IPv4 | |
---|---|
Nimi | Internet-protokollan versio 4 |
Taso ( OSI-mallin mukaan ) | verkkoon |
Perhe | TCP/IP |
Luotu vuonna | 1981 |
Protokollan tarkoitus | Osoitus |
Erittely | RFC 791 |
Tärkeimmät toteutukset (asiakkaat) | TCP/IP-pinon toteutukset Windowsissa , Linuxissa ja BSD :ssä , Mac OS :ssä |
Ydintoteutukset ( palvelimet ) | TCP/IP-pinon toteutukset Windowsissa , Linuxissa ja BSD :ssä |
Mediatiedostot Wikimedia Commonsissa |
IPv4 ( englanninkielinen Internet Protocol version 4 ) on Internet- protokollan ( IP ) neljäs versio . Ensimmäinen laajalti käytetty versio. Protokolla on kuvattu RFC 791 :ssä (syyskuu 1981), joka korvaa RFC 760:n (tammikuu 1980).
IPv4 käyttää 32 -bittisiä (nelitavuisia ) osoitteita ja rajoittaa osoiteavaruuden 4294967296 (232 ) mahdolliseen yksilölliseen osoitteeseen.
IPv4-osoitteen perinteinen muoto on neljä desimaalilukua (0-255), jotka on erotettu pisteillä. Murtoluku ilmaisee aliverkon peitteen pituuden .
Ilmoittautumislomake | Esimerkki | Muunna pistetetystä desimaalimerkinnästä |
---|---|---|
Pisteinen desimaali | 192.0.2.235 | — |
Pisteinen heksadesimaali | 0xC0.0x00.0x02.0xEB | Jokainen oktetti muunnetaan heksadesimaaliluvuksi |
Pisteinen oktaali | 0300.0000.0002.0353 | Jokainen oktetti muunnetaan oktaaliksi |
Heksadesimaali | 0xC00002EB | Oktettien ketjutus pisteviivaisesta heksadesimaalimerkinnästä |
Desimaali | 3221226219 | 32-bittinen luku desimaalimuodossa |
oktaali | 030000001353 | 32-bittinen numero oktaalimuodossa |
IP-standardin varhainen versio RFC 760: n ( tammikuu 1980) mukaan kuvaili osoiteavaruuden jäykkää jakoa aliverkkoihin ja isäntiin. Ensimmäinen oktetti oli verkko-osoite, jota seurasi paikallinen isäntäosoite jäljellä olevissa kolmessa okteissa. Näin ollen standardi salli 2^8=256 verkon olemassaolon, joissa kussakin oli 2^24=16 777 216 isäntäkonetta.
Aliverkon koko on kiinteä.
Pian kuitenkin kävi selväksi, että verkkoja oli liian vähän, liian suuria ja osoitteiden joustavuus puuttui. Siksi jo syyskuussa 1981 julkaistiin RFC 791 (englanniksi) , joka otti käyttöön niin sanotun classful-osoitteen. Ajatus on seuraava: joustavuuden vuoksi verkko-osoitteiden määrittämisessä ja mahdollisuutta käyttää suuria määriä pieniä ja keskisuuria verkkoja osoiteavaruus jaettiin useisiin loogisiin ryhmiin, ja jokaisessa ryhmässä oli erilainen isäntien ja aliverkkojen suhde. Nämä ryhmät on nimetty verkkoluokkien mukaan ja numeroitu latinalaisin kirjaimin: A, B, C, D ja E. Jako perustuu osoitteen merkittävimpiin bitteihin. Osoitteet käsitellään yksityiskohtaisesti RFC 790 :ssä .
Luokka A : 0.XXX.XXX.XXX - 127.XXX.XXX.XXX
Osoitteen ensimmäinen bitti on nolla, joten luokka A vie puolet koko osoiteavaruudesta. Verkko-osoite on 7-bittinen ja isäntäosoite 24-bittinen, joten luokka A sisältää 128 aliverkkoa, joissa kussakin on 16 777 216 osoitetta.
Esimerkiksi aliverkko 10.0.0.0 (luokka A, sisältää yli 16,7 miljoonaa osoitetta 10.0.0.0 - 10.255.255.255). Varattu oletuksena, ei reititettävissä Internetissä ja sitä käytetään paikallisten ja yritysverkkojen rakentamiseen.
ss B : 128.0.XXX.XXX - 191.255.XXX.XXX
Osoitteemme alkaa myös biteillä 1,0, joten luokka B vie neljänneksen koko osoiteavaruudesta. Verkko-osoite on 14-bittinen ja isäntäosoite 16-bittinen, joten luokka B sisältää 16 384 aliverkkoa, joissa kussakin on 65 536 osoitetta.
Esimerkiksi luokan B verkko 169.254.XX ja 65536 osoitetta. Varattu "kanavaosoitteille".
Luokka C : 192.0.0.XXX - 223.255.255.XXX
Osoite alkaa biteillä 1,1,0, joten luokka C vie 1/8 osoiteavaruudesta. Verkko-osoite on 21-bittinen ja isäntäosoite 8-bittinen, joten luokka C sisältää 2 097 152 verkkoa, joissa kussakin on 256 osoitetta.
Esimerkiksi verkossa 192.0.2.X on osoitteet 192.0.2.0 - 192.0.2.255, jotka on varattu dokumentaatioesimerkeille.
Vuonna 1990 RFC 1166 kuvaili vielä kaksi luokkaa.
Luokka D : 224.XXX.XXX.XXX - 239.XXX.XXX.XXX
Osoite alkaa biteillä 1,1,1,0. Luokka D vie 1/16 osoiteavaruudesta. Käytetään monilähetykseen.
Luokka E : 240.XXX.XXX.XXX - 255.XXX.XXX.XXX.
Osoite alkaa biteillä 1,1,1,1. Tällaiset osoitteet ovat kiellettyjä. Varattu tulevaa käyttöä varten.
Suhteellisesti aliverkkoluokkien koot näyttävät tältä:
luokat: | A | B | C | D | E |
---|
Luokittelua käytettäessä aliverkon koko lasketaan IP-osoitteesta.
Internetin kasvun myötä tämä järjestelmä osoittautui tehottomaksi ja sitä täydennettiin luokkattomalla osoitteella (CIDR). Otettiin käyttöön lisämittari - aliverkon peite, joka määrittää kuinka monta osoitteen bittiä on määritetty verkko-osoitteelle ja kuinka monta - isäntäosoitteelle.
Jotkut IPv4-osoitteet on varattu erityistarkoituksiin, eikä niitä ole tarkoitettu maailmanlaajuiseen reitittämiseen [1] . Erikoisaliverkkojen luettelo on määritelty RFC 6890 :n mukaan . Alla oleva taulukko näyttää tärkeimmät (luettelo ei ole täydellinen).
Aliverkko | Tarkoitus | Reititys |
---|---|---|
0.0.0.0/8[2 ] | "Tämän" ("oman") verkon pakettilähteiden osoitteet [1] [3] . | kielletty |
0.0.0.0/32 | Vastakkeissa , joissa on " kuuntelu "-tila, se tarkoittaa mitä tahansa lähde-IP-osoitetta tai mitä tahansa kohdeverkkoa nykyisessä isännässä. Voidaan lähettää verkkoon lähdeosoitteena vain, jos isännälle ei ole vielä määritetty IP-osoitetta (yleensä DHCP :n kautta ). Ei voida käyttää verkkokohteena. Jos yrität lähettää Ciscon reitittimissä paketin osoitteeseen 0.0.0.0, se lähetetään pienimmän yhdistetyn aliverkon yleislähetysosoitteeseen (yhdistetty reititystaulukkoon). |
kielletty |
10.0.0.0/8[4 ] | Käytetään yksityisissä verkoissa . RFC 1918 . | Suurin osa IPv4-osoitteista Gwangmyeong-verkossa (Korean demokraattinen kansantasavalta) [5] . Globaali reititys on poistettu käytöstä. |
100.64.0.0/10 | Jaettu osoiteavaruus. RFC 6598 . Käytettäväksi palveluntarjoajien verkoissa. | ER-Telecom , Beeline jne. käyttävät suurinta osaa IPv4-osoitteista NAT - tilaajille . Globaali reititys on kielletty. |
127.0.0.0/8[2 ] | Aliverkko isäntäkoneen sisällä tapahtuvaa viestintää varten (katso localhost ). Verkkoalijärjestelmää käytetään, mutta tällaiset paketit eivät itse asiassa kulje verkkokortin läpi. Jos verkosta vastaanotettiin paketti, jolla on sama kohdeosoite, se TÄYTYY hylätä. | kielletty |
169.254.0.0/16 [6] | kanavien osoitteet . Käyttöjärjestelmä käyttää aliverkkoa automaattiseen IP-osoitteeseen, jos DHCP on määritetty, mutta mikään palvelin ei vastaa. | vain yksityisissä verkoissa |
172.16.0.0/12 [4] | Käytetään yksityisissä verkoissa . RFC 1918 . | osa IPv4-osoitteista Gwangmyeon-verkossa (Korean demokraattinen kansantasavalta) [5] . Globaali reititys on poistettu käytöstä. |
192.0.0.0/24[7 ] | IETF-protokollatehtävät | |
192.0.0.0/29 | Dual-Stack Lite (DS-Lite). RFC 6333 . IPv6- | |
192.0.0.170/32 | NAT64 | |
192.0.0.171/32 | DNS64 | |
192.0.2.0/24[8 ] | Esimerkkejä dokumentaatiosta. | kielletty |
192.88.99.0/24 [1] | Käytetään lähettämiseen lähimpään solmuun . RFC 3068 | maailmanlaajuisesti sallittu |
192.88.99.1/32 | Käytetään välittimenä IPv6 -IPv4- kapseloinnissa ( 6-4 ) [9] . Toisin sanoen tämä IP ei ole ainutlaatuinen. Monet yritykset ilmoittavat sen. Paketti tähän osoitteeseen menee lähimmälle tämän IP-osoitteen omaavalle isännälle, joka purkaa paketin ja lähettää sen eteenpäin IPv6-reititystä pitkin. | maailmanlaajuisesti sallittu |
192.168.0.0/16 [4] | Käytettäväksi yksityisissä verkoissa. RFC 1918 . | osa IPv4-osoitteista Gwangmyeon-verkossa (Korean demokraattinen kansantasavalta) [5] . Globaali reititys on poistettu käytöstä. |
198.51.100.0/24 [8] | Esimerkkejä dokumentaatiosta. | kielletty |
198.18.0.0/15 [10] | Suorituskykytestipenkkeihin. | vain kokeisiin |
203.0.113.0/24 [8] | Esimerkkejä dokumentaatiosta. | kielletty |
224.0.0.0/4 [11] | Käytetään monilähetykseen . Täydellinen ajantasainen luettelo varatuista lohkoista on IANA :n verkkosivustolla [1] . RFC 5771 Varatut ryhmälähetysaliverkot selkeytetty . | maailmanlaajuisesti sallittu vain aliverkoille 233.0.0.0/8 ja 234.0.0.0/8. |
240.0.0.0/4[2 ] | Varattu tulevaa käyttöä varten. On olemassa mielipide, että tätä aliverkkoa ei käytetä enää koskaan, koska monet laitteet eivät pysty lähettämään paketteja tähän verkkoon. | kielletty |
255.255.255.255/32 [12] | Rajoitettu lähetysosoite . Käytetään yleisimmin kohdeosoitteena haettaessa DHCP-palvelimia. | kielletty |
muu | Jakelee alueelliset Internet-rekisteröijät . Voi olla toimittajasta riippumaton . | maailmanlaajuisesti sallittu |
IP-paketin otsikko sisältää 14 kenttää, joista 13 vaaditaan. Neljästoista kenttä on valinnaisille vaihtoehdoille. Kentät käyttävät tavujärjestystä korkeasta matalaan, tärkeimmät bitit ensin. Ensimmäisen bitin numero on 0. Siten esimerkiksi versiokenttä on ensimmäisen tavun neljässä merkittävimmässä bitissä. Lähetettäessä useita oktettiarvoja, merkittävin oktetti lähetetään ensin.
