Co je to IPv4?

Původní verze internetového protokolu byla poprvé nasazena v roce 1983 v ARPANET, tj. Internetový protokol verze 4 (IPv4). IPv4 je čtvrtá verze IP adresy s limitem 4 miliardy IP adres. Adresa IPv4 je vyjádřena v 32bitové celočíselné hodnotě a zapsána v desítkové soustavě s desetinnými číslicemi, která se skládá ze čtyř skupin oktetů s osmi hodnotovou adresou vyjádřenou nezávisle v desetinných číslech. a rozdělené tečkami. Rozsahy mohou být od 0 do 255.

Příklad: IP adresa 105.249.119.16 představuje 32bitové desetinné číslo a v binárním formátu je 01101001.11111001.01110111.00010000.

Používá se v sítích s přepojováním paketů pro nepřetržité sítě.
Má standardizovaný formát pro doručování informací z jednoho zařízení na druhé, které je připojeno přes internet.
Identifikace je poskytována pro každé zařízení, které je připojeno mezi sítěmi.
Pro každé zařízení existují způsoby konfigurace a liší se také podle typů sítě.
IPv4 má definovány v 32bitových (4 bajty) adresách a používá 3 třídy: A, B, C.
Třída A se používá pro větší sítě. Používá 8 bitů pro síťování a 24 bitů pro hosting.
Třída B se používá pro střední sítě. Používá 16 bitů pro vytváření sítí a 16 bitů pro hostování.
Třída C se používá pro menší sítě. Používá 24 bitů pro síťování a 8 bitů pro hosting.
Třída D se navíc používá pro multicasting a třída E se používá pro experimentální účely.

1. IP adresy: Adresa internetového protokolu (IP adresa) je číselný štítek přiřazený zařízení připojenému k síti, které používá pro komunikaci internetový protokol. Vrstva internetu předává IP adresu následující směrovací adresy do síťové vrstvy. Tato adresa je vázána na fyzickou adresu a vytvoří se nový rámec. Zbytek původního rámce je zapouzdřen do nového rámce před odesláním přes komunikační kanál. Síťová vrstva je páteří modelu OSI a řídí nejlepší logickou cestu pro přenos dat mezi uzly.

„Obecně se skládá z binárních hodnot a řídí směrování všech dat přes internet“.

IP adresa má 2 hlavní funkce,

Identifikace hostitelského / síťového rozhraní
adresování umístění

2. IANA: IANA (Internet Assigned Numbers Authority) a 5 RIRs (Regional Internet Registries) spravují prostor IP adres. Jsou odpovědné za určená území pro přiřazení k místním internetovým registrům, jako jsou poskytovatelé internetových služeb a další koncoví uživatelé. A taková přiřazení mohou být statická nebo dynamická v závislosti na síťových postupech a softwarových funkcích.

IPv4 Datagram Header

Následuje schematické vysvětlení záhlaví datagramu:

Podívejme se na záhlaví datagramu ipv4 v tabulkovém formátu níže:

Verze	Toto je 4bitové pole a informuje o verzi IP, kterou používáme.
HLen	Udává délku záhlaví. Minimální délka záhlaví by měla být 20 bajtů, protože maximální velikost záhlaví 4 bity je 15. Pokud použijeme pole voleb, maximální délka záhlaví bude 60 bajtů (20 + 40).
Druh služby	První 3 bity říkají přednost a další 4 bity říkají typ služby a poslední bity se nepoužívají. 4 bity služeb definují zpoždění, propustnost, spolehlivost, náklady.
Celková délka	Pole celková délka definuje celkovou délku datagramu včetně záhlaví. celková délka může být vypočtena jako délka dat + délka záhlaví nebo délka dat = celková délka - délka záhlaví 16 bitů
Identifikace (ID fragmentu)	Protože IPv4 je služba datagramu, pomáhají tyto bity jedinečně identifikovat, když fragmentace skončí na paketech datagramu.
Vlajky	Příznak označuje fragmentaci pomocí identifikačního pole, v zásadě říká, zda může být fragmentována, nebo je poslední částečná.
Fragmentový ofset	Sousední pozice každého fragmentu se měří od začátku původních dat jednotkami 8 bajtů.
Čas žít	To pomáhá zavádějící transakce datagramů. Měří ne.of.routers může datagram projít. Kontroluje se snížením hodnoty na 1, dokud nedosáhne 0. Datagram se zahodí, když dosáhne nuly.
Protokol	IPv4 obsahuje data z různých protokolů. Toto pole pomáhá síťové vrstvě pochopit, která data patří ke kterému protokolu.
Kontrolní součet záhlaví	Toto pole se používá k detekci chyb v paketech nebo zprávách.
Zdrojová IP adresa	32bitová adresa odesílajícího hostitele.
Cílová IP adresa	32bitová adresa přijímajícího hostitele.
Možnosti	Každý datagram neurčuje pole volby. Seznam specifikací obsahuje bezpečnostní omezení, směrování atd.

