IPv4

Ինտերնետ Արձանագրության 4-րդ տարբերակը ( IPv4 ) Ինտերնետ Արձանագրության (IP) առաջին տարբերակն է որպես ինքնուրույն հատկորոշում: Այն ինտերնետում և փաթեթային անջատիչ այլ ցանցերում ստանդարտների վրա հիմնված ինտերնետային աշխատանքի մեթոդների հիմնական արձանագրություններից մեկն է: IPv4-ն առաջին տարբերակն էր, որը տեղադրվեց SATNET- ում 1982-ին և ARPANET- ում 1983-ի հունվարին արտադրության համար: Այն այսօր էլ օգտագործվում է ինտերնետ տրաֆիկի մեծ մասի ուղղորդման համար^[1] նույնիսկ այն դեպքում, երբ շարունակվում է Ինտերնետ Արձանագրության 6-րդ տարբերակի (IPv6) տեղակայումը,^[2] դրա իրավահաջորդը։

IPv4-ն օգտագործում է 32-բիթանոց հասցեների տարածություն, որն ապահովում է 4,294,967,296 (2 ³² ) եզակի հասցեներ, սակայն մեծ բլոկները վերապահված են հատուկ ցանցային նպատակների համար:^[3]

Պատմություն

TCP/IP-ի ավելի վաղ տարբերակները համակցված ճշգրտում էին TCP/IPv3-ի միջոցով: IPv4-ի միջոցով ինտերնետ արձանագրությունը դարձավ առանձին բնութագրում:^[4]

Ինտերնետային արձանագրության 4-րդ տարբերակը նկարագրված է IETF-ի RFC 791 հրապարակման մեջ (1981թ. սեպտեմբեր), որը փոխարինում է 1980թ. հունվարի ավելի վաղ սահմանմանը ( RFC 760 ): 1982 թվականի մարտին ԱՄՆ պաշտպանության նախարարությունը որոշեց ինտերնետ արձանագրությունների փաթեթը (TCP/IP) որպես ստանդարտ բոլոր ռազմական համակարգչային ցանցերի համար։^[5]

Նպատակը

Ինտերնետային արձանագրությունն այն արձանագրությունն է, որը սահմանում և հնարավորություն է տալիս ինտերնետով աշխատել Ինտերնետային արձանագրությունների փաթեթի ինտերնետային շերտում : Ըստ էության այն կազմում է ինտերնետը։ Այն օգտագործում է տրամաբանական հասցեավորման համակարգ և իրականացնում է երթուղիավորում, որը փաթեթների վերահասցեավորումն է աղբյուրի հոսթից հաջորդ երթուղիչ, որը ավելի մոտ է մեկ այլ ցանցի նախատեսված նպատակակետ հոսթին:

IPv4-ը առանց կապի արձանագրություն է և գործում է լավագույն ջանքերի առաքման մոդելով, քանի որ այն չի երաշխավորում առաքումը, ոչ էլ ապահովում է պատշաճ հաջորդականություն կամ կրկնօրինակ առաքումներից խուսափելու համար: Այս տեսակետները, ներառյալ տվյալների ամբողջականությունը, կարգավորվում են վերին շերտի փոխադրման արձանագրությամբ, ինչպիսին որ Փոխանցման կառավարման արձանագրությունն է (TCP):

Դիմելով

IPv4-ն օգտագործում է 32-բիթանոց հասցեներ, որոնք սահմանափակում են հասցեների տարածությունը 4294 967 296 (2 ³² ) հասցեներով:

IPv4-ը պահում է հատուկ հասցեների բլոկներ մասնավոր ցանցերի համար (2 ²⁴+2 ²⁰+2 ¹⁶≈18 միլիոն հասցեներ) և բազմաբնույթ հասցեներ (2 ²⁸≈268 միլիոն հասցե):

Հասցե ներկայացուցչություններ

IPv4 հասցեները կարող են ներկայացվել 32-բիթանոց ամբողջ արժեք արտահայտող ցանկացած նշումով: Դրանք առավել հաճախ գրվում են կետային տասնորդական նշումով, որը բաղկացած է հասցեի չորս ութնյակից, որոնք արտահայտված են անհատապես տասնորդական թվերով և բաժանված կետերով։

Օրինակ, նկարազարդման քառակետավոր IP հասցեն ( 172.16.254.1 ) ներկայացնում է 32-բիթանոց տասնորդական թիվը 2886794753, որը տասնվեցական ձևաչափով 0xAC10FE01 է:

CIDR նշումը միավորում է հասցեն իր երթուղային նախածանցի հետ կոմպակտ ձևաչափով, որում հասցեին հաջորդում է կտրատող նիշը (/) և երթուղային նախածանցում առաջատար 1 բիթերի քանակը (ենթացանցի դիմակ):

Հասցեների այլ ներկայացումներն ընդհանուր կիրառություն ունեին, երբ դասակարգային ցանց էր կիրառվում: Օրինակ, loopback հասցեն 127.0.0.1 սովորաբար գրվում էր որպես 127.1, հաշվի առնելով, որ այն պատկանում է A class-ի ցանցին՝ ութ բիթ ցանցի դիմակի համար և 24 բիթ՝ հոսթ համարի համար: Երբ հասցեում չորսից պակաս թվեր էին նշվում կետավոր նշումով, վերջին արժեքը դիտվում էր որպես այնքան բայթերի ամբողջ թիվ, որքան պահանջվում է հասցեն չորս ութնյակով լրացնելու համար: Այսպիսով, 127.65530 հասցեն համարժեք է 127.0.255.250 ին։

Հատկացում

IPv4-ի սկզբնական ձևավորման մեջ IP հասցեն բաժանված էր երկու մասի. ցանցի նույնացուցիչը հասցեի ամենակարևոր ութնյակն ևև էր, իսկ հյուրընկալող նույնացուցիչը մնացած հասցեն էր: Վերջինս կոչվում էր նաև հանգստի դաշտ ։ Այս կառուցվածքը թույլ է տվել առավելագույնը 256 ցանցի նույնացուցիչներ, որոնք արագ պարզվել են, որ անբավարար են:

Այս սահմանը հաղթահարելու համար 1981 թվականին վերասահմանվեց հասցեների ամենակարևոր ութնյակը՝ ստեղծելու ցանցային դասեր, մի համակարգում, որը հետագայում հայտնի դարձավ որպես դասակարգային ցանց: Վերանայված համակարգը սահմանեց հինգ դաս. A, B և C դասերը ունեին ցանցի նույնականացման տարբեր բիթերի երկարություն: Հասցեի մնացած մասը օգտագործվել է, ինչպես նախկինում, ցանցի ներսում հյուրընկալողին նույնականացնելու համար: Տարբեր դասերի դաշտերի տարբեր չափերի պատճառով ցանցի յուրաքանչյուր դաս ուներ հոսթներին հասցեագրելու տարբեր հնարավորություններ: Ի հավելումն հոսթինգների հասցեավորման երեք դասերի, D դասը սահմանվել է բազմաբնույթ հասցեավորման համար, իսկ E դասը վերապահված է ապագա ծրագրերի համար:

Գոյություն ունեցող դասակարգային ցանցերը ենթացանցերի բաժանելը սկսվեց 1985 թվականին՝ հրապարակվելով ։Այս բաժանումն ավելի ճկուն դարձավ՝ փոփոխական երկարությամբ ենթացանցերի դիմակների (VLSM) ներդրմամբ։ 1987 թ. Այս աշխատության հիման վրա 1993 թ. ներկայացվեց Անդասակարգ միջդոմենային երթուղի (CIDR),^[6] որն արտահայտում էր բիթերի թիվը ( ամենա նշանակալիից ) որպես, օրինակ, /24, իսկ դասի վրա հիմնված սխեման, ընդհակառակը, անվանվեց դասական : CIDR-ը նախագծված էր ցանկացած հասցեի տարածքի վերաբաշխում թույլ տալու համար, որպեսզի օգտագործողներին հատկացվեն հասցեների փոքր կամ ավելի մեծ բլոկներ: CIDR-ի կողմից ստեղծված ստորակարգվող կառուցվածքը կառավարվում է Ինտերնետ նշանակված համարների մարմնի (IANA) և տարածաշրջանային ինտերնետային տարածաշրջանների(RIR) կողմից: Յուրաքանչյուր RIR պահպանում է հրապարակայնորեն որոնելի WHOIS տվյալների բազա, որը տեղեկատվություն է տրամադրում IP հասցեների նշանակման մասին:

Հատուկ օգտագործման հասցեներ

Ինտերնետ ինժեներական աշխատանքային խումբը (IETF) և IANA-ն սահմանափակել են ընդհանուր օգտագործման տարբեր վերապահված IP հասցեներ հատուկ նպատակներով: [4] Հատկանշական է, որ այս հասցեներն օգտագործվում են բազմաֆունկցիոնալ տրաֆիկի և մասնավոր ցանցերում անսահմանափակ օգտագործման համար հասցեատերերի տարածք տրամադրելու համար:

Մասնավոր ցանցեր

IPv4-ում սահմանված մոտավորապես չորս միլիարդ հասցեներից մոտ 18 միլիոն հասցեներ երեք տիրույթում վերապահված են մասնավոր ցանցերում օգտագործելու համար: Փաթեթների հասցեները այս տիրույթներում չեն կարող երթուղղվել հանրային ինտերնետում. դրանք անտեսվում են բոլոր հանրային երթուղիչների կողմից: Հետևաբար, մասնավոր հոսթները չեն կարող ուղղակիորեն շփվել հանրային ցանցերի հետ, սակայն այդ նպատակով պահանջում են ցանցի հասցեի թարգմանություն երթուղային դարպասում:

Քանի որ երկու մասնավոր ցանցերը, օրինակ՝ երկու մասնաճյուղերը, չեն կարող ուղղակիորեն փոխգործակցել հանրային ինտերնետի միջոցով, երկու ցանցերը պետք է կամրջվեն ինտերնետի միջոցով վիրտուալ մասնավոր ցանցի (VPN) կամ IP թունելի միջոցով, որը ներառում է փաթեթները, ներառյալ դրանց վերնագրերը, որոնք պարունակում են մասնավոր հասցեները՝ պրոտոկոլային շերտում՝ հանրային ցանցով փոխանցման ժամանակ: Բացի այդ, պարփակված փաթեթները կարող են գաղտնագրվել հանրային ցանցերով փոխանցելու համար՝ տվյալների ապահովման համար:

Հղում-տեղական հասցեավորում

[rfc:3927 RFC 3927-ը] սահմանում է հատուկ հասցեների բլոկ 169.254.0.0/16 հղում-տեղական հասցեավորման համար: Այս հասցեները վավեր են միայն հղման վրա (օրինակ՝ տեղական ցանցի հատվածը կամ կետից կետ կապը) ուղղակիորեն կապված հոսթի հետ, որն օգտագործում է դրանք: Այս հասցեները ուղղորդելի չեն: Ինչպես մասնավոր հասցեները, այս հասցեները չեն կարող լինել ինտերնետով անցնող փաթեթների աղբյուրը կամ նպատակակետը: Այս հասցեները հիմնականում օգտագործվում են հասցեների ավտոմատ կազմաձևման համար ( Zeroconf ), երբ հոսթը չի կարող IP հասցե ստանալ DHCP սերվերից կամ այլ ներքին կազմաձևման մեթոդներից:

Երբ հասցեների բլոկը վերապահված էր, հասցեների ավտոմատ կազմաձևման ստանդարտներ գոյություն չունեին: Microsoft-ը ստեղծեց ներդրում, որը կոչվում էր Automatic Private IP Addressing (APIPA), որը տեղակայվեց միլիոնավոր մեքենաների վրա և դարձավ դե ֆակտո ստանդարտ : Շատ տարիներ անց՝ 2005 թվականի մայիսին, IETF-ը սահմանեց պաշտոնական ստանդարտ [rfc:3927 RFC 3927-] ում, որը կոչվում էր IPv4 Link-Local Address-ների դինամիկ կոնֆիգուրացիա :

Loopback(կապի ենթակառուցվածքի փորձարկման միջոց)

Ա դասի ցանց 127.0.0.0 (դասակարգային ցանց 127.0.0.0 / 8 ) վերապահված է loopback-ի համար: IP փաթեթները, որոնց սկզբնական հասցեները պատկանում են այս ցանցին, երբեք չպետք է հայտնվեն հոսթից դուրս: Փաթեթները, որոնք ստացվել են ոչ loopback ինտերֆեյսի վրա, որն ունի loopback աղբյուր կամ նպատակակետ հասցե, պետք է հեռացվեն:

Առաջին և վերջին ենթացանցերի հասցեները

Ենթացանցում առաջին հասցեն օգտագործվում է հենց ենթացանցը նույնականացնելու համար: Այս հասցեում բոլոր հյուրընկալող բիթերը 0 են: Ներկայացման մեջ երկիմաստությունից խուսափելու համար այս հասցեն վերապահված է: [18] Վերջին հասցեն ունի բոլոր հյուրընկալող բիթերը 1 -ի: Այն օգտագործվում է որպես տեղական հեռարձակման հասցե ՝ ենթացանցում գտնվող բոլոր սարքերին միաժամանակ հաղորդագրություններ ուղարկելու համար: / 24 կամ ավելի մեծ ցանցերի համար հեռարձակման հասցեն միշտ ավարտվում է 255-ով:

Օրինակ, ենթացանցում 192.168.5.0 / 24 (ենթացանց դիմակ 255.255.255.0 ) 192.168.5.0 նույնացուցիչն օգտագործվում է ամբողջ ենթացանցին վերաբերելու համար: Ցանցի հեռարձակման հասցեն է՝ 192.168.5.255 ։

Type	Binary form	Dot-decimal notation
Ցանցային տարածք	`11000000.10101000.00000101.00000000`	192.168.5.0
Հեռարձակման հասցեն	`11000000.10101000.00000101.11111111`	192.168.5.255
Կարմիրով ցուցադրվում է IP հասցեի հյուրընկալող մասը. մյուս մասը ցանցի նախածանցն է։ Հոսթը շրջվում է (տրամաբանական ՈՉ), բայց ցանցի նախածանցը մնում է անփոփոխ:

Այնուամենայնիվ, սա չի նշանակում, որ 0 կամ 255-ով ավարտվող յուրաքանչյուր հասցե չի կարող օգտագործվել որպես հյուրընկալող հասցե: Օրինակ, / 16 ենթացանցում 192.168.0.0 / 255.255.0.0, որը համարժեք է 192.168.0.0 – 192.168.255.255 հասցեների միջակայքին, հեռարձակման հասցեն է 192.168.255.255 : Հոսթների համար կարելի է օգտագործել հետևյալ հասցեները, թեև դրանք ավարտվում են 255-ով. 192.168.1.255, 192.168.2.255 և այլն: Բացի այդ, 192.168.0.0 ցանցի նույնացուցիչն է և չպետք է վերագրվի ինտերֆեյսին։192.168.1.0, 192.168.2.0 և այլն հասցեները կարող են նշանակվել, չնայած 0-ով են ավարտվում:

Նախկինում ցանցի հասցեների և հեռարձակման հասցեների միջև կոնֆլիկտ առաջացավ, քանի որ որոշ ծրագրեր օգտագործում էին ոչ ստանդարտ հեռարձակման հասցեներ՝ զրոների փոխարեն:

/ 24- ից փոքր ցանցերում հեռարձակման հասցեները պարտադիր չէ, որ ավարտվեն 255-ով: Օրինակ, CIDR ենթացանցը 203.0.113.16 / 28 ունի հեռարձակման հասցե 203.0.113.31։

Type	Binary form	Dot-decimal notation
Ցանցային տարածք	`11001011.00000000.01110001.00010000`	203.0.113.16
Հեռարձակման հասցեն	`11001011.00000000.01110001.00011111`	203.0.113.31
Կարմիրով ցուցադրվում է IP հասցեի հյուրընկալող մասը. մյուս մասը ցանցի նախածանցն է։ Հոսթը շրջվում է (տրամաբանական ՈՉ), բայց ցանցի նախածանցը մնում է անփոփոխ:

Որպես հատուկ դեպք, a / 31 ցանցն ունի ընդամենը երկու հոսթի հնարավորություն: Այս ցանցերը սովորաբար օգտագործվում են կետից կետ միացումների համար: Այս ցանցերի համար ցանցի նույնացուցիչ կամ հեռարձակման հասցե չկա:

Հասցեի լուծում

Ինտերնետում հոսթները սովորաբար հայտնի են անուններով, օրինակ՝ www.example.com, ոչ թե հիմնականում իրենց IP հասցեով, որն օգտագործվում է երթուղղման և ցանցային ինտերֆեյսի նույնականացման համար: Դոմենների անունների օգտագործումը պահանջում է դրանք թարգմանել, որը կոչվում է լուծում, դրանք հասցեներով և հակառակը: Սա նույնն է, ինչ հեռախոսի համարը փնտրել հեռախոսի գրքում՝ օգտագործելով ստացողի անունը:

Հասցեների և տիրույթների անունների միջև թարգմանությունն իրականացվում է Դոմեն Անունների Համակարգի (DNS) կողմից՝ հիերարխիկ, բաշխված անվանման համակարգ, որը թույլ է տալիս անվանատարածքները փոխանցել այլ DNS սերվերներին:

Անհամար ինտերֆեյս

Չհամարակալված կետից կետ (PtP) հղումը, որը նաև կոչվում է տարանցիկ հղում, հղում է, որը չունի IP ցանց կամ ենթացանցային համար՝ կապված դրա հետ, բայց դեռևս ունի IP հասցե։ Առաջին անգամ ներկայացվել է 1993 թվականին,^[7]Qualcomm-ից Ֆիլ Կարնը համարվում է բնօրինակ դիզայներ։^[8]

Տարանցիկ կապի նպատակը տվյալների գծապատկերների երթուղավորումն է: Դրանք օգտագործվում են IP հասցեները սակավ IP հասցեի տարածությունից ազատելու կամ IP-ի նշանակման և ինտերֆեյսերի կազմաձևման կառավարումը նվազեցնելու համար: Նախկինում յուրաքանչյուր հղում անհրաժեշտ էր / 31 կամ / 30 ենթացանցը նվիրելու համար՝ օգտագործելով 2 կամ 4 IP հասցե՝ մեկ կետ առ կետ հղումով: Երբ հղումն անհամարակալված է, օգտագործվում է երթուղիչի ID-ն ՝ մեկ IP հասցե, որը փոխառված է սահմանված (սովորաբար շրջադարձային ) ինտերֆեյսից: Նույն երթուղիչի ID-ն կարող է օգտագործվել բազմաթիվ ինտերֆեյսների վրա:

Անհամար ինտերֆեյսների թերություններից մեկն այն է, որ ավելի դժվար է կատարել հեռահար փորձարկում և կառավարում։

Հասցեի տարածքի սպառումը

1980-ականներին ակնհայտ դարձավ, որ հասանելի IPv4 հասցեների ֆոնդը սպառվում էր այնպիսի արագությամբ, որը ի սկզբանե չէր ակնկալվում ցանցի սկզբնական նախագծում:^[9] Շուկայական հիմնական ուժերը, որոնք արագացրել են հասցեների սպառումը, ներառում էին ինտերնետից օգտվողների արագ աճող թիվը, որոնք ավելի ու ավելի շատ օգտագործում էին բջջային հաշվողական սարքեր, ինչպիսիք են նոութբուքերը, անհատական թվային օգնականները (PDA-ները) և IP տվյալների ծառայությունների մատուցմամբ խելացի հեռախոսները : Բացի այդ, գերարագ ինտերնետ հասանելիությունը հիմնված էր միշտ միացված սարքերի վրա: Հյուծման սպառնալիքը դրդել է մի շարք վերականգնողական տեխնոլոգիաների ներդրմանը, ինչպիսիք են.

Անդասակարգ միջդոմենային երթուղիացում (CIDR), ավելի փոքր ISP հատկացումների համար։
Անհամար ինտերֆեյսները վերացրել են տարանցիկ հղումների հասցեների անհրաժեշտությունը:
Ցանցային հասցեների թարգմանությունը (NAT) վերացրեց վերջից մինչև վերջ սկզբունքի անհրաժեշտությունը:

1990-ականների կեսերին NAT-ը լայնորեն օգտագործվում էր ցանցային հասանելիության մատակարարների համակարգերում՝ տարածաշրջանային և տեղական ինտերնետ ռեգիստրներում օգտագործման վրա հիմնված բաշխման խիստ քաղաքականության հետ մեկտեղ:

Ինտերնետի հիմնական հասցեների ֆոնդը, որը պահպանվում է IANA-ի կողմից, սպառվել է 2011 թվականի փետրվարի 3-ին, երբ վերջին հինգ բլոկները հատկացվել են հինգ RIR- ներին:^[10]^[11] APNIC-ն առաջին RIR-ն էր, որը սպառեց իր տարածաշրջանային ֆոնդը 2011 թվականի ապրիլի 15-ին, բացառությամբ IPv6-ին անցումային տեխնոլոգիաների համար նախատեսված հասցեների փոքր տարածքի, որը պետք է հատկացվի սահմանափակ քաղաքականության ներքո:^[12]

Հյուծումը լուծելու երկարաժամկետ լուծումը 1998 թվականին Ինտերնետ Արձանագրության նոր տարբերակի՝ IPv6-ի ճշգրտումն էր: [29] Այն ապահովում է հասցեների մեծ տարածություն, բայց նաև թույլ է տալիս բարելավված երթուղիների համախմբում ինտերնետում և առաջարկում է ենթացանցային մեծ բաշխումներ՝ նվազագույնը 2 ⁶⁴ հյուրընկալող հասցեներով վերջնական օգտագործողներին: Այնուամենայնիվ, IPv4-ն ուղղակիորեն փոխգործակցելի չէ IPv6-ի հետ, այնպես որ միայն IPv4 հոսթերը չեն կարող ուղղակիորեն շփվել միայն IPv6-ի հետ: 2004 թվականից սկսած 6bone փորձարարական ցանցի փուլային հեռացումից հետո IPv6-ի մշտական պաշտոնական տեղակայումը սկսվեց 2006 թվականին [30] Ակնկալվում է, որ IPv6-ի տեղակայման ավարտը զգալի ժամանակ կպահանջի,^[13] այնպես, որ միջանկյալ անցումային տեխնոլոգիաները անհրաժեշտ են, որպեսզի հյուրընկալողներին թույլատրեն մասնակցել ինտերնետին՝ օգտագործելով արձանագրության երկու տարբերակները:

Փաթեթի կառուցվածքը

IP փաթեթը բաղկացած է վերնագրի և տվյալների բաժնից: IP փաթեթը չունի տվյալների ստուգման գումար կամ որևէ այլ ստորագիր տվյալների բաժնից հետո: Սովորաբար կապի շերտը ներառում է IP փաթեթները շրջանակների մեջ CRC ստորագիրով, որը հայտնաբերում է սխալների մեծ մասը, IP-ով տեղափոխվող շատ տրանսպորտային շերտի արձանագրություններ ունեն նաև իրենց սխալների ստուգումը:^[14]

Վերնագիր

IPv4 փաթեթի վերնագիրը բաղկացած է 14 դաշտից, որից 13-ը պարտադիր է։ 14-րդ դաշտը կամընտիր է և տեղին է կոչվում՝ տարբերակներ: Վերնագրի դաշտերը առաջին հերթին լցված են ամենակարևոր բայթով ( ցանցային բայթերի կարգը ), իսկ դիագրամի և քննարկման համար ամենակարևոր բիթերը համարվում են առաջինը ( MSB 0 բիթ համարակալում ): Ամենակարևոր բիթը համարակալված է 0-ով, ուստի տարբերակի դաշտն իրականում գտնվում է առաջին բայթի չորս ամենակարևոր բիթերում։

