IP-адрес: значение, типы, принцип работы и многое другое

Каждое устройство в Интернете работает с IP-адресом, поэтому важно знать, что это такое и что с ним можно, а что нельзя делать.

Что такое IP-адрес?

IP-адрес или адрес Интернет-протокола — это числовая метка, такая как 127.0.0.1, которая присваивается любому вычислительному устройству, подключенному к Интернету и использующему Интернет-протокол для связи с другими компьютерами.

Интернет-протокол — это установленный стандарт для передачи информации между компьютерами и сетевыми маршрутизаторами, составляющими Интернет. Без Интернет-протокола и системы IP-адресов не было бы Интернета, каким вы его знаете сегодня.

В этом посте подробно рассматриваются IP-адреса, чтобы пролить больше света на их архитектуру и характеристики, чтобы вы могли наилучшим образом их использовать.

IPv4 или Интернет-протокол версии 4 впервые был запущен в 1982 г. САТНЕТ и в 1983 г. ARPANET. Перенесемся в сегодняшний день, и это тот же протокол, который обрабатывает большую часть текущего интернет-трафика.

Чтобы сделать общение в Интернете быстрым и эффективным, Интернет-протокол версии 4 (IPv4) включает систему адресов Интернет-протокола (IP), которая дает каждому компьютеру числовой идентификатор, очень похожий на номер телефона. Это позволяет каждому компьютеру в Интернете подключаться к любому другому компьютеру, если он знает его IP-адрес.

127.0.0.1 — типичный пример IP-адреса. Этот, однако, автоматически зарезервирован для использования на петлевом интерфейсе вашего компьютера, который представляет собой виртуальную сеть, которая обрабатывает всю маршрутизацию данных внутри одного и того же устройства. Это адрес для доступа ко всем сетевым службам на том же компьютере или мобильном устройстве.

Итак, если вы хотите запустить веб-сервер на своем ноутбуке или устройстве Android, ваш веб-сервер Apache, например, будет прослушивать входящие соединения на 127.0.0.1:80. :80 обозначает порт 80, а 127.0.0.1 обозначает то же устройство или Домашняя сеть or локальный.

(См. IP-адреса и порты ниже)

Адреса IPv4 находятся в диапазоне от 0.0.0.0 до 255.255.255.255. Второй тип адресов, называемый IPv6, хотя и более продвинутый, чем IPv4, к сожалению, не так широко используется.

IPv4 против IPv6

IPv4 или Интернет-протокол версии 4 — старая и наиболее широко используемая система адресации в Интернете. Он использует 32-битную систему адресации, состоящую из четырех октетов. Октет здесь представляет собой группу из 8 битов с максимальным значением 11111111 в двоичном формате или просто 255 в десятичном формате.

Адреса IPv4 записываются в десятичном формате для удобочитаемости. В противном случае его наивысшее адресное значение 255.255.255.255 в десятичном виде будет 11111111.11111111.11111111.11111111 в двоичном. Боль для работы.

В общей сложности система адресации IPv4 позволяет использовать до 4 миллиардов уникальных адресов, что может показаться большим, но меньше, если учесть количество IoT-устройств, подключаемых к сети каждый год. Кроме того, он подразделяется на классы, как вы можете сделать вывод из таблицы ниже.

Класс	Диапазон
	Самый низкий адрес	Высший адрес
A	0.0.0.0	127.255.255.255
B	128.0.0.0	191.255.255.255
C	192.0.0.0	223.255.255.255
D	224.0.0.0	239.255.255.255

Таблица 1. Диапазоны интернет-адресов IPv4

IPv6, с другой стороны, представляет собой 128-битную систему адресации, которая поддерживает до 3.4 x 10³⁸ устройства. Это 3.4, умноженное на 38 нулей — достаточно адресов, чтобы обеспечить все компьютеры, планшеты, мобильные устройства, устройства IoT и дроны в мире многократным IP-адресом.

Типичный адрес IPv6 представлен восемью группами из четырех шестнадцатеричных цифр, разделенных двоеточием. Итак, пример IPv6-адреса будет выглядеть так:

1aa1:0db8:02fa:0bc3:0000:8a2e:0730:7345

Типы IP-адресов

Существует четыре основных типа IP-адресов: динамические, статические, частные и общедоступные. Тем не менее, множество ситуаций использования привели к появлению множества различных меток, связанных с IP. Итак, ниже приведены самые популярные типы IP-адресов, которые вы найдете, и что они означают.