Omezení IPv4

Nedostatek v adresním prostoru: Adresový prostor se rychle vyčerpává, protože počet zařízení připojených k internetu rychle roste.
Slabá rozšiřitelnost protokolu: Nedostatečná velikost záhlaví IPv4, nevyhovuje požadovaným dalším parametrům.
Problém s omezením zabezpečení pro komunikaci: Informace nemají omezený přístup, který je hostován v síti. Původně navržen pro izolované vojenské sítě. Poté přizpůsobena pro veřejné vzdělávací a výzkumné sítě.
Nedostatek kvalitní servisní podpory: zpoždění v šířce pásma informací a určitých sítích z tohoto důvodu nepodporuje.
Geografická omezení: Vzhledem k tomu, že byla vytvořena v USA, zahrnuje distribuci IP adres a téměř 50% je vyhrazeno pro USA.

Výhody IPv4

1. Spolehlivé zabezpečení: Tento adresový paket má šifrování dat, aby byla zachována ochrana soukromí a zabezpečení během veřejné střední komunikace.

2. Velké směrovací úkoly:

Vysoký počet funkčních směrovačů to činí jako páteř Internetu, a proto má zásadní přidělení sítě.
Infrastruktura je závislá na hierarchickém i plochém směrování.
Je také snadné připojit více zařízení přes velkou síť bez NAT.

3. Video knihovny a konference: Zvýšený počet uživatelů internetu zpomaluje online přenos dat. Tento model komunikace poskytuje kvalitní služby a efektivní přenos dat. Ve většině případů se používají služby TCP a UDP; navzdory omezené funkčnosti jsou adresy IPv4 předefinovány a umožňují šifrování dat.

4. Flexibilita: Směrování IPv4 je škálovatelnější a efektivnější, protože se agreguje adresování. Konkrétně funguje dobře pro multicasting a datovou komunikaci napříč sítěmi v organizaci.

Použití IPv4

Přidělení adresy je stanoveno v 5 RIR s jeho IP adresami,

Africké síťové informační centrum (AFRINIC): Slouží v Africe a částech Indického oceánu.
Americký registr pro internetová čísla (ARIN): Slouží v Kanadě, částech Karibiku a Spojených států, ostrovech severního Atlantiku.
Asijsko-pacifické síťové informační centrum (APNIC): Slouží ve většině Asie a Oceánie.
Latinské Ameriky a karibské síťové informační centrum (LACNIC): Slouží v Latinské Americe a částech Karibiku.
Koordinační centrum Reseaux IP Europeens Network Coordination Center (RIPE NCC): Slouží v Evropě, střední Asii a na Středním východě.

Tyto regiony jsou odpovědné za přidělování IP adres operátorům a uživatelům internetu v tomto regionu.

RIR se vyčerpaly v č. IPv4 z důvodu nedostatku přidělování IP adres. Aby bylo možné čelit nedostatku IP adres a rozšířit používání adres v komunikaci pro efektivní přístup, byl vytvořen IPv6. Kvůli vyčerpání adres v IPv4 byl IPv6 vytvořen se zvýšeným designem infrastruktury a kapacitou pro zpracování užitečného zatížení.

Doporučené články

Toto je průvodce Co je to IPv4? Zde diskutujeme úvod do IPv4 a záhlaví datagramu spolu s jeho omezeními, výhodami a použitím. Další informace naleznete také v následujících článcích