2.2. Классы ip-адресов (исторически)

Класс	Первые биты	Диапазон первых октетов	Маска по умолчанию	Применение
A	0	1-126	255.0.0.0 (/8)	Крупные сети
B	10	128-191	255.255.0.0 (/16)	Средние сети
C	110	192-223	255.255.255.0 (/24)	Малые сети
D	1110	224-239	-	Многоадресная рассылка (multicast)
E	1111	240-255	-	Экспериментальные, зарезервированы

Особые адреса:

• 0.0.0.0/8 — адрес "этой" сети (используется при загрузке).

• 127.0.0.0/8 — loopback (localhost) — адрес самого себя.

• 169.254.0.0/16 — APIPA (Automatic Private IP Addressing) — автоназначение, если DHCP недоступен.

• 255.255.255.255 — широковещательный адрес (broadcast) в локальной сети.

2.3. Бесклассовая адресация (cidr — Classless Inter-Domain Routing)

Сейчас классы не используются. Вместо этого применяется CIDR, где маска подсети указывается явно.

Запись CIDR: 192.168.1.0/24 означает, что первые 24 бита — это адрес сети, а остальные 8 бит — адреса узлов.

Маска подсети — это 32-битное число, где единицы соответствуют сетевой части, нули — хостовой. Например, маска 255.255.255.0 в двоичном виде: 24 единицы, 8 нулей.

2.4. Специальные адреса (частные и публичные)

Для экономии адресов были выделены диапазоны частных (private) IP-адресов, которые не маршрутизируются в интернете и могут использоваться в локальных сетях:

• 10.0.0.0/8 (от 10.0.0.0 до 10.255.255.255)

• 172.16.0.0/12 (от 172.16.0.0 до 172.31.255.255)

• 192.168.0.0/16 (от 192.168.0.0 до 192.168.255.255)

Все остальные адреса — публичные, они уникальны во всём интернете.

2.5. Формат заголовка iPv4

Заголовок IPv4 имеет переменную длину (обычно 20 байт, может быть больше с опциями).

Основные поля:

• Version (4 бита) — версия IP (для IPv4 = 4).

• IHL (Internet Header Length, 4 бита) — длина заголовка в 32-битных словах.

• Type of Service (8 бит) — приоритет и тип сервиса (DSCP, ECN).

• Total Length (16 бит) — общая длина пакета (заголовок + данные) в байтах.

• Identification (16 бит) — идентификатор пакета (для фрагментации).

• Flags (3 бита) — флаги фрагментации (DF — Don't Fragment, MF — More Fragments).

• Fragment Offset (13 бит) — смещение фрагмента.

• Time to Live (TTL, 8 бит) — время жизни пакета (уменьшается каждым маршрутизатором, при достижении 0 пакет отбрасывается).

• Protocol (8 бит) — протокол вышележащего уровня (6 = TCP, 17 = UDP, 1 = ICMP).

• Header Checksum (16 бит) — контрольная сумма заголовка (проверка целостности).

• Source Address (32 бита) — IP-адрес отправителя.

• Destination Address (32 бита) — IP-адрес получателя.

• Options — дополнительные опции (используются редко).

Часть 3. Протокол iPv6

3.1. Зачем нужен iPv6?

Главная причина — исчерпание адресов IPv4. Дополнительные преимущества:

• Огромное адресное пространство — 128 бит, что позволяет назначить адрес каждому устройству в мире (и даже больше).

• Упрощённый заголовок — меньше полей, фиксированной длины (40 байт), что ускоряет обработку маршрутизаторами.

• Встроенная поддержка безопасности — IPsec обязателен (в IPv4 — опционален).

• Автоконфигурация — без DHCP (Stateless Address Autoconfiguration, SLAAC).

• Отсутствие NAT — каждое устройство может иметь глобальный адрес.

• Улучшенная поддержка multicast и anycast.