Sisennys | Oktetti | 0 | yksi | 2 | 3 | ||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Oktetti | Bitti | 0 | yksi | 2 | 3 | neljä | 5 | 6 | 7 | 0 | yksi | 2 | 3 | neljä | 5 | 6 | 7 | 0 | yksi | 2 | 3 | neljä | 5 | 6 | 7 | 0 | yksi | 2 | 3 | neljä | 5 | 6 | 7 |
0 | 0 | Versio | Otsikon koko | Eriytetyt palvelut Code Point | Selkeä ruuhkailmoitus | Paketin koko (täysi) | |||||||||||||||||||||||||||
neljä | 32 | Tunniste | Liput | Fragmenttipoikkeama | |||||||||||||||||||||||||||||
kahdeksan | 64 | Elinikä | pöytäkirja | Otsikon tarkistussumma | |||||||||||||||||||||||||||||
12 | 96 | Lähteen IP-osoite | |||||||||||||||||||||||||||||||
16 | 128 | Kohteen IP-osoite | |||||||||||||||||||||||||||||||
kaksikymmentä | 160 | Asetukset (jos otsikon koko > 5) | |||||||||||||||||||||||||||||||
20 tai 24+ | 160 tai 192+ | Data |
Ala | Bitin koko | Kuvaus |
---|---|---|
Kopio | yksi | Aseta arvoksi 1, jos valinnat kopioidaan kaikkien fragmenttien otsikoihin. |
Optioluokka | 2 | 0 "hallinta"-vaihtoehdoille ja 2 "mittaus- ja virheenkorjaus"-vaihtoehdoille. 1 ja 3 on varattu. |
Vaihtoehto numero | 5 | Määrittää vaihtoehdon. |
Vaihtoehto koko | kahdeksan | Määrittää vaihtoehdon koon (mukaan lukien tämä kenttä). Voidaan jättää pois vaihtoehdoista, joissa ei ole argumentteja. |
Vaihtoehto Argumentit | Muuttuva | Lisätiedot, joita vaihtoehto käyttää. |
Kopio | luokkaa | määrä | arvo | Nimi | Viite |
---|---|---|---|---|---|
0 | 0 | 0 | 0 | EOOL - Vaihtoehtoluettelon loppu | RFC791 [18] |
0 | 0 | yksi | yksi | NOP – Ei toimintaa | RFC791 [18] |
yksi | 0 | 2 | 130 | SEC - Turvallisuus | [RFC1108] |
yksi | 0 | 3 | 131 | LSR - Loose Source Route | RFC791 [18] |
0 | 2 | neljä | 68 | TS-aikaleima | RFC791 [18] |
yksi | 0 | 5 | 133 | E-SEC - Laajennettu suojaus | [RFC1108] |
yksi | 0 | 6 | 134 | CIPSO-kaupallinen turvallisuus | [draft-ietf-cipso-ipsecurity-01] |
0 | 0 | 7 | 7 | RR — Record Route | RFC791 [18] |
yksi | 0 | kahdeksan | 136 | SID - Stream ID | RFC791 [18] [RFC6814][1] |
yksi | 0 | 9 | 137 | SSR - Strict Source Route | RFC791 [18] |
0 | 0 | kymmenen | kymmenen | ZSU – kokeellinen mittaus | [ZSu] |
0 | 0 | yksitoista | yksitoista | MTUP - MTU Probe | [RFC1063][RFC1191][1] |
0 | 0 | 12 | 12 | MTUR-MTU Vastaus | [RFC1063][RFC1191][1] |
