Hierarchia adresów IP

Protokół internetowy (ang. The Internet Protocol, IP) opisuje użycie adresów IP do identyfikacji urządzeń podłączonych do Internetu. Adresy IP posiadają hierarchię, która ułatwia trasowanie danych w Internecie.

Wiele schematów adresowania jest hierarchicznych. Weźmy dla przykładu amerykański numer telefonu:

Możemy go podzielić na $4$‍ części:

Hierarchia ułatwia systemowi telefonicznemu sprawne wysyłanie połączeń na właściwe linie.

Zarówno adresy IPv4, jak i IPv6 są hierarchiczne. Dla uproszczenia przyjrzyjmy się hierarchii adresów IPv4.

Przeanalizuj ten adres IP:

Pierwsza sekwencja bitów identyfikuje sieć, a ostatnie bity identyfikują pojedynczy węzeł w sieci.

Ten adres IP można podzielić na $2$‍ części:

Pierwsze dwa oktety ($16$‍ bitów) identyfikują sieć administrowaną przez Comcast (dostawcę usług internetowych). Dwa ostatnie oktety (ostatnie $16$‍ bitów) identyfikują komputer domowy w tej sieci Comcast.

Jeśli dwa ostatnie oktety byłyby różne, wówczas adres IP wskazywałby na inny komputer w sieci Comcast. Jeśli pierwsze dwa oktety byłyby różne, wówczas adres IP mógłby należeć do zupełnie innego administratora sieci.

Protokół internetowy wykorzystuje ten hierarchiczny schemat adresowania, aby ułatwić przesyłanie wiadomości od źródła do miejsca przeznaczenia. Kiedy wiadomość dociera do sieci, router sieciowy może zająć się wysłaniem jej do konkretnego węzła. Następna lekcja na temat routingu zawiera więcej szczegółów na temat tego, jak to działa.

Administratorzy sieci mogą w razie potrzeby podzielić adresy IP na dalsze podsieci.

Zaczynając od tego adresu IP:

To mogłoby się podzielić na trzy części:

Pierwsze dwa oktety identyfikują całą sieć Uniwersytetu Michigan, trzeci oktet identyfikuje sieć wydziału medycyny Uniwersytetu Michigan, a czwarty oktet identyfikuje pojedynczy komputer laboratoryjny w sieci tego wydziału.

Dodanie kolejnych poziomów do hierarchii adresów może poprawić efektywność trasowania w sieci.

W rzeczywistości adresy IP są często dzielone w środku oktetów.

Aby zrozumieć jak to działa, przedstawmy poprzedni adres IP w postaci binarnej:

Wszystko to razem przekłada się na te 32 bity:

Pierwsze $16$‍ bitów może prowadzić do całego Uniwersytetu Michigan, następne $2$‍ bity do konkretnego wydziału Uniwersytetu Michigan, a ostatnie $14$‍ bitów do poszczególnych komputerów.

Hierarchia ta daje Uniwersytetowi Michigan możliwość rozróżnienia $2^2$‍ ($4$‍) wydziałów i $2^{14}$‍ ($\mathrm{16,384}$‍) komputerów w każdym z wydziałów.

Dzielenie oktetów może wydawać się mylące na początku, ale komputery i tak przechowują adresy IP w postaci binarnej, więc jest im wszystko jedno.

Jak widzieliśmy przed chwilą, możliwość tworzenia poziomów hierarchicznych w dowolnym punkcie adresu IP pozwala na większą elastyczność w zakresie wielkości każdego poziomu hierarchii.

🙋🏽🙋🏻‍♀️🙋🏿‍♂️Czy masz jakieś pytania na ten temat? Chętnie na nie odpowiemy — wystarczy, że zadasz pytanie w poniższym obszarze pytań!