Протокол ip

Протокол IP является протоколом сетевого уровня стека протоколов TCP/IP. Функции протокола IP определены следующим образом: “Протокол IP обеспечивает передачу блоков данных, называемых дейтаграммами, от отправителя к получателям, где отправители и получатели являются компьютерами, идентифицируемыми адресами фиксированной длины (IP-адресами). Протокол IP обеспечивает при необходимости также фрагментацию и сборку дейтаграмм для передачи данных через сети с малым размером пакетов”. Вместо термина дейтаграмма мы далее будем употреблять термин пакет, как и договаривались ранее.

Протокол IP является ненадежным протоколом без установления соединения. Это означает, что протокол IP не подтверждает доставку данных, не контролирует целостность полученных данных и не производит операцию обмена служебными сообщениями, подтверждающими установку соединения с узлом назначения и его готовность к приему данных. Протокол IP обрабатывает каждый пакет как независимую единицу, не имеющую связи ни с какими другими пакетами в Интернет. После того, как пакет отправляется в сеть, его дальнейшая судьба никак не контролируется отправителем (на уровне протокола IP). Если пакет не может быть доставлен, он уничтожается. Узел, уничтоживший дейтаграмму, может оправить по обратному адресу специальное ICMP-сообщение о причине сбоя.

Гарантию правильной передачи данных могут предоставлять протоколы вышестоящих уровней (например, протокол TCP транспортного уровня), которые имеют для этого необходимые механизмы.

Одна из основных задач, решаемых протоколом IP, - маршрутизация пакетов, т.е. определение пути следования пакета от одного узла сети к другому на основании адреса получателя.

Ip- адрес

IP- адрес - это 32-битное двоичное число.

Принята десятичная нотация адресов. Каждый из 4 байтов адреса представляется эквивалентным десятичным числом. Числа разделяются точками. Так для IP-адреса

11010100 11000001 00100000 00000100

имеем в десятичном виде

212.193.32.4

IP-адрес может быть форматирован или 5 классическими способами (классы A, B C, D, E) или маской переменной длины (бесклассова адресация).

	8 бит						8 бит	8 бит	8 бит
Класс А	0	№ сети					№ узла
Класс B	1	0	№ сети					№ узла
Класс C	1	1	0	№ сети					№ узла
Класс D	1	1	1	0	Адрес группы multicast
Класс E	1	1	1	1	0	Зарезервировано

Существуют дополнительные правила формирования IP- адресов.

Для номера сети:

1. первый октет идентификатора сети не может быть равен 127 (адреса вида 127.x.y.z предназначены для отправки узлом пакетов самому себе и используются как правило для отладки сетевых приложений, такие адреса называются loopback-адресами, или адресами обратной связи);

2. все разряды идентификатора сети не могут состоять из одних 1 (IP-адреса, все биты которых установлены в 1, используются при широковещательной передаче информации);

3. все разряды идентификатора сети не могут состоять из одних 0 (в IP-адресах все биты, установленные в ноль, соответствуют либо данному устройству, либо данной сети);

Для номера узла:

1. все разряды идентификатора узла не могут состоять из одних 1 (идентификатор узла, состоящий из одних 1, используется для широковещательных адресов, или broadcast-адресов);

2. все разряды идентификатора узла не могут состоять из одних 0 (если разряды идентификатора узла равны 0, то такой адрес обозначает всю сеть, например, адрес 192.168.1.0 обозначает всю сеть с идентификатором сети 192.168.1;

Из структуры адреса класса А следует, что в первом октете он может иметь значения от 0 до 127. С учетом вышеперечисленных ограничений значения 0 и 127 недопустимы. Существует, таки образом, только 126 сетей класса А. Остальные 24 бита адресуют хосты в сети класса А. Для классических сетей А,В и С таким образом имеем:

сети	Наименьший идентификатор сети	Наибольший идентификатор сети	Количество сетей
Класс A	1.0.0.0	126.0.0.0	126
Класс B	128.0.0.0	191.255.0.0	16384
Класс C	192.0.0.0	223.255.255.0	2097152

Соответственно для узлов в этих сетях:

сети	Наименьший идентификатор узла	Наибольший идентификатор узла	Количество узлов
Класс A	w.0.0.1	w.255.255.254	16777214
Класс B	w.x.0.1	w.x.255.254	65534
Класс C	w.x.y.1	w.x.y.254	254

Номера сетей назначаются корпорацией по присвоению имен и номеров ICANN (Internet Corporation for Assigned Names and Numbers) и региональными организациями. В Европе RIPЕ, в России RIPN.

Серые адреса – способ экономии адресного пространства

Когда в начале 90-х появились проблемы с адресным пространством, в марте 1994 г было принято решение об адресном "сегментировании" общего пространства — выделении для локальных сетей отдельных диапазонов IP-адресов и исключение этих IP-адресов из использования в интернете: