Adresy IP

Protokół internetowy (ang. Internet Protocol, IP) jest jednym z podstawowych protokołów w warstwach Internetu, jak zapewne domyśliłeś się po jego nazwie. Jest on używany w całej komunikacji internetowej do obsługi zarówno adresowania, jak i routingu.

Protokół ten opisuje wykorzystanie adresów IP do jednoznacznej identyfikacji urządzeń podłączonych do Internetu. Podobnie jak domy potrzebują adresu pocztowego, aby otrzymywać pocztę, urządzenia podłączone do Internetu potrzebują adresu IP, aby otrzymywać wiadomości.

Kiedy komputer wysyła wiadomość do innego komputera, musi podać adres IP odbiorcy, a także swój własny adres IP, aby drugi komputer mógł na nią odpowiedzieć.

Obecnie w użyciu są dwie wersje protokołu internetowego:

W protokole IPv4 adresy IP wyglądają następująco:

🔍Spróbuj odwiedzić ten adres IP w przeglądarce. Dokąd on prowadzi?

Każdy adres IP jest podzielony na $4$4 liczby, a każda z tych liczb może zawierać się w przedziale od $0$0 do $255$255:

Zapisujemy te liczby w systemie dziesiętnym, ale komputer przechowuje je w systemie binarnym, tak jak poniżej:

Każda liczba może reprezentować $2^8$2, start superscript, 8, end superscript wartości, dzięki $8$8 bitom. To również dlatego często nazywamy je "oktetami".

W sumie to $2^{32}$2, start superscript, 32, end superscript możliwych wartości: $4{.}294{.}967{.}296$4, point, 294, point, 967, point, 296 możliwych adresów IPv4.

To bardzo dużo! Ale pamiętasz, na początku mówiliśmy, że do Internetu podłączonych jest ponad cztery miliardy urządzeń? Cóż, zbliżamy się do limitu dostępnych adresów IP. Nadszedł czas na plan B.

Gdy po raz pierwszy wymyślono protokoły internetowe, twórcy nie przewidzieli, jak bardzo staną się one popularne i że w końcu będzie więcej niż $2^{32}$2, start superscript, 32, end superscript urządzeń chcących połączyć się z Internetem.

Kiedy w latach 90. stało się jasne, że adresy IPv4 są na wyczerpaniu, zaproponowano protokół IPv6 ze znacznie dłuższym schematem adresowania.

Oto adres IPv6:

Zauważyłeś litery w tych liczbach, takie jak $\text{d}$start text, d, end text i $\text{b}$start text, b, end text w $\text{0db8}$start text, 0, d, b, 8, end text? Są to liczby szesnastkowe, co oznacza, że adres IPv6 jest znacznie dłuższy, niż się wydaje. Wykonajmy kilka obliczeń, aby zobaczyć, o ile dokładnie jest dłuższy.

Jest $8$8 liczb szesnastkowych, a każda z nich ma $4$4 cyfry długości. Najwyższą wartością dla każdej liczby jest $\text{FFFF}$start text, F, F, F, F, end text, ponieważ $\text{F}$start text, F, end text jest najwyższą cyfrą w systemie szesnastkowym. Tak więc, najwyższy adres będzie wyglądał następująco:

Co oznacza $\text{FFFF}$start text, F, F, F, F, end text w systemie dziesiętnym?

Każda litera $\text{F}$start text, F, end text reprezentuje $15$15 w systemie dziesiętnym, więc jest to $(15 \times 4096) + (15 \times 256) + (15 \times 16) + (15 \times 1)$left parenthesis, 15, times, 4096, right parenthesis, plus, left parenthesis, 15, times, 256, right parenthesis, plus, left parenthesis, 15, times, 16, right parenthesis, plus, left parenthesis, 15, times, 1, right parenthesis: w sumie $65{.}535$65, point, 535.

Możemy to również obliczyć na podstawie binarnej reprezentacji $\text{FFFF}$start text, F, F, F, F, end text. Każda szesnastkowa cyfra $\text{F}$start text, F, end text odpowiada $1111$1111 w zapisie binarnym, co daje nam te $16$16 bitów:

Jak już omawiamy liczby binarne, najwyższą liczbą, która może być reprezentowana przez $n$n cyfr binarnych jest $2^n - 1$2, start superscript, n, end superscript, minus, 1. Oznacza to, że powyższa liczba binarna to $2^{16} - 1$2, start superscript, 16, end superscript, minus, 1, co ponownie równa się $65{.}535$65, point, 535.

Każda 4-cyfrowa liczba szesnastkowa może zawierać się w przedziale od $0$0 do $65{.}535$65, point, 535, więc każda liczba może reprezentować $65{.}536$65, point, 536 unikalnych wartości — a jest ich $8$8!

W sumie każdy adres IPv6 jest reprezentowany przez $128$128 bitów, więc istnieje $2^{128}$2, start superscript, 128, end superscript możliwych adresów IPv6. To jest $340$340 sekstylionów:

🤔 Wyobraźmy sobie świat, w którym mamy tyle urządzeń podłączonych do Internetu. Jak by to wyglądało? W jaki sposób tak intensywne wykorzystanie Internetu mogłoby uczynić świat lepszym?

Jednym ze sposobów poznania adresu IP komputera jest wyszukanie przez Google "adres IP". Google zna Twój adres IP, ponieważ Twój komputer wysyła wiadomość do komputerów Google, gdy tylko załaduje stronę google.com.

Twój adres IP może być inny jutro, niż jest dzisiaj. Każdy dostawca usług internetowych ma pewien zakres adresów, które może przydzielić i może nadać Ci inny z tych adresów za każdym razem, gdy zobaczy, że Twój komputer pojawia się w sieci. Jest to tak zwany dynamiczny adres IP.

Przełączenie na inną sieć Wi-Fi z pewnością da Ci nowy adres IP, ponieważ każdy dostawca Wi-Fi ma swój własny zakres adresów, które może nadać.

Komputery pełniące rolę serwerów, takie jak komputery obsługujące witrynę Google.com, często mają statyczne adresy IP. Ułatwia to komputerom szybkie wysyłanie żądań wyszukiwania do serwerów Google. Jeśli sprawdzałeś powyższy adres IP, mam nadzieję, że znalazłeś się na stronie głównej Google.

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