IPv4
Pstack La version 4 d'Internet Protocol de est la quatrième itération de l'Internet Protocol (IP) de et c'est la première version du protocole à déployer largement. IPv4 est le protocole dominant de la couche réseau relatif à l'Internet et indépendamment du IPv6 c'est le seul protocole standard d'interréseau-couche utilisé sur l'Internet .
Il est décrit dans RFC 791 (septembre 1981) d'IETF qui a fait RFC désuet 760 (janvier 1980). Le Département de la Défense des Etats-Unis de l'a également normalisé comme MIL-STD-1777.
IPv4 est un protocole donnée-orienté à employer sur un interréseau de commutation de paquets (par exemple, Ethernet du ). C'est un meilleur protocole de l'effort parce qu'il ne garantit pas la livraison. Il ne fait aucune garantie sur l'exactitude des données ; Il peut avoir comme conséquence les paquets reproduits et/ou les paquets en panne. Ces aspects sont abordés par un protocole supérieur (par exemple, TCP de couche de , et en partie par UDP ).
Adressage
< ! -- Note : L'IP address indique ce titre ainsi si vous retitrez ceci fixez alors ce lien --> IPv4 emploie 32 - des adresses du peu (4 de - le byte ), qui limite l'espace d'adressage à 4.296 (232) uniques possibles adresses. Cependant, certains sont réservés pour des buts spéciaux tels que les réseaux privés (~18 millions d'adresses) de ou les adresses du multicast (~1 millions d'adresses). Ceci réduit le nombre d'adresses qui peuvent être assignées en tant qu'adresses d'Internet public. Pendant que le nombre d'adresses disponibles sont consommés, un manque d'adresse du IPv4 semble être inévitable, toutefois la traduction d'adresse réseau (NAT) a sensiblement retardé cette inévitabilité.
Cette limitation a aidé à stimuler la poussée vers le IPv6 , qui est actuellement aux parties du déploiement et est actuellement le seul compétiteur pour remplacer IPv4.
Représentations d'adresse
En écrivant les adresses IPv4 en forme lisible pour l'homme, la notation la plus commune est la notation Point-décimale . Il y a d'autres notations basées sur les valeurs de 200.100 dans la notation point-décimale qui comporte quatre octets dans le décimal séparé par des périodes. C'est le format bas utilisé dans la conversion dans la table suivante :
Attribution
À l'origine, l'IP address a été divisé en deux parts :&ndash d'identification de réseau ; premier octet
&ndash d'identification de centre serveur ; octets du bout trois
Ceci a créé une limite supérieure de 256 réseaux. Pendant que les réseaux commençaient à être assignés, ceci a été bientôt vu pour être insatisfaisant.
Pour surmonter cette limite, différentes classes de réseau ont été définies, dans un système qui plus tard est devenu notoire en tant que gestion de réseau de Classful de Cinq classes ont été créées (A, B, C, D, et E), trois dont (A, B, et C) a eu différentes longueurs pour le champ de réseau. Le reste de la zone adresse dans ces trois classes a été employé pour identifier un centre serveur sur ce réseau, qui a signifié que chaque classe de réseau a eu un différent nombre maximum des centres serveurs. Ainsi il y avait quelques réseaux avec un bon nombre d'adresses de centre serveur et nombreux réseaux avec seulement quelques adresses. La classe D était pour des adresses du multicast et la classe E était réservée.
Autour du 1993 , ces classes ont été remplacées par un arrangement sans classes du cheminement (CIDR) d'Inter-Domaine de , et l'arrangement précédent était " doublé ; classful" ; , en revanche. L'avantage primaire de CIDR est de permettre la re-division des réseaux de la classe A, du B et du C de sorte que de plus petits (ou plus grands) blocs d'adresses puissent être assignés aux entités (telles que prestataires de service d'Internet de ou leurs clients) ou aux réseaux locaux.