yksi | 2 | 13 | 205 | FINN - Kokeellinen virtauksen ohjaus | [Greg_Finn] |
yksi | 0 | neljätoista | 142 | VISA - Kokeellinen kulunvalvonta | [Deborah_Estrin][RFC6814][1] |
0 | 0 | viisitoista | viisitoista | KOODAA - ??? | [VerSteeg][RFC6814][1] |
yksi | 0 | 16 | 144 | IMITD - IMI Traffic Descriptor | [Lee] |
yksi | 0 | 17 | 145 | EIP - Extended Internet Protocol | [RFC1385][RFC6814][1] |
0 | 2 | kahdeksantoista | 82 | TR - Traceroute | [RFC1393][RFC6814][1] |
yksi | 0 | 19 | 147 | ADDEXT-osoitelaajennus | [Ullmann IPv7][RFC6814][1] |
yksi | 0 | kaksikymmentä | 148 | RTRALT-reitittimen hälytys | [RFC2113] |
yksi | 0 | 21 | 149 | SDB - valikoiva ohjattu lähetys | [Charles_Bud_Graff][RFC6814][1] |
yksi | 0 | 22 | 150 | В В В В В В В — Ei määritetty (julkaistu 18. lokakuuta 2005) | |
yksi | 0 | 23 | 151 | DPS - Dynaaminen pakettitila | [Andy_Malis][RFC6814][1] |
yksi | 0 | 24 | 152 | UMP - Upstream Multicast Pkt. | [Dino_Farinacci][RFC6814][1] |
0 | 0 | 25 | 25 | QS - Pikakäynnistys | [RFC4782] |
0 | 0 | kolmekymmentä | kolmekymmentä | EXP – RFC3692-tyylinen koe [2] | [RFC4727] |
0 | 2 | kolmekymmentä | 94 | EXP – RFC3692-tyylinen koe [2] | [RFC4727] |
yksi | 0 | kolmekymmentä | 158 | EXP – RFC3692-tyylinen koe [2] | [RFC4727] |
yksi | 2 | kolmekymmentä | 222 | EXP – RFC3692-tyylinen koe [2] | [RFC4727] |
Jo 1980-luvulla kävi ilmi, että osoiteavaruuden jakautuminen tapahtui paljon nopeammin kuin IPv4-arkkitehtuuriin sisäänrakennettu. Tämä johti ensin luokkiin , myöhemmin luokkattomaan osoitteisiin ja lopulta uuden IPv6 -protokollan kehittämiseen .
Helmikuussa 2011 IANA jakoi viimeiset 5 osoitelohkoa RIR :ille . Ilmaisten IP-osoitteiden lohkot alkoivat loppua alueellisista rekisterinpitäjistä vuodesta 2011 [19] .
25.11.2019 viimeiset ilmaiset IPv4-osoitteet jaettiin Euroopassa, entisen Neuvostoliiton maissa ja Lähi-idässä [20] . Nyt IPv4-osoite on mahdollista hankkia vain, jos nykyinen omistaja vapauttaa sen - esimerkiksi yritys sulkeutuu tai verkko vapauttaa osoiteresurssin, jota se ei tarvitse.
TCP /IP-perusprotokollat OSI -mallin kerroksittain | |
---|---|
Fyysinen | |
kanavoitu | |
verkkoon | |
Kuljetus | |
istunto | |
Edustus | |
Sovellettu | |
Muuta sovellettu | |
Luettelo TCP- ja UDP-porteista |