Hva er IPv4-adresse?

IPv4 er den første versjonen av Internett-protokollen lansert av forsvarsdepartementet i USA på deres Advanced Research Projects Agency Network (ARPANET). Den er i stand til å produsere milliarder av IP-adresser som er en av de fremtredende egenskapene til IPv4. Siden IPv4 ble lansert helt tilbake i 1983, er vi på randen av utmattelse av IP-adresser med fremveksten av flere IoT-enheter. I denne artikkelen, sammen med å lære hva som er IPv4-adresse, vil du også lese om fordeler og ulemper med IPv4.

Hva er IPv4-adresse?

IPv4 er den første versjonen av Internett-protokollen. Den bruker et 32-biters adresseområde, som er den mest brukte IP-adressen. Denne 32-biters adressen skrives som fire tall atskilt med en desimal. Hvert sett med tall kalles en oktett. Tallene i hver oktett varierer fra 0-255. IPv4 er i stand til å lage 4,3 milliarder unike IP-adresser. Et eksempel på hva som er IPv4 Adressen er 234.123.42.65. Videre i artikkelen vil vi også se hvordan du konverterer IPv4-adressen til binær kode ved hjelp av IPv4 til binær konverteringsmetode.

Deler av IPv4

En IP-adresse består av tre deler:

• Nettverk: Denne delen av IP-adressen identifiserer nettverket hvor IP-adressen hører hjemme. Venstre side av IP-adressen kalles nettverksdelen.

• Vert: Vertsdelen av en IP-adresse varierer vanligvis fra hverandre for å identifisere enheten på Internett unikt. Nettverksdelen er imidlertid lik for hver vert på nettverket.

Nettverks- og vertsdelene av denne IP-adressen (234.123.42.65) er for eksempel:

234
123
42
65
Nettverksdel
Vertsdel

• Subnettnummer: Det er en valgfri del av IP-adressen. Det er partisjonen av en IP-adresse i mange mindre segmenter. Det hjelper sammenkoble nettverk og reduserer trafikken.

Konvertering av IPv4-adresser til binær kode

Mens vi bruker IPv4 som en 32-biters numerisk adresse, fungerer datamaskiner og nettverk med binærspråket. La oss forstå hvordan en IP-adresse konverteres til binært språk ved hjelp av IPv4 til binær konverteringsmetode. Som vi leste tidligere om hva en oktett er, er bitene i hver oktett betegnet med et tall. Vi vil nå se hvordan du bruker et 8-bits oktettdiagram. Den består av et tall som representerer verdien av hver bit.

Dette er IP-adressen: 234.123.42.65, som vi vil konvertere til binærspråk ved å bruke oktettdiagrammet. Hver bit i oktetten er enten representert som 1 eller 0. Den første oktetten består av tallet 234. Nå må vi finne ut hvilke tall fra oktettdiagrammet som summerer til 234. Tallene som summerer til 234 er 128+ 64+32+8+2. På samme måte er alle tallene som summerer representert med 1, mens resten av tallene er representert med 0.

128
64
32
16
8
4
2
1
1
1
1
0
1
0
1
0

Så det binære tallet for 234 kommer ut til å være 11101010. På samme måte utføres denne prosessen med alle oktettene.

128
64
32
16
8
4
2
1
123
0
1
1
1
1
0
1
1
42
0
0
1
0
1
0
1
0
65
0
1
0
0
0
0
0
1

Derfor er binærspråket for IP-adressen 234.123.42.65 11101010.01111011.00101010.01000001

IPv4–OSI-modell

Den internasjonale standardiseringsorganisasjonen har gitt OSI-modellen for kommunikasjonssystemer. OSI står for Open System Interconnection. Denne modellen består av lag som forklarer hvordan et system skal kommunisere med et annet ved hjelp av en annen protokoll. Hvert lag spiller en avgjørende rolle i kommunikasjonssystemet. OSI-modellen består av følgende lag:

• Applikasjon (lag 7): Applikasjonslaget er nærmest brukeren. Lagets primære funksjon er å motta og vise data fra og til brukerne. Dette laget hjelper med å etablere kommunikasjon gjennom de lavere nivåene med applikasjonen på den andre siden. For eksempel TelNet og FTP.

• Presentasjon (lag 6): Presentasjonslaget er ment for behandling. Behandlingsdelen inkluderer enten konvertering av data fra applikasjonsformatet til nettverksformatet eller fra nettverksformatet til applikasjonsformatet. For eksempel kryptering og dekryptering av data.

• Økt (lag 5): Sesjonslaget kommer inn når to datamaskiner trenger å kommunisere. Disse øktene opprettes i tilfelle et svar kreves fra brukeren. Dette laget er ansvarlig for oppsettet, koordineringen og utløpet av økten. For eksempel passordbekreftelse.

• Transport (lag 4): Transportlaget sikrer alle aspekter ved overføring av data fra ett nettverk til et annet, inkludert mengden, hastigheten og destinasjonen for data. TCP/IP og UDP fungerer i dette laget. Den mottar data fra lagene ovenfor, bryter den ned i mindre biter kalt segmenter og leverer den videre til nettverkslaget.