Տվյալներ

Փաթեթի օգտակար բեռը ներառված չէ ստուգման գումարում: Դրա բովանդակությունը մեկնաբանվում է Արձանագրության վերնագրի դաշտի արժեքի հիման վրա:

IP արձանագրության համարների ցանկը պարունակում է ծանրաբեռնվածության արձանագրության տեսակների ամբողջական ցանկ:

Մասնատում և վերահավաքում

Ինտերնետային արձանագրությունը հնարավորություն է տալիս երթևեկությունը ցանցերի միջև: Դիզայնը ներառում է տարբեր ֆիզիկական բնույթի ցանցեր. այն անկախ է հղման շերտում օգտագործվող հիմքում ընկած փոխանցման տեխնոլոգիայից: Տարբեր սարքավորումներով ցանցերը սովորաբար տարբերվում են ոչ միայն փոխանցման արագությամբ, այլև փոխանցման առավելագույն միավորով (MTU): Երբ մի ցանց ցանկանում է փոխանցել տվյալների գրամները ավելի փոքր MTU ունեցող ցանցին, այն կարող է մասնատել իր տվյալների գրամները: IPv4-ում այս գործառույթը տեղադրվել է Ինտերնետ շերտում և իրականացվում է IPv4 երթուղիչների մեջ՝ սահմանափակելով այս խնդիրների ազդեցությունը հյուրընկալողների կողմից:

Ի հակադրություն, IPv6-ը ՝ Ինտերնետային արձանագրության հաջորդ սերունդը, թույլ չի տալիս երթուղիչներին մասնատում կատարել. հյուրընկալողները պետք է կատարեն Path MTU Discovery նախքան տվյալների գծապատկերներ ուղարկելը:

Ֆրագմենտացիան

Երբ երթուղիչը ստանում է փաթեթ, այն ուսումնասիրում է նպատակակետի հասցեն և որոշում ելքային միջերեսը, որը պետք է օգտագործվի և այդ ինտերֆեյսի MTU-ն: Եթե փաթեթի չափն ավելի մեծ է, քան MTU-ն, և փաթեթի վերնագրում «Մի հատված» (DF) բիթը դրված է 0-ի, ապա երթուղիչը կարող է մասնատել փաթեթը:

Ուղղորդիչը փաթեթը բաժանում է բեկորների: Յուրաքանչյուր հատվածի առավելագույն չափը ելքային MTU-ն է՝ հանած IP վերնագրի չափը (նվազագույնը 20 բայթ, առավելագույնը՝ 60 բայթ): Երթուղիչը յուրաքանչյուր բեկորը դնում է իր փաթեթի մեջ, յուրաքանչյուր բեկորային փաթեթ ունի հետևյալ փոփոխությունները.

Ընդհանուր երկարության դաշտը հատվածի չափն է:
Որքան շատ բեկորներ (MF) դրոշը դրված է բոլոր բեկորների համար, բացառությամբ վերջինի, որը սահմանված է 0:
Հատվածի օֆսեթ դաշտը սահմանվում է՝ հիմնվելով սկզբնական տվյալների ծանրաբեռնվածության մեջ հատվածի օֆսեթի վրա: Սա չափվում է 8 բայթանոց բլոկների միավորներով:
Վերնագրի ստուգիչ գումարի դաշտը վերահաշվարկվում է:

Օրինակ, 1500 բայթանոց MTU-ի և 20 բայթ վերնագրի չափի համար հատվածի շեղումները կլինեն բազմապատիկ ${\frac {1{,}500-20}{8}}=185$

(0, 185, 370, 555, 740 և այլն):

Հնարավոր է, որ փաթեթը մասնատված է մի երթուղիչում, և որ բեկորները հետագայում մասնատված են մեկ այլ երթուղիչում: Օրինակ, 4,520 բայթանոց փաթեթը, ներառյալ 20 բայթ IP վերնագիրը, մասնատված է երկու փաթեթի 2,500 բայթ MTU-ով հղման վրա:

Հատված	Չափը (բայթ)	Վերնագրի չափը </br> (բայթ)	Տվյալների չափը </br> (բայթ)	Դրոշ </br> Ավելի շատ բեկորներ	Հատվածի օֆսեթ </br> (8 բայթ բլոկներ)
1	2,500	20	2,480	1	0
2	2,040	20	2,020	0	310

Տվյալների ընդհանուր չափը պահպանվում է՝ 2480 բայթ + 2020 բայթ = 4500 բայթ: Օֆսեթներն են $0$ և ${\frac {0+2{,}480}{8}}=310$

${\frac {0+2{,}480}{8}}=310$ ։

Երբ փոխանցվում է 1500 բայթանոց MTU հղում, յուրաքանչյուր հատված բաժանվում է երկու հատվածի.

Հատված	Չափը (բայթ)	Վերնագրի չափը </br> (բայթ)	Տվյալների չափը </br> (բայթ)	Դրոշ </br> Ավելի շատ բեկորներ	Հատվածի օֆսեթ </br> (8 բայթ բլոկներ)
1	1,500	20	1,480	1	0
2	1,020	20	1,000	1	185
3	1,500	20	1,480	1	310
4	560	20	540	0	495

Կրկին պահպանվում է տվյալների չափը՝ 1,480 + 1,000 = 2,480 և 1,480 + 540 = 2,020:

Նաև այս դեպքում More Fragments բիթը մնում է 1 բոլոր բեկորների համար, որոնք եկել են 1-ով, իսկ վերջին բեկորը, որը գալիս է, այն աշխատում է ինչպես միշտ, այսինքն MF բիթը դրված է 0-ի միայն վերջինում: Եվ, իհարկե, նույնականացման դաշտը շարունակում է նույն արժեքն ունենալ բոլոր վերաբեկորված հատվածներում: Այս կերպ, նույնիսկ եթե բեկորները կրկին մասնատված են, ստացողը գիտի, որ դրանք սկզբում բոլորը սկսել են նույն փաթեթից:

Վերջին օֆսեթը և վերջին տվյալների չափը օգտագործվում են ընդհանուր տվյալների չափը հաշվարկելու համար. $495\times 8+540=3{,}960+540=4{,}500$

$495\times 8+540=3{,}960+540=4{,}500$ ։

Վերահավաքում

Ստացողը գիտի, որ փաթեթը բեկոր է, եթե հետևյալ պայմաններից գոնե մեկը ճիշտ է.

Դրոշը դրված է ավելի շատ բեկորների համար, ինչը ճիշտ է բոլոր դրվագների համար, բացի վերջինից:
Դաշտի հատվածի շեղումը զրոյական չէ, ինչը ճիշտ է բոլոր հատվածների համար, բացառությամբ առաջինի:

Ստացողը նույնականացնում է համապատասխան հատվածները՝ օգտագործելով աղբյուրի և նպատակակետի հասցեները, արձանագրության ID-ն և նույնականացման դաշտը: Ստացողը նորից հավաքում է նույն ID-ով ֆրագմենտների տվյալները՝ օգտագործելով և՛ բեկորների օֆսեթը, և՛ ավելի շատ բեկորների դրոշակը: Երբ ստացողը ստանում է վերջին ֆրագմենտը, որի դրոշն ավելի շատ բեկորների վրա դրված է 0, այն կարող է հաշվարկել սկզբնական տվյալների օգտակար բեռի չափը՝ վերջին հատվածի օֆսեթը բազմապատկելով ութով և ավելացնելով վերջին հատվածի տվյալների չափը: Տվյալ օրինակում այս հաշվարկը եղել է $495\times 8+540=4{,}500$

$495\times 8+540=4{,}500$ բայթեր։ Երբ ընդունիչն ունի բոլոր բեկորները, դրանք կարող են նորից հավաքվել ճիշտ հաջորդականությամբ՝ ըստ շեղումների՝ սկզբնական տվյալների գծապատկերը ձևավորելու համար:

Օժանդակ արձանագրություններ

IP հասցեները մշտական կերպով կապված չեն ցանցային սարքավորումների հետ և, իսկապես, ժամանակակից օպերացիոն համակարգերում ցանցային ինտերֆեյսը կարող է ունենալ բազմաթիվ IP հասցեներ: Որպեսզի պատշաճ կերպով փոխանցեն IP փաթեթը նպատակակետ հոսթին հղումով, հոսթներին և երթուղիչներին անհրաժեշտ են լրացուցիչ մեխանիզմներ՝ ցանցային ինտերֆեյսների ապարատային հասցեի^{[Ն 1]} և IP հասցեների միջև կապ հաստատելու համար: Հասցեների լուծման արձանագրությունը (ARP) կատարում է այս IP-հասցեից սարքաշարի հասցե թարգմանությունը IPv4-ի համար: Բացի այդ, հակադարձ հարաբերակցությունը հաճախ անհրաժեշտ է: Օրինակ, եթե հասցեն նախապես կազմաձևված չէ ադմինիստրատորի կողմից, երբ IP հոսթը բեռնվում է կամ միացված է ցանցին, նա պետք է որոշի իր IP հասցեն: Նման հակադարձ փոխկապակցման արձանագրությունները ներառում են Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP), Bootstrap Protocol (BOOTP) և հազվադեպ, հակադարձ ARP:

Տես նաև

Համացանցի պատմություն

Ծանոթագրություններ

↑ «BGP Analysis Reports». BGP Reports (ամերիկյան անգլերեն). Վերցված է 2013-01-09-ին.
↑ «IPv6 – Google». www.google.com. Վերցված է 2022-01-28-ին.
↑ «IANA IPv4 Special-Purpose Address Registry». www.iana.org. Վերցված է 2022-01-28-ին.
↑ Davis, Lidija. «Vint Cerf - We Still Have 80 Per Cent of the World to Connect». The New York Times. Վերցված է 2024-05-10-ին.
↑ «A Brief History of IPv4». IPv4 Market Group (անգլերեն). Վերցված է 2020-08-19-ին.
↑ «Understanding IP Addressing: Everything You Ever Wanted To Know» (PDF). 3Com. Արխիվացված է օրիգինալից (PDF) June 16, 2001-ին.
↑ Almquist, Philip; Kastenholz, Frank (December 1993). «Towards Requirements for IP Routers». Internet Engineering Task Force.
↑ «Understanding and Configuring the ip unnumbered Command». Cisco (անգլերեն). Վերցված է 2021-11-25-ին.
↑ «World 'running out of Internet addresses'». Արխիվացված է օրիգինալից 2011-01-25-ին. Վերցված է 2011-01-23-ին.
↑ Smith, Lucie; Lipner, Ian (3 February 2011). «Free Pool of IPv4 Address Space Depleted». Number Resource Organization. Վերցված է 3 February 2011-ին.
↑ ICANN,nanog mailing list. «Five /8s allocated to RIRs – no unallocated IPv4 unicast /8s remain».
↑ Asia-Pacific Network Information Centre (15 April 2011). «APNIC IPv4 Address Pool Reaches Final /8». Արխիվացված է օրիգինալից 7 August 2011-ին. Վերցված է 15 April 2011-ին.
↑ 2016 IEEE International Conference on Emerging Technologies and Innovative Business Practices for the Transformation of Societies (EmergiTech). Piscataway, NJ: University of Technology, Mauritius, Institute of Electrical and Electronics Engineers. August 2016. ISBN 9781509007066. OCLC 972636788.
↑ Partridge, C.; Kastenholz, F. (December 1994). «6.2 IP Header Checksum». Technical Criteria for Choosing IP The Next Generation (IPng). p. 26. sec. 6.2. RFC 1726. https://tools.ietf.org/html/rfc1726#section-6.2.

Արտաքին հղումներ

Internet Assigned Numbers Authority (IANA)
IP, Internet Protocol Արխիվացված 2011-05-14 Wayback Machine — IP Header Breakdown, including specific options
IP Mobility Support for IPv4.
Official current state of IPv4/8 allocations, as maintained by IANA

Վիքիպահեստն ունի նյութեր, որոնք վերաբերում են «IPv4» հոդվածին։

Քաղվածելու սխալ՝ <ref> tags exist for a group named "Ն", but no corresponding <references group="Ն"/> tag was found

[:0-1] «BGP Analysis Reports». BGP Reports (ամերիկյան անգլերեն). Վերցված է 2013-01-09-ին.

[2] «IPv6 – Google». www.google.com. Վերցված է 2022-01-28-ին.

[3] «IANA IPv4 Special-Purpose Address Registry». www.iana.org. Վերցված է 2022-01-28-ին.

[4] Davis, Lidija. «Vint Cerf - We Still Have 80 Per Cent of the World to Connect». The New York Times. Վերցված է 2024-05-10-ին.

[5] «A Brief History of IPv4». IPv4 Market Group (անգլերեն). Վերցված է 2020-08-19-ին.

[6] «Understanding IP Addressing: Everything You Ever Wanted To Know» (PDF). 3Com. Արխիվացված է օրիգինալից (PDF) June 16, 2001-ին.

[7] Almquist, Philip; Kastenholz, Frank (December 1993). «Towards Requirements for IP Routers». Internet Engineering Task Force.

[8] «Understanding and Configuring the ip unnumbered Command». Cisco (անգլերեն). Վերցված է 2021-11-25-ին.

[9] «World 'running out of Internet addresses'». Արխիվացված է օրիգինալից 2011-01-25-ին. Վերցված է 2011-01-23-ին.

[10] Smith, Lucie; Lipner, Ian (3 February 2011). «Free Pool of IPv4 Address Space Depleted». Number Resource Organization. Վերցված է 3 February 2011-ին.

[11] ICANN,nanog mailing list. «Five /8s allocated to RIRs – no unallocated IPv4 unicast /8s remain».

[12] Asia-Pacific Network Information Centre (15 April 2011). «APNIC IPv4 Address Pool Reaches Final /8». Արխիվացված է օրիգինալից 7 August 2011-ին. Վերցված է 15 April 2011-ին.

[13] 2016 IEEE International Conference on Emerging Technologies and Innovative Business Practices for the Transformation of Societies (EmergiTech). Piscataway, NJ: University of Technology, Mauritius, Institute of Electrical and Electronics Engineers. August 2016. ISBN 9781509007066. OCLC 972636788.

[14] Partridge, C.; Kastenholz, F. (December 1994). «6.2 IP Header Checksum». Technical Criteria for Choosing IP The Next Generation (IPng). p. 26. sec. 6.2. RFC 1726. https://tools.ietf.org/html/rfc1726#section-6.2.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[Ն 1]