L'attribution réelle d'une adresse n'est pas arbitraire. Le principe fondamental du cheminement est que l'adresse code des informations sur l'endroit d'un dispositif dans un réseau. Ceci implique qu'une adresse assignée à une part d'un réseau ne fonctionnera pas dans une autre partie du réseau. Une structure hiérarchisée, créée par CIDR et surveillée par l'Internet Assigned Numbers Authority (IANA) de et ses enregistrements régionaux (RIRs) d'Internet de , contrôle l'attribution de l'internet address dans le monde entier. Chaque RIR maintient une base de données publiquement rechercheable de WHOIS qui fournit des informations au sujet des tâches d'IP address ; l'information de ces bases de données joue un rôle central dans de nombreux outils qui essayent de localiser des IP address géographiquement.
Réseaux privés
voient également :
du réseau privé De 4 milliards d'adresses a permis dans IPv4, quatre gammes d'adresse sont réservés pour l'usage privé de la gestion de réseau seulement. Ces gammes ne sont pas extérieur routable des réseaux privés, et les machines privées ne peuvent pas directement communiquer avec les réseaux publics. Elles peuvent, cependant, faire ainsi par la traduction d'adresse réseau .
Ce qui suit sont les quatre gammes réservées pour les réseaux privés :
Localhost
voient également : Localhost
En plus de la gestion de réseau privée, le &ndash de 127.0 de gamme d'IP ; 127.0 /8 dans la notation de CIDR ) est réservé pour la communication de Localhost . N'importe quelle adresse dans cette marge devrait ne jamais apparaître sur un réseau réel et aucun paquet envoyé à cette adresse ne laisse l'ordinateur de source, et apparaîtra comme paquet entrant sur cet ordinateur (connu sous le nom de réalimentation ).
IP address finissant dans 0 ou 255
voient également :
subnetting de la référence du IPv4
C'est une idée fausse commune que des IP address finissant dans 255 ou 0 peuvent ne jamais être assigné aux centres serveurs sur un filet inférieur, mais c'est purement un objet façonné de l'adressage classful.
Dans l'adressage classful (maintenant désuet avec l'arrivée de CIDR ), il y a seulement 3 masques possibles de filet inférieur : 255. Si nous avons le filet inférieur 192.0 de réseau se rapporte au réseau entier, ainsi pour éviter la confusion, elle ne peut pas être assignée à un dispositif sur le réseau.
Une adresse d'émission de est un IP address qui permet à l'information d'être envoyée à toutes les machines sur un filet inférieur donné plutôt qu'une machine spécifique. Généralement, l'adresse d'émission est trouvée en prenant le complément de peu du subnet mask et puis du joint circulaire il au niveau du bit avec la marque de réseau. Plus simplement, l'adresse d'émission est le dernier IP address dans la gamme appartenant au filet inférieur. Dans notre exemple, l'adresse d'émission serait 192.255, ainsi pour éviter la confusion cet IP address ne peut pas également être assigné à un centre serveur. Sur un filet inférieur de la classe A, du B, ou du C, l'adresse d'émission finirait toujours dans 255.
Cependant, ceci ne signifie pas que tous les IP address finissant dans 255 ne peuvent pas être employés comme IP address de centre serveur. Par exemple, si nous avions un filet inférieur 192.0 de la classe B, c'est équivalent à la gamme 192. L'adresse d'émission serait 192. Cependant, nous pouvons assigner 192. (bien que ceci peut causer la confusion).0 est la marque de réseau et ainsi ne peut pas être assigné, mais 192. peuvent être assignés (bien que ceci peut également causer la confusion).
Avec l'arrivée de CIDR, les adresses d'émission peuvent nécessairement ne pas finir avec 255.
Les généralement premiers et derniers IP address dans un filet inférieur sont employés comme adresse de marque et d'émission de réseau, respectivement. Tous autres IP address dans le filet inférieur peuvent être assignés aux centres serveurs sur le filet inférieur.
Résolution
voient également :
du Domain Name System
L'Internet le plus publiquement est connu pas par des IP address mais par des noms (par exemple, www. Le cheminement des paquets d'IP à travers l'Internet est inconscient à de tels noms. Ceci exige traduire (ou la résolution) des noms à l'IP address.
Le Domain Name System (DNS) de fournit un tel système aux noms de converti aux IP address et aux IP address aux noms. Tout comme le CIDR adressant, la nomination de DNS est également hiérarchique et tient compte de la subdélégation des espaces de nom à d'autres serveurs de DNS.
Penser à ceci d'une manière semblable à la façon dont vous trouvez un numéro de téléphone. Vous voulez appeler les boulangers de point culminant mais ne savez pas le nombre. Vous sonnez des enquêtes d'annuaire et elles t'indiquent le nombre que vous devez composer ou pouvez même vous relier. Après vous pourriez vouloir appeler le constructeur de point culminant. Encore, vous devez seulement savoir le numéro de téléphone des enquêtes d'annuaire, ils presque toujours auront le nombre que vous voulez et vous relient. Seulement si vous demandez des enquêtes d'annuaire le nombre d'une compagnie ce qui n'existe pas ils les direz ne pouvez pas vous relier - semblable à une erreur de DNS dans votre web browser.
Épuisement
voient également :
l'épuisement d'IP address de Depuis les années 80, il y a de souci que le nombre d'IP address disponibles est épuisé. C'était le facteur moteur dans les réseaux de Classful de et puis plus tard dans la création de l'adressage du CIDR .
Aujourd'hui, il y a plusieurs forces d'entraînement à la prochaine solution d'attribution d'adresse :
&mdash de dispositifs mobiles ; Téléphones portables de PDAs des ordinateurs portables * Toujours-sur le &mdash de dispositifs ; Modems d'ADSL , modems câblés * Nombre de plus en plus important rapidement des internautes
La solution la plus évidente est d'émigrer au IPv6 puisque la taille d'adresse saute nettement d'à 32 bits au bit 128 qui permettrait à environ 18 personnes du Quintillion leur propre ensemble de 18 adresses de quintillion (adresses de total 3. Cependant, la migration s'est avérée être un défi en soi, et adoption d'Internet de total il est peu susceptible se produire d'IPv6 pendant beaucoup d'années.
Quelques choses qui peuvent être faites pour atténuer l'épuisement de l'adresse IPv4 sont (pas mutuellement - exclusivité) :
Traduction d'adresse réseau (NAT)
Utilisation des réseaux privés * protocole de configuration de centre serveur dynamique (DHCP)
basé nommé de accueil virtuel
Une commande plus serrée par les enregistrements régionaux d'Internet de sur l'attribution des adresses aux enregistrements locaux d'Internet
Réseau renumérotant pour reprendre de grands blocs d'espace d'adressage assignés en débuts de l'Internet
En date du mai 2007, les prévisions de la date d'épuisement de la piscine non affectée d'IANA semblent converger à entre le mars 2010 et mai 2010.
Traduction d'adresse réseau
voient également :
la traduction d'adresse réseau
Une méthode pour augmenter l'utilisation et la sécurité d'adresse est d'employer la traduction d'adresse réseau (NAT). En assignant un IP à une machine publique comme passage de l'Internet et en employant un réseau privé pour les ordinateurs d'une organisation tient compte de l'épargne considérable d'adresse. Ceci augmente également la sécurité en faisant tous les ordinateurs sur un réseau privé pas directement accessible à partir du réseau public.
Réseaux privés virtuels
voient également :
virtuel du réseau privé
Puisque des plages d'adresses privées sont délibérément ignorées par tous les routeurs publics, il n'est pas normalement possible de relier deux réseaux privés (par exemple, deux succursales) par l'intermédiaire de l'Internet public. Les réseaux privés virtuels (VPNs) de résolvent ce problème.
Travail de VPNs à côté d'insérer un paquet d'IP (paquet encapsulé) directement dans la zone d'information d'un autre paquet d'IP (encapsulant le paquet) et d'employer une adresse publiquement routable dans le paquet de encapsulation. Une fois que le paquet de VPN est conduit à travers le réseau public et atteint le point final, le paquet encapsulé est extrait et puis transmis sur le réseau privé juste comme si les deux réseaux privés ont été directement reliés.
Sur option, le paquet encapsulé peut être chiffré pour fixer les données tandis qu'au-dessus du réseau public (voir l'article de VPN pour plus de détails).
Address Resolution Protocol
voient également :
l'Address Resolution Protocol
L'IP est un protocole supérieur de couche à la couche liaison de données . La couche liaison de données dont du segment physique fondamental de réseau au-dessus deux ordinateurs de communication sont directement reliés (typiquement par un hub ou un commutateur ) emploie son propre système d'adressage au niveau de matériel. Afin d'envoyer un paquet à partir de l'ordinateur A à B, les besoins d'A de savoir l'adresse de matériel du B. Ces découverte et cartographie des IP address sur les adresses de matériel est faite using l'Address Resolution Protocol (arp) de .
Reverse Address Resolution Protocol /DHCP
voient également : Reverse Address Resolution Protocol , BOOTP ,
de du protocole de configuration de centre serveur dynamique
À la différence de la situation décrite pour l'arp, le cas se présente quand un ordinateur sait son adresse de la couche liaison de données mais non son IP address. C'est un scénario commun dans les réseaux privés et la ligne d'abonné de Digitals de raccordements de (DSL) quand l'IP address des machines sont non pertinent. C'est habituellement la caisse pour les postes de travail mais pas les serveurs .
Le RARP est une méthode obsoleted pour répondre à cette question : C'est mon adresse de matériel, ce qui est mon IP address ? Le RARP a été remplacé par BOOTP qui, alternativement, a été remplacé par le protocole de configuration de centre serveur dynamique (DHCP).
En plus d'envoyer l'IP address, le DHCP peut également envoyer le serveur de NTP , les serveurs du DNS , et les plus.
Structure de paquet
Un paquet d'IP se compose d'une section d'en-tête et d'une section de données.
En-tête
L'en-tête se compose de 13 champs, dont seulement 12 sont exigés. Le champ 13th est facultatif (fond rouge dans la table) et convenablement appelé : options. Les champs dans l'en-tête sont emballés avec le byte le plus significatif d'abord ( grand endian), et pour le diagramme et la discussion, le peu le plus significatif sont considérées comme venires d'abord. Le peu le plus significatif numéro 0, ainsi le champ de version est trouvé réellement dans les 4 peu les plus significatifs du premier byte, par exemple.
Données
Le dernier champ n'est pas une partie de l'en-tête et, par conséquent, non incluse dans le domaine de somme. Le contenu de la zone d'information est spécifié dans le domaine d'en-tête de protocole et peut être des n'importe quels des protocoles de la couche transport . Certains des protocoles les plus utilisés généralement sont énumérés au-dessous d'inclure leur valeur utilisée dans le domaine de protocole :
1 : Internet Control Message Protocol (ICMP) de
2 : Protocole (IGMP) de gestion de groupe d'Internet de
6 : Transmission Control Protocol (TCP) de
17 : User Datagram Protocol (UDP) de
89 : Shortest-Path ouvert premier (OSPF) de
132 : Protocole (SCTP) de transmission de commande de jet de
Voir la liste de des nombres du protocole IPv4 pour une liste complète.
Fragmentation et remontage
voient également :
la fragmentation d'IP de Pour rendre IPv4 plus tolérant de différents réseaux le concept de la fragmentation a été ajouté ainsi qu'au besoin, un dispositif pourrait diviser vers le haut les données en plus petits morceaux. C'est nécessaire quand le Maximum Transmission Unit (MTU) de est plus petit que la longueur de paquet.
Par exemple, la taille maximum d'un paquet d'IP est de 65.535 bytes tandis que le MTU typique pour l'Ethernet est de 1. Puisque l'en-tête d'IP consomme 20 bytes (sans options) des 1.480 bytes de données d'IP par armature d'Ethernet (ceci mène à un MTU pour l'IP de 1. Par conséquent, une charge utile de 65.535 données de byte exigerait 45 paquets (65535/1480 = 44.
La fragmentation de raison a été choisie pour se produire à la couche d'IP est que l'IP est la première couche qui relie des centres serveurs au lieu des machines. Si la fragmentation étaient effectuées sur des couches plus élevées (TCP, UDP, etc.) puis ceci ferait la fragmentation/remontage être de manière superflue mis en application (une fois par protocole) ; si la fragmentation étaient effectuées sur une couche inférieure (Ethernet, atmosphère, etc.) puis ceci exigerait la fragmentation/remontage soit exécutée sur chaque houblon (pourrait être tout à fait coûteux) et a de manière superflue mis en application (une fois par protocole de couche liaison). Par conséquent, la couche d'IP est la plus efficace pour la fragmentation.
Fragmentation
Quand un dispositif reçoit un paquet d'IP il examine l'adresse de destination et détermine l'interface sortante à employer. Cette interface a un MTU associé qui dicte la taille maximum de données pour sa charge utile. Si le MTU est plus petit que la taille de données alors le dispositif doit réduire les données. Le dispositif segmente alors les données dans des segments où chaque segment est moins-que-ou-égal-au MTU moins la taille d'en-tête d'IP (20 bytes de minimum ; maximum de 60 bytes). Chaque segment est alors mis dans son propre paquet d'IP avec les changements suivants :
Le champ de la longueur totale de sera ajusté sur la taille de segment
Le plus de drapeau des fragments (MF) est placé pour tous les segments excepté derniers
Le champ de l'excentrage de fragment de est placé en conséquence basé sur l'excentrage du segment dans la charge utile originale de données. Ceci est mesuré dans les unités de 8 blocs de byte.
Par exemple, parce que un en-tête d'IP de longueur 20 bytes et un MTU d'Ethernet de 1.500 bytes les excentrages de fragment seraient : 0, (1480/8) = 185, (2960/8) = 370, (4440/8) = 555, (5920/8) = 740, etc.
Noter que si (MTU - longueur d'en-tête) n'est pas un multiple de 8, alors seulement un multiple de 8 que le nombre de bytes de données sera inclus dans le datagramme, même si ce laisse une taille totale de datagramme de moins que le MTU (pourrait seulement être isolé par 4 bytes parce que l'en-tête est toujours multiple de 4 bytes).
Par une certaine chance si un paquet change les protocoles de couche liaison ou le MTU réduit alors ces fragments seraient réduits en fragments encore.
Par exemple, si une charge utile de 4.500 données de byte est insérée dans un paquet d'IP sans des options (ainsi la longueur totale est de 4.520 bytes) et est transmise au-dessus d'un lien avec un MTU de 2.500 bytes alors qu'il sera divisé vers le haut en deux fragments :
Remontage
Quand un récepteur détecte un paquet d'IP où l'une ou l'autre du suivant est vraie :" de
; plus de fragments" ; ensemble de drapeau
" ; offset" de fragment ; le champ est différent de zéro
alors le récepteur sait que le paquet est un fragment. Le récepteur stocke alors les données avec le champ d'identification, l'excentrage de fragment, et plus de drapeau de fragments. Quand le récepteur reçoit un fragment avec plus de drapeau de fragments non réglé alors il sait la longueur de la charge utile originale de données puisque l'excentrage de fragment plus la longueur de données est équivalent à la taille originale de charge utile de données.
Using l'exemple ci-dessus, quand le récepteur reçoit le fragment #4 l'excentrage de fragment (495 ou 3960 bytes) et la longueur de données (540 bytes) supplémentaire ensemble rapporter le &mdash 4500 ; la longueur de données originale.
Une fois qu'il a tous les fragments puis il peut rassembler les données dans l'ordre approprié (en employant les excentrages de fragment) et les passer vers le haut de la pile pour une transformation plus ultérieure.
Voir également
Réseau de Classful de Cheminement sans classes d'Inter-Domaine de
Internet Assigned Numbers Authority
IPv6 et IPv5
La liste de d'IP address assigné de /8 bloque
La liste de de protocole d'IP numérote
Internet Registry régional
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