IP - что это такое

Вообще, аббревиатура IP расшифровывается как "интернет-протокол", который, собственно, она и означает. Однако в современном лексиконе под IP ещё понимают адрес шлюза или узла сети. О том, что это — IP, будет рассказано далее.

Описание

Как следует из определения, IP — это маршрутизируемый протокол, объединивший малые сети в Интернет. Одной из его главных характеристик является IP-адрес.

Задача протокола — доставить нужный пакет адресату через множество промежуточных узлов. Для IP характерна ненадёжная доставка пакетов. То есть они могут приходить немного не в том порядке, котором были отправлены. Также пакеты иногда бывают продублированы в ходе доставки или вовсе повреждены.

Для успешного получения применяются более «высокие» протоколы в модели OSI, например TCP.

Свойства протокола

Путь IP пакета от отправителя к адресату может быть извилистым и проходить через множество различных серверов. Каждый бывает настроен по-своему или же перегружен. Поэтому могут возникать ситуации, когда узел физически не может пропустить пакет из-за его размера. Тогда протокол разбивает пакет на составные, более мелкие части и спокойно их переправляет через проблемный сервер. «Куски» пакета доставляются адресату и протокол IP объединяет их в единое целое. Свойство IP, которое может дробить данные, а затем соединять их, называется фрагментацией.

Стоит сказать, что IP также может и запретить разбивать пакеты на составляющие. Если такие данные не могут пройти через узел полностью, то они будут уничтожены, а отправителю направлено сообщение о проблеме.

Пакеты IP

Что это - IP-пакеты? Небольшие блоки данных, структура и форма которых определена протоколом IP. В отличие от классических методов передачи с помощью последовательностей байтов или битов, пакеты могут гарантировать более надёжную и эффективную доставку.

Структура пакета выглядит как сообщение с заголовком и телом письма. Под заголовок IP-пакета выделяется 20 байт. По порядку в нем содержится следующая информация:

• Первые 4 бита. Версия протокола. Как правило, значение равно 4.
• Следующие 4 бита сообщают о длине заголовка.
• Далее идут 8 бит, отвечающие за тип сервиса. Если кратко, здесь указывается приоритет данного пакета для маршрутизаторов и узлов.
• Длина пакета. Занимает 16 бит и указывает на общий размер передаваемых данных, включая заголовок.
• Идентификатор пакета. Также занимает 16 бит и служит для опознания дробленых частей данных.
• Следующие 3 бита определяют специальные флаги, указывающие, фрагментируемым ли является пакет.
• Смещение. Занимает 13 бит и также служит для сборки или разборки пакета на фрагменты.
• Время жизни. Под это поле отведено 8 бит. Оно означает время, в течение которого пакет может «гулять» по сети. Проходя через каждый узел сети, значение этого поля уменьшается на единицу. Таким образом, если данные не будут доставлены до того, как счётчик обнулится, они уничтожатся.
• Далее идёт поле «Протокол» размером в байт. В нем содержится информация о том, какому протоколу принадлежат данные в основном поле пакета.
• Контрольная сумма. Под неё выделено 2 байта. Это поле представляет собой некий идентификатор целостности пакета. При каждой обработке заголовка и проверке данный параметр обнуляется и перезаписывается.
• Под два последующих поля отводится по 32 бита. В них указываются IP-адреса отправителя и получателя.

IP-адрес

Что это — IP-адрес? Это уникальный номер каждого узла, по которому его можно идентифицировать. Наверное, каждый пользователь встречал что-то подобное — 127.0.0.1 или 192.168.0.1. Это и есть типичные примеры IP-адресов.

Статические и динамические типы адресов

IP-адрес может оставаться неизменным на протяжении всей работы узла. Тогда он называется статическим. Он уникален в рамках одной сети и может быть только у одного абонента.

Большинство провайдеров интернет применяют динамические IP-адреса. То есть при каждом подключении или по истечении определённого времени выдаётся новый номер. Таким образом, чтобы выполнить смену IP, можно просто отключиться и подключиться вновь.

Такое же подход в настройке IP предусмотрен в простом бытовом Wi-Fi маршрутизаторе. Wi-Fi — это и есть локальная сеть, которая имеет шлюз, узлы, а соответственно, и IP-адреса. По умолчанию роутеры имеют IP 192.168.0.1. Подключающимся же к ним устройствам посредством DHCP автоматически выдаются новые IP адреса в рамках диапазона 192.168.0.2 — 192.168.0.255. Это оправдано, так как не приходится резервировать и запоминать каждого пользователя.

Домены

Доменные имена сайтов преобразовываются в IP для того, чтобы узел мог правильно получить информацию от него. Например, IP-сервера google.ru —172.217.16.195. Если набрать в адресной строке эти цифры, то браузер все равно откроет страницу поисковика.

Для уменьшения нагрузки на определённый узел могут использоваться несколько IP-адресов. И наоборот, на одном IP иногда «висят» множество сайтов. Это вызывает определённые проблемы, в связи с последними событиями, когда ресурсы блокируют направо и налево. Из-за одного плохого сайта в бан могут попасть и хорошие, законные сервисы и порталы, так как происходит по одному IP сервера, без идентификации точного домена.

Смена адреса

Иногда нужно скрыть своё присутствие в сети или же просто сделать так, чтобы сайт не «узнал» пользователя. А может и обойти очередную блокировку. Вне зависимости от того, что нужно поменять, адрес компьютера или IP телефона, можно применить сторонние ресурсы, называемые анонимайзерами. Они делают простую вещь — выступают в роли посредника между пользователем и желаемым сайтом. Соответственно, используя свой IP-адрес. Таким образом, сайт думает, что к нему подключился человек, например, из Дании, который находится на самом деле в Саратове.

Существуют также специальные расширения для браузеров, меняющие IP, и программы, обладающие таким же функционалом.

Развитие IP

Современный интернет имеет просто колоссальное количество сайтов, ресурсов и узлов. И каждый день их число увеличивается. А им необходимо постоянно присваивать новые адреса. Так как IP в текущем формате скоро перестанет хватать, был придуман стандарт протокола IP версии 6. Вот так выглядит его запись:

2001:3db8:15a3:01d7:1f34:8a8e:03a0:725d

Такой формат адресации может охватить гораздо больше адресов, запаса которого должно хватить на долгое время для всего мира. Помимо расширения адресов, IPv6 наделен и многими улучшающими характеристиками, например, значительно увеличен объем поддерживаемого пакета — до 4 ГБ. Правда актуально это для высокоскоростных сетей. Время жизни в новой версии стало Hop Limit, то есть лимит переходов от узла к узлу. Из протокола версии 6 было устранено использование фрагментирования пакета, то есть теперь он просто уничтожается. Также в заголовке больше нет поля «Контрольная сумма». Это связано с тем, что многие протоколы канального и транспортного уровня имеют свои инструменты обработки контрольных сумм. Сам же заголовок пакета IPv6 увеличился всего на 20 байт, то есть стал 40-байтным.

Заключение

В статье подробно разобрано, что это — IP, как сам протокол, так и структура адреса. Конечно, объяснить на пальцах такой сложный сетевой механизм невозможно. Поэтому любознательные читатели могут самостоятельно более подробно изучить строение и особенности протокола IP.