Кіріспе

IP желісіндегі желі интерфейсін анықтау үшін қолданылатын сандық белгі – Интернет-протоколдық мекенжай (IP-мекенжай). Бұл Интернет-протоколды байланыс үшін пайдаланатын компьютерлік желіге қосылған құрылғыға тағайындалатын сандық белгі. IP-адрестер екі негізгі функцияны атқарады: желі интерфейсін анықтау және орналасқан жерін адрестеу. Интернет-протоколының 4-ші нұсқасы (IPv4) IP-адресті 32 биттік сан ретінде анықтайды. IPv6 желісі 2000 жылдардың ортасынан бері енгізіліп келеді. IP-адрестер адам оқи алатын жазу түрінде көрсетіледі, мысалы, IPv4 үшін және IPv6 үшін . Адрестің маршруттау префиксінің мөлшері CIDR белгісінде адреске маңызды биттердің саны қосымшасы арқылы көрсетіледі, мысалы, , бұл тарихи түрде қолданылған кішіжелі маскасына тең. IP-адрестік кеңістікті бүкіл әлем бойынша Интернетке нөмірлерді тағайындау органы (IANA) және бес аймақтық Интернет тіркелімі (RIR) басқарады. Олар өздерінің тағайындалған аумақтарында жергілікті Интернет тіркелімдеріне, мысалы, Интернет-провайдерлерге (ISP) және басқа да соңғы пайдаланушыларға тағайындау үшін жауапты. IANA, IPv4-адрестерін RIR-лерге әрқайсысы шамамен 16,8 миллион адрестен тұратын блоктарда бөліп берді, бірақ 2011 жылдан бері IANA деңгейінде олардың қоры таусылды. Қазіргі таңда Африкадағы жергілікті тағайындаулар үшін қор тек бір RIR-де ғана бар. Кейбір IPv4-адрестер жеке желілер үшін резервтелген және жаһандық деңгейде бірегей емес. Желі әкімшілері желіге қосылған әрбір құрылғыға IP-адресті тағайындайды. Мұндай тағайындамалар желілік саясатқа және бағдарламалық қамтамасыз ету мүмкіндіктеріне байланысты статикалық (тұрақты) немесе динамикалық болуы мүмкін. Кейбір заңнамалық актілер IP-адрестерді жеке деректер деп қарастырады.

Функция

IP-адрес екі маңызды қызмет атқарады: ол хостты, немесе дәлірек айтқанда оның желілік интерфейсін анықтайды, сондай-ақ хосттың желідегі орналасқан жерін көрсетеді, осы арқылы осы хостқа қатынас жолын құруға мүмкіндік береді. Оның міндеті былайша сипатталған: «Ат оны іздейтін нәрсені көрсетеді. Адрес ол қайда екенін анықтайды. Ал маршрут – сонда қалай жетуге болатынын».

Ішкі желілер

IP желілері IPv4 және IPv6 екі нұсқасында да кіші желілерге бөлінеді. Осы мақсатта IP-адрес екі бөліктен тұрады деп есептеледі: жоғары ретті биттердегі желі префиксі және қалған биттер, олар хостты желі ішінде нөмірлеу үшін қолданылады және «қалдық өріс», «хост идентификаторы» немесе (IPv6 үшін) «интерфейс идентификаторы» деп аталады. