Κατανόηση του IPv4: το θεμέλιο του Διαδικτύου

Ανοίγετε έναν ιστότοπο στον φορητό υπολογιστή σας και μια απάντηση επιστρέφει περνώντας από αρκετά δίκτυα. Το IPv4 παρέχει ένα μέρος του συστήματος διευθυνσιοδότησης που κάνει αυτή τη διαδρομή δυνατή. Λέει στους δρομολογητές προς τα πού κατευθύνεται ένα πακέτο· δεν κατέχει το δίκτυο ούτε αποφασίζει ποιος πρέπει να το κυβερνά.

Αυτή η διάκριση κάνει το IPv4 ευκολότερο να κατανοηθεί. Ξεκινήστε από την παράδοση και έπειτα εξετάστε πώς μοιράζονται και διαχειρίζονται οι διευθύνσεις.

Τι σημαίνουν οι τέσσερις αριθμοί;

Μια διεύθυνση IPv4 μοιάζει με 192.168.1.10. Κάθε ένα από τα τέσσερα μέρη της αντιπροσωπεύει οκτώ δυαδικά ψηφία, επομένως κάθε μέρος κυμαίνεται από το 0 έως το 255. Όλα μαζί σχηματίζουν μια διεύθυνση 32 bit. Υπάρχουν 4.294.967.296 πιθανοί συνδυασμοί, συμπεριλαμβανομένων περιοχών που έχουν κρατηθεί για ιδιωτικά δίκτυα και ειδικούς σκοπούς. Δεν είναι όλες δημόσιες διευθύνσεις διαθέσιμες για έναν ιστότοπο.

Η προδιαγραφή IPv4 περιγράφει τις διευθύνσεις πηγής και προορισμού στις κεφαλίδες των πακέτων. Σκεφτείτε τον προορισμό ως τη διεύθυνση πάνω σε ένα δέμα. Βοηθά στην παράδοση· δεν περιγράφει το πρόσωπο που το παραλαμβάνει.

Πώς φτάνει εκεί ένα πακέτο;

Η συσκευή σας στέλνει την κίνηση προς έναν δρομολογητή. Ο δρομολογητής συμβουλεύεται τις πληροφορίες προώθησής του και περνά το πακέτο στην επόμενη κατάλληλη σύνδεση. Άλλοι δρομολογητές επαναλαμβάνουν τη διαδικασία μέχρι να φτάσει στο δίκτυο προορισμού. Η πλήρης διαδρομή δεν είναι γραμμένη σε μια συνηθισμένη διεύθυνση IPv4.

Ένα πρόθεμα δικτύου ομαδοποιεί διευθύνσεις που μπορούν να αντιμετωπιστούν μαζί. Η σημειογραφία /24, για παράδειγμα, δηλώνει ότι τα πρώτα 24 bit προσδιορίζουν το πρόθεμα. Αν αυτό σας είναι άγνωστο, ο οδηγός για τη δομή διευθύνσεων και τα προθέματα παρουσιάζει ένα μικρό παράδειγμα.

Χρειάζεται κάθε συσκευή τη δική της δημόσια διεύθυνση;

Όχι. Το τηλέφωνο και ο φορητός υπολογιστής σας μπορούν να έχουν διαφορετικές ιδιωτικές διευθύνσεις και να μοιράζονται μια δημόσια διεύθυνση μέσω του οικιακού δρομολογητή. Ένα άλλο νοικοκυριό μπορεί να χρησιμοποιεί τους ίδιους ιδιωτικούς αριθμούς μέσα στο δικό του ξεχωριστό δίκτυο. Η προδιαγραφή ιδιωτικών διευθύνσεων κάνει δυνατή αυτή την επαναχρησιμοποίηση· αυτές οι εσωτερικές διευθύνσεις δεν ανακοινώνονται ως προορισμοί στο δημόσιο Διαδίκτυο.

Μια συνηθισμένη μορφή μετάφρασης διευθύνσεων δικτύου, ή NAT, παρακολουθεί τις συνδέσεις ώστε οι απαντήσεις να φτάνουν στη σωστή εσωτερική συσκευή. Εξοικονομεί δημόσιες διευθύνσεις, αλλά προσθέτει κατάσταση που πρέπει να διατηρεί το δίκτυο. Για τον μηχανισμό και τα ανταλλάγματά του, διαβάστε πώς το NAT μοιράζεται μια διεύθυνση.

Οι πεπερασμένοι αριθμοί και οι μη διαθέσιμες διευθύνσεις είναι διαφορετικοί ισχυρισμοί

Το μέγεθος του IPv4 είναι σταθερό. Αυτό δεν λέει σε μια επιχείρηση αν μπορεί να αποκτήσει κατάλληλες διευθύνσεις, σε ποια τιμή ή με ποιους όρους. Μια δεξαμενή κατανομής, μια διεύθυνση που χρησιμοποιείται ήδη και μια διεύθυνση διαθέσιμη μέσω μεταβίβασης ή μίσθωσης είναι διαφορετικά πράγματα.

Στη Σημείωση 45, ο Lu Heng αμφισβητεί το άλμα από μια εξαντλημένη δεξαμενή μητρώου στον ισχυρισμό ότι το IPv4 δεν μπορεί να υποστηρίξει περαιτέρω οικονομική δραστηριότητα. Το επιχείρημά του ζητά από τους αναγνώστες να εξετάσουν την πραγματική διαθεσιμότητα και το κόστος και έπειτα να αμφισβητήσουν την διοικητική εξουσία που δικαιολογείται στο όνομα της σπανιότητας. Μια χρήσιμη απόφαση ξεκινά από τις πραγματικές επιλογές του φορέα εκμετάλλευσης, όχι μόνο από τον αριθμό των bit.

Τι αλλάζει το IPv6;

Το IPv6 χρησιμοποιεί διευθύνσεις 128 bit και διαφορετική μορφή πακέτων. Προσφέρει πολύ περισσότερο χώρο διευθύνσεων. Η προσθήκη του δεν καταργεί αυτόματα την ανάγκη να φτάνετε σε πελάτες που χρησιμοποιούν IPv4. Η λειτουργία και των δύο πρωτοκόλλων είναι ένας τρόπος να εξυπηρετούνται και οι δύο ομάδες, με λειτουργική εργασία σε κάθε διαδρομή.

Τόσο το IPv4 όσο και το IPv6 χρειάζονται επίσης προσεκτική ρύθμιση ασφάλειας. Η μορφή μιας διεύθυνσης από μόνη της ούτε κρυπτογραφεί μια συνομιλία ούτε αποφασίζει ποιες συνδέσεις επιτρέπονται.

Γιατί ο Lu Heng εντάσσει τους φορείς εκμετάλλευσης στο επιχείρημα

Για κάποιον που λειτουργεί ένα δίκτυο, οι διευθύνσεις συνδέουν τη μηχανική με την επένδυση και τον έλεγχο. Ο Lu Heng υποστηρίζει ότι όσοι κατασκευάζουν δίκτυα και επωμίζονται το κόστος τους θα πρέπει να μπορούν να επιλέγουν πώς θα αναπτύσσονται αυτά τα δίκτυα. Στη Σημείωση 29, συνδέει τη δυνατότητα μεταβίβασης του IPv4 και τις αγορές με την υπόθεσή του υπέρ της αποκέντρωσης του επιπέδου μητρώου.

Το πρακτικό ερώτημα είναι επομένως μεγαλύτερο από το «Ποιο πρωτόκολλο είναι νεότερο;». Είναι: τι εξυπηρετεί τους χρήστες, πόσο κοστίζει η λειτουργία του και ποιος αποφασίζει; Η εισαγωγή στο IPv6 προχωρά το ερώτημα μέσα από το παράδειγμα ενός ηλεκτρονικού καταστήματος.