• Nettverk (lag 3): Nettverkslaget er ansvarlig for å rute datapakkene eller segmentene til destinasjonen. For å være spesifikk velger dette laget effektivt riktig vei for å nå rett sted.

• Datalink (lag 2): Datalinklaget har ansvaret for å overføre kildedataene fra det første laget, som er det fysiske laget, til de ovennevnte lagene. Dette laget er også ansvarlig for å fikse feilene som oppstår under overføringen.

• Fysisk (lag 1): Det fysiske laget er det siste laget i OSI-modellen. Dette laget inkluderer kommunikasjonsstrukturen og maskinvarekomponenter som kabeltype og lengde, pinneoppsett, spenning osv.

IPv4-pakkestruktur

En IPv4-pakke består av to deler: header og data. Den er i stand til å bære 65 535 byte. Lengden på en IP-header varierer fra 20 til 60 byte. Overskriften inkluderer verten og destinasjonsadressen, samt andre informasjonsfelt som hjelper datapakken med å nå destinasjonen.

IPv4-pakkehode

En IPv4-pakkehode har 13 obligatoriske felt. La oss forstå dem og deres roller:

• Versjon: Det er et 4-bits overskriftsfelt. Den gir informasjon om gjeldende versjon av IP-en som er i bruk.

• Internet Header Length (IHL): Dette er lengden på hele IP-headeren.

• Tjenestetype: Dette feltet gir informasjon om rekkefølgen av pakker som sendes.

• Total lengde: Dette feltet angir den totale lengden på IP-overskriften. Minimumsstørrelsen for dette feltet er 20 byte, mens maksimalstørrelsen går opp til 65 535 byte.

• Identifikasjon: Identifikasjonsfeltet til overskriftsdelen hjelper til med å identifisere de forskjellige delene av pakkene som blir separert under overføringen av data.

• ECN: ECN står for Explicit Congestion Notification. Dette feltet er ansvarlig for å kontrollere overbefolkningen av pakker i overføringsruten.

• Flagg: Dette er et 3-bits felt som indikerer om en IP-pakke må fragmenteres eller ikke i henhold til datastørrelsen.

• Fragment Offset: Fragment Offset er et 13-bits felt. Den muliggjør sekvensen og posisjoneringen av de fragmenterte dataene i en IP-pakke.

• Time to Live (TTL): Det er et sett med verdier som sendes sammen med hver datapakke, med motivet for å unngå å omringe datapakken. Tallverdien knyttet til hver IP-pakke reduseres med én etter å ha kommet over hver ruter på ruten. Så snart TTL-verdien nådde én, blir IP-pakken skrotet.

• Protokoll: Protokoll er et 8-bits felt som er ansvarlig for å formidle Network Layer-informasjon om hvilken protokoll en IP-pakke tilhører.

• Header Checksum: Dette feltet tar ansvar for å oppdage kommunikasjonsfeil i overskriftene og de mottatte datapakkene.

• Kilde IP-adresse: Dette er et 32-bits felt, som består av IPv4-adressen til avsenderen.

• Destinasjons-IP-adresse: Dette er et 32-bits felt, som består av IPv4-adressen til mottakeren.

• Alternativer: Alternativer-feltet kommer i bruk når lengden på IHL er større enn 5.

La oss nå lære om egenskapene til IPv4-protokollen og fordeler og ulemper ved IPv4.

Kjennetegn på IPv4

Nedenfor er egenskapene til IPv4:

• IPv4 bruker en 32-biters IP-adresse.
• Tallene i adressen er atskilt med en desimal kalt punktum.
• Den består av unicast-, multicast- og kringkastingsadressetyper.
• IPv4 er strukturert med tolv overskriftsfelt.
• Virtual Length Subnet Mask (VLSM) støttes av IPv4.
• Den bruker Post Address Resolution Protocol for tilordning til Mac-adressen.
• Nettverk er designet med DHCP (Dynamic Host Configuration Program) eller ved å bruke manuell modus.

Fordeler og ulemper med IPv4

La oss ta en titt på fordelene og ulempene med IPv4:

Fordeler med IPv4

• IPv4s nettverkstildeling og kompatibilitet er prisverdig.
• Den har en produktiv rutetjeneste.
• IPv4-adresser gir perfekt koding.
• Den kan enkelt kobles til flere enheter over et nettverk.
• Det er det spesifikke kommunikasjonsmidlet, mest i multicast-organisasjonen.

Ulemper med IPv4

• IPv4-adresser er på kanten av utmattelse.
• IPv4-systemadministrasjon er arbeidskrevende, komplisert og sakte.
• Det gir ineffektiv og utilstrekkelig Internett-ruting.
• Dens valgfrie sikkerhetsfunksjon.

Derfor var dette fordeler og ulemper med IPv4-protokollen.

***

Selv om det har skjedd et skifte til den avanserte versjonen av IPv4 som er IPv6. Til tross for uttømmingen av IPv4-adresser, fortsetter den å være i bruk på grunn av kompatibiliteten. Vi håper at vår doc har veiledet deg ekstremt godt i å lære om hva som er IPv4-adresse. Legg igjen dine spørsmål eller forslag, hvis noen, i kommentarfeltet nedenfor.