1. Динамический IP-адрес

Сегодня большинство интернет-провайдеров предлагают динамические IP-адреса. Эта система использует сервер DHCP (протокол динамической конфигурации хоста) для назначения нового IP-адреса вашему устройству каждый раз, когда оно входит в сеть провайдера. И этот IP-адрес часто будет длиться до окончания сеанса просмотра.

2. Статический IP-адрес

Конкретный адрес, который назначается конкретному устройству и не меняется. Он используется для распознавания этого устройства в Интернете до тех пор, пока сетевой администратор не изменит его.

3. Частный IP-адрес

Этот тип адреса используется для идентификации устройств, находящихся в закрытой сети, такой как домашняя или офисная сеть. Устройство с частным IP-адресом недоступно для других компьютеров в Интернете.

4. Общедоступный IP-адрес

Это адрес, который назначается устройству, подключенному к Интернету. Любой другой компьютер может подключиться к нему из любой точки мира.

5. Общий IP-адрес

Как следует из названия, это IP-адрес, который используется более чем одной онлайн-службой. Дешевые услуги хостинга часто объединяют множество веб-сайтов в один общий IP-адрес и автоматически направляют данные на разные домены внутри.

6. Выделенный IP

В отличие от общего IP-адреса, когда несколько доменов используют один и тот же IP-адрес, выделенный IP-адрес указывает на одно доменное имя. Выделенный IP-адрес часто является признаком серьезного бизнеса.

7. Широковещательный IP-адрес

Это адрес, который используется для отправки сообщения всем пользователям в сети. Он доступен только для IPv4, но не для IPv6.

8. Многоадресный IP-адрес

Это адрес, по которому группа устройств в сети может одновременно получать сообщения. В отличие от широковещательного адреса для всех хостов, только заинтересованные устройства получают многоадресные данные, плюс отправитель должен передать данные только один раз. Многоадресные IP-адреса часто используются для потоковой передачи музыки и видео.

Как работают IP-адреса

IP-адреса назначаются сетям в зависимости от их размера. Возьмем, к примеру, диапазон адресов:

С 212.0.0.1 до 212.255.255.255

может быть отнесен к сети под названием XYZ Incorporated. Кроме того, XYZ Inc. теперь может делить свои IP-адреса между пользователями сети или, если у нее больше пользователей, чем доступных IP-адресов, она может реализовать динамическую систему назначения IP-адресов с использованием DHCP-сервера.

Теперь каждый раз, когда интернет-устройство запрашивает соединение с номером из этого диапазона, передача данных осуществляется в соответствии с интернет-протоколом. Здесь каждое сообщение разделено на пакеты данных, которые содержат заголовок и полезную нагрузку.

Часть заголовка каждого пакета передачи Интернет-протокола включает в себя IP-адрес назначения и IP-адрес источника. Часть полезной нагрузки — это фактические данные, передаваемые по сети. Интернет-протокол разработан таким образом, что каждый сетевой узел продолжает передавать данные, которые он получает, ближайшему лучшему узлу.

А поскольку физическое местонахождение центра обработки данных XYZ Inc. известно, данные в конечном итоге попадут в него через маршрутизаторы. Затем XYZ Inc. теперь должна будет дополнительно направить данные в местоположение своего конкретного пользователя, назначенного в качестве получателя.

IP-адреса и доменные имена

Вы, должно быть, заметили, что большинство веб-сайтов не рекламируют свой IP-адрес, а рекламируют свои доменные имена, такие как TargetTrend.com or Google.com or Twitter.com

Причина в том, что новый коммуникационный уровень был построен на основе Интернет-протокола и получил название World Wide Web. Эта часть Интернета использует протокол передачи гипертекста (HTTP), протокол передачи файлов (FTP) и другие протоколы для упрощения передачи документов через Интернет с использованием Интернет-протокола в качестве транспортной основы.

Он также включает систему доменных имен, которая позволяет вам просто ввести домен, а протоколы, работающие в фоновом режиме, будут обрабатывать все остальное.

Например, когда вы вводите Twitter.com в свой браузер, ваш компьютер сначала проверяет свой локальный кеш, чтобы узнать, есть ли у него последняя копия IP-адреса Twitter. Если это так, то он будет использовать его. Если это не так, он отправит запрос вашему интернет-провайдеру или выбранному вами серверу системы доменных имен (DNS).

Системы DNS-серверов работают вместе с корневыми серверами имен и серверами имен доменов верхнего уровня (TLD) для преобразования всех доменных имен в IP-адреса. Обратите внимание, что сервер имен TLD отвечает за каждый домен верхнего уровня, например .com, .org, .ru или .co.uk.

IP-адреса и порты

Другая система связи, которая поставляется с IP-адресами, — это коммуникационный порт. Подобно физическим портам компьютера, таким как USB и последовательные порты, программные порты предназначены для связи и в качестве расширения IP-номера.

Хотя вы можете открыть и использовать любой номер порта для разработки личных приложений, номера портов обычно назначаются конкретным службам. Например, порт 80 предназначен для HTTP, порт 22 — для Telnet, а порт 25 — для электронной почты SMPT.

Итак, когда вы подключаетесь к своему веб-серверу по адресу http://localhost/index.html, ваш веб-клиент или браузер отправляет HTTP-запросы на адрес 127.0.0.1:80. А когда вы подключаетесь к почтовому серверу в вашей локальной сети через Simple Mail Transfer Protocol (SMPT), ваш почтовый клиент будет отправлять запросы на 127.0.0.1:25.

Вот список самых популярных портов и их номера.

Номер порта	Служба по умолчанию	Пример
20 и 21	Протокол передачи файлов (FTP)	127.0.0.1:21
22	Secure Shell (SSH)	127.0.0.1:22
23	Telnet	127.0.0.1:23
25	СМТ (электронная почта)	127.0.0.1:25
80	HTTP (просмотр веб-страниц)	127.0.0.1:80
110	Почтовый протокол (POP3) для электронной почты	127.0.0.1:110
119	Протокол передачи сетевых новостей (NNTP	127.0.0.1:119
123	Протокол сетевого времени	127.0.0.1:123
143	IMAP (управление электронной почтой)	127.0.0.1:143
194	Интернет-ретранслятор (IRC)	127.0.0.1:194
443	Безопасный HTTP (HTTPS)	127.0.0.1:443
3389	Протокол удаленного рабочего стола	127.0.0.1:3389

Таблица 2. Популярные коммуникационные порты Интернет-протокола

Часто задаваемые вопросы

Вот некоторые из наиболее часто задаваемых вопросов об IP-адресах.

Что такое IP-спуфинг?

Спуфинг IP-адреса — это подделка исходных IP-адресов в пакетах интернет-протокола (IP) с ложными адресами, указывающими на другие компьютеры. IP-спуфинг можно использовать для обхода мер безопасности, таких как использование прокси-сервера, или для тестирования и отладки сети, но он также часто используется в атаках распределенного отказа в обслуживании (DDoS).

Как назначаются IP-адреса?

IP-адреса назначаются сетевым администратором (например, вашим интернет-провайдером) с использованием различных методов. Первый метод — ручное назначение сети, когда администратор назначает вашему устройству статический IP-адрес, с которым оно всегда будет подключаться к Интернету, пока администратор не изменит его. Второй метод — это динамическое назначение IP-адресов, при котором сервер протокола динамической конфигурации хоста (DHCP) автоматически назначает IP-адреса устройствам, которые становятся активными в сети для каждого сеанса.

Можно ли отследить IP-адрес?

Да, IP-адрес часто можно отследить до географического местоположения, но насколько точно это зависит от многих факторов, таких как использование динамических IP-адресов, VPN, а также от того, ведет ли провайдер или хост VPN журналы или как долго они их хранят. .

Изменится ли IP-адрес в зависимости от местоположения?

По-разному. Если вы используете мобильное устройство, то это возможно. Если вы переключаетесь между стационарными кабельными интернет-соединениями, то это обязательно произойдет.

Можно ли изменить IP?

Да, оно может. Если у вас динамический IP-адрес, то простое выключение и повторное включение устройства может изменить его. Для статического IP-адреса вам необходимо обратиться к сетевому администратору, чтобы внести изменения.

Почему мой IP-адрес постоянно меняется?

Многие факторы могут привести к постоянному изменению вашего IP. Во-первых, наличие интернет-провайдера, который использует динамические IP-адреса. Во-вторых, вы перемещаетесь с мобильным устройством или планшетом, что приводит к переключению инфраструктуры и изменению IP-адресов. В-третьих, если вы используете службу VPN, поскольку эти провайдеры обычно назначают новые IP-адреса вашему устройству каждый раз, когда вы входите в систему.

Как остановить изменение моего IP-адреса?

Несколько способов предотвратить изменение вашего IP-адреса включают получение интернет-подписки, которая предлагает статические IP-адреса, прекращение перемещения с помощью мобильного устройства или прекращение использования службы VPN.

Заключение

Подводя итог этому посту об IP-адресах и о том, как они работают, вы видели, что это просто числовые идентификаторы устройств в сети.

Интернет-протокол и связанные с ним технологии обширны. Итак, для чего вы их используете и как вы это делаете, все зависит от вас и того, что вы делаете.