внешний.

3. При поступлении данных к устройству маршрутизатор делает обратную работу - меняет внешний IP на локальный.

Эта технология обеспечивает пользователям Интернета известную степень конфиденциальности. Тем не менее, зная IP-адрес, можно узнать:

1. Название провайдера, который дал компьютеру интернет-доступ.

2. Страну и город, где находится устройство.

Какие бывают IP-адреса

IP-адреса можно классифицировать по разным признакам. Рассмотрим их подробнее.

По изменяемости

Динамический адрес. Он меняется автоматически каждый раз при подключении компьютера к сети или прошествии определенного времени.

Провайдер располагает набором динамических IP-адресов. На время сессии компьютера провайдер присваивает ему адрес. Когда сессия завершается, IP возвращается в набор или дается другому устройству. Это дешевый и безопасный вариант IP, но он не подойдет для создания на нем сайта или сервера.

Статический. Дается один раз и не изменяется при отключении от сети. Такой адрес дается серверам, сайтам и важным веб-узлам. Статический IP затратен для провайдера и устанавливается преимущественно по заказу пользователя.

По приватности

Частный. Этот тип адреса дается в локальной или домашней интернет-сети. Частный IP помогает различить между собой, к примеру, телевизор, смартфон, умная колонка.

Публичный. Основной IP домашней сети. Именно под ним выходят в Интернет подключенные к домашней сети устройства.

Для веб-сайтов

Все IP для веб-ресурсов - статические, иначе найти сайт в Интернете было бы невозможно. Но они различаются по тому, сколько ресурсов пользуются одним IP.

Общие. На таких IP размещается несколько ресурсов, порой разных тематик. Общие IP предоставляют хостинги в рамках бюджетных тарифов. Использование общего IP имеет ряд недостатков. Если один из его пользователей воспользуется серыми методами продвижения сайта, то поисковики забракуют весь IP, и пострадают вполне добросовестные ресурсы. При DDoS-атаке на один ресурсов общего IP пострадают все ресурсы, пользующиеся адресом.

Выделенные. Этим адресом пользуется только один ресурс, и действия других ресурсов на него не влияют. На выделенный IP проще получить SSL-сертификат, а также можно открыть FTP-сервер, который обеспечит общий доступ к файлам.

Особые

В системе IP-адресов есть такие, которые не используются для присвоения компьютерам и серверам. Они выполняют сугубо технические функции.

0.0.0.0. Немаршрутизируемый адрес, который чаще всего означает “нет адресата” или “вставьте адрес”. Назначение такого адреса одному из устройств в сети означает, что оно не может подключиться к сети. Также этот адрес может использоваться по умолчанию, пока устройству не присвоен IP-адрес сети.

Маски подсети 0.0.0.0. соответствует любому адресу. На серверах этот адрес означает возможность связи с любым интерфейсом.

Адреса localhost указывают компьютеру или хосту на самого себя, и их диапазон от 127.0.0.0 до 127.255.255.255. По умолчанию эту роль выполняет 127.0.0.0. Если сеть состоит из одного компьютера, IP-адрес для Localhost будет 127.0.0.1.

По localhost можно получить доступ к программам-серверам без модема, сетевой карты и прочих средств сетевого доступа.

192.168.0.1. Локальный IP устройств, обеспечивающих доступ к Интернету: роутеров, модемов. По этому адресу доступно меню настроек этих устройств. Также для этих устройств используются адреса 192.168.1.1.

172.16.0.0. Этот IP используется многими устройствами с сетевым доступом. Это ADSL-модемы, маршрутизаторы, телевизоры, ноутбуки, смартфоны и т. д.

10.0.0.0. Еще один локальный IP для устройств с сетевым доступом.

255.255.255.255. Ограниченный широковещательный IP-адрес. Данные по этому IP принимают все устройства, подключенные к сети.

Как узнать IP-адрес?

Внешний IP-адрес можно узнать с помощью Интернет-сервисов и системных программных средств.

Интернет-сервисы

В Интернете есть много сайтов и порталов, которые позволяют узнать свой IP-адрес. Также они позволят узнать другую информацию об устройстве и его Интернет-соединении. Ресурсы Интернета позволят узнать лишь внешний IP, присваиваемый провайдером.

1. Поисковые системы. Достаточно ввести в строку на Google, Яндекс и других поисковиках фразу: Какой у меня IP-адрес?.

2. 1whois.ru. Этот сайт дает подробную информацию о доменных именах и IP-адресах. Нажмите “Информация о вашей системе” и узнайте свой IP-адрес и другие сведения. 1whois.ru также покажет информацию о других сайтах и IP-адресах.

3. 2ip.ru. При посещении сайта IP-адрес сразу появится на главной странице.

Чтобы точно узнать IP-адрес, нужно выключить прокси и VPN. Эти средства изменяют адрес, который виден сервисам.

Системные средства

Популярные платформы для компьютеров предоставляют свои средства для показа IP пользователю.

Windows. Чтобы узнать IP компьютера с этой ОС, нажмите Win+R, затем наберите в поисковой строке cmd. Появится пиктограмма приложения “Командная строка”, которое нужно открыть и набрать в нем ipconfig.

Командная строка отобразит локальные IPv4- и IPv6-адреса, маску подсети и основной шлюз.

Чтобы узнать IP интересующего сайта, в командной строке нужно набрать “ping название сайта”.

Второй способ - зайти в программу Настройки. Там нужно перейти в Сеть и интернет, а оттуда - в меню Ethernet или Свойства.

MacOS. Чтобы узнать IP-адрес, нужно открыть Терминал, затем задать команду ifconfig или ip addr. Также IP указан в настройках Wi-Fi.

iOS. Для показа IP здесь нужно перейти в настройки Wi-Fi устройства.

Заключение

IP-адрес выглядит как 4 десятеричных (IPv4) или 8 шестнадцатеричных (IPv6) чисел, проставленных через точку. IPv4-адреса состоят из номеров сетей и хостов, структура IPv6 зависит от группы, к которой он принадлежит.

Адреса создаются в IANA, затем попадают в региональные регистрационные центры и крупным интернет-провайдерам. Каждое устройство при подключении к сети получает собственный IP-адрес, внешний или локальный. Все другие устройства в сети опознают его по этой комбинации чисел.

Классифицируются IP-адреса по изменяемости (статические или динамические), приватности (публичные или частные). Для веб-сайтов могут использоваться общие или выделенные IP-адреса. Есть также особые адреса, не используемые для маршрутизации в Интернете.

Чтобы узнать свой внешний IP или поинтересоваться другими адресами или сайтами, можно воспользоваться интернет-сервисами. Системные средства покажут внутренний IP. Командная строка Windows поможет узнать IP любого сайта в Интернете.

IP-адреса - основа сети Интернет, о которой мы рассказываем в следующем материале.

Читать на ЦО.РФ

Что такое интернет?  Что такое интернет, как он устроен и как работает

Интернет — информационно-коммуникационная сеть и всемирная система объединенных компьютерных сетей для хранения и передачи информации. Если вы читаете эту статью — вы уже в нем. Но как именно он работает?

Использованные источники: Нейросеть Kandinsky Unsplash, Thomas Jensen, Taylor Vick, U. Storsberg