آی پی – ipv4

تا چند سال پیش بیشتر مردم اطلاع چندانی از مفهوم و کاربرد آی پی نداشتند، با توجه به افزایش نیاز عموم مردم به اطلاعات حوزه شبکه و کلا IT ، الان کمتر کسی هست که کلمه ای پی به گوشش نخورده باشد یا اشنایی کلی از کاربرد ان نداشته باشد. دقیقا مثل سرور که عموما افراد اطلاهات چندانی راجع به ان نداشتند.

ای پی مخفف کلمه internet protocol هست. درواقع ای پی ادرس هر دستگاهی هست که قصد ارتباط با دستگاهی دیگر چه در بستر اینترنت و چه در بستر شبکه خصوصی (Local) دارد. امروزه ما دونوع آی پی استاندارد برای استفاده داریم که به ipv4 و ipv6 شناخته می شوند. در حال حاضر آی پی های نسخه 4 متداول ترین نوع ای پی ها هستند و هنوز فاصله زیادی تا جایی که ای پی نسخه 6 بتواند به صورت جای نسخه 4 را بگیرد داریم. در هر صورت هر دستگاهی که به اینترنت متصل می شود یک ای پی منحصر به فرد دارد و شخص دومی نمی تواند همان ای پی را داشته باشد. مسئولیت سیاست گذاری این حوزه در اختیار سازمان غیرانتفاعی ICANN هست که در سال 1998 در ایالات متحده امریکا تشکیل شد. همچنین IANA مسئول اجرای این سیاست گذاری ها است.

ip ها از 4 رشته (رشته اصطلاحا اکتت یا octet گفته می شود)عدد تشکیل می شوند که با نقطه یا dot از هم جدا می شوند. هر اکتت می تواند عددی مابین 0 تا 255 باشد. البته این که حداکثر ان 255 هست دلیل و منطق خود را دارد که در ادامه با ان خواهیم پرداخت.

کلاس ای پی ها

آی پی ها به 3 کلاس A,B,C,D,E تقسیم می شوند که به صورت زیر هست:

A >>>   1.0.0.0  to  126.255.255.255

B >>>   128.0.0.0  to  191.255.255.255

C >>>   192.0.0.0  to  223.255.255.255

*کلاس های D و E غیرعمومی هستند که در ادامه اشاره خواهد شد.

Host  و Network  چیست؟

درواقع نتورک خانواده ای پی را نشان می دهد. همان طور که در تصویر زیر می بینید نتورک می تواند یک یا دو یا سه اکتت باشد و این بستگی به کلاس آن ای پی دارد. ای پی های کلاس A اکتت اول ان نتورک است، کلاس B دو اکتت اول، و کلاس C سه اکتت اول نتورک است. توجه داشته باشید که کلاس ای پی ها ارتباطی به کیفیت انها ندارد و کلاس A برای شبکه های بزرگ و کلاس C برای شبکه های کوچک است. رشته یا رشته هایی که نتورک نیستند Host گفته می شود. بنابرین دلیل مناسب بودن ای پی های کلاس A برای شبکه های بزرگ مشخص است.

ای پی پرایوت (ip private) چیست؟

بسیاری از شرکت ها یا مراکز این چنینی نیاز به ارتباط بین کامپیوترهای خود دارند اما قصد استفاده و اتصال به اینترنت ندارند. با توجه به هزینه های ای پی به خصوص ipv4 این شرکت ها می توانند ای پی مخصوص به خودی داشته باشند که در اینترنت کاربرد نداشته باشد. ممکن هست شرکت دیگری به دلایل امنیتی تمایل نداشته باشد سیستم های سازمان مستقیما به اینترنت متصل باشند.به این معنی که این این ای پی ها فقط در داخل شبکه قابل شناسایی هست و ازن نمی توان در بستر اینترنت استفاده کرد. برای این منظور از ای پی خصوصی استفاده می کنند. در هرکدام از کلاس ها یک رنج ای پی (range ip) وجود دارد تا بتوان از طریق این آی پی ها شبکه خصوصی با کمترین هزینه و بیشترین امنیت ایجاد کرد. رنج ای پی های پرایوت در هر کلاس را می توانید مشاهده کنید:

              A >>>   10.0.0.0       1 network

B >>>   172.16.0.0   to 172.31.0.0  16 network

C >>>   192.168.0.0   to    192.168.255.0  256 network

بنابراین ای پی های بالا نمی تواند ای پی هیچ سرور یا سایتی در فضای اینترنت باشد.

سابنت  (Subnet mask)

سابنت از اصطلاحات مهم و کاربردی دنیای شبکه هست که بهتر است فلسفه ان را درک کنید. در ابتدا بدانید سابنت به دو صورت نمایش داده می شود. نوع اول دقیقا مثل ای پی هست مثلا: 255.255.255.0 ، نوع دوم به صورت /29 یا /28 و… نمایش داده می شود و هردو نمایش صحیح است. در واقع سابنت network  و host  ای پی مشخص می کند یا معرفی می کند.

ای پی کلاس C را فرض کنید. این ای پی 3 اکتت نتورک دارد. یا به عبارتی 24 بایت اول ان مربوط به نتورک و بقیه هاست است. اگر ما ان را به صورت بایت بنویسیم و به جای نتورک 1 و به جای هاست صفر بگذاریم به این صورت می شود: 11111111.11111111.11111111.00000000

حاصل جمع بایت ها به این صورت می شود: 255.255.255.0

این سابنت ای پی استاندارد کلاس C است. همچنین ما می توانیم تعداد 1 هایی که داریم را بشماریم و به صورت /24 بنویسیم. در ای پی های کلاس استاندارد این کار به سادگی هست و حتی نیاز به محاسبه ندارد، اما رد سابنتینگ و ویلن بندی این مورد بسیار به کار خواهد امد.

ای پی های خاص (Special ip addresses)

ای پی های زیر اصطلاحا Special هستند و در اختیار هیچ شخصی قرار نمی گیرند:

Loop back >>>   127.0.0.0   to   127.255.255.255

   Reserved  >>>   0.0.0.0   to   0.255.255.255

Reserved >>>   255.0.0.0   to   255.255.255.255

Class D >>>   224.0.0.0   to   239.255.255.255

Class E >>>   240.0.0.0 to   254.0.0.0   to   254.255.255.255

ای پی های کلاس D که Multicast گفته می شود برای ارسال دیتا به سرورها و هاست های مختلف کاربرد دارد.

ای پی های کلاس E که Experimental گفته می شود برای موارد تحقیقاتی استفاده می شود.

 Subnetting

فرض کنید یک شخص یا شرکت قصد خرید ای پی دارد. مسئله واضحی است که هیچ کس سمت ای پی های کلاس A نخواهد رفت. چون برای خرید از این کلاس باید هزینه نزدیک به 17 میلیون ای پی را بپردازد! در حالی که شاید کلا به 30 عدد ای پی نیاز دارد. برای حل این مشکل نتورک های مختلف را به نتورک های کوچک تر تقسم می کنند. همین جا لازم است بدانید پس از تقسیم نتورک، دیگر آن ای پی تابع قواعد کلاس بندی ای پی ها نخواهد بود. سابنت که قبلا اشاره شد در این جا کاربرد دارد. مثلا ای پی 52.11.123.220/24 را بلافاصله می دانیم که نتورک ان 52 نیست بلکه 52.11.123 هست و هاست ان از 0 تا 255 است.

برای تقسیم یک نتورک به چند نتورک از دو فرمول استفاده می کنند. فرمول اولی که نوشته شده برحسب تعداد نتورک های مورد نیاز است. فرمول دوم برحسب تعداد آی پی های مورد نیاز هر شبکه است.

اصطلاحات رایج شبکه

بعضی کلمات و عبارات نتورکی هستند که شاید معانی ساده ای داشته باشند اما کسی که اشنایی نداشته باشد قطعا متوجه نخواهد شد:

Classfull (CF) : اگر طراحی آی پی ها در سازمان طبق استاندارد کلاس ای پی ها باشد، مثلا به این صورت:

192.168.100.0   /24

172.16.0.0   /16

10.0.0.0   /8

VLSM : اگر از ساب نت های مختلف استفاده شود VLSM می گویند. یعنی برعکس Classfull یا CF

SLSM یا FLSM : در این طراحی همه ساب نت ها یکی است، مثلا همه ساب نت ها /24 است.

Supernetting : نقطه مقابل subnetting است و این بار چندین شبکه کوچک ترکیب می شوند تا شبکه بزرگ تری داشته باشیم.

Network ID: آی پی که نمایانگر و معرفی آن شبکه است و اولین ای پی هر رِنج است. مثلا Network ID رنج ای پی 98.23.112.119/29 ، 119 هست.

Host ID: اخرین ای پی هر رنج است، برای زمانی است که دیتا به همه ادرس ها ارسال می شود. مثلا در مثال بالا 127 Host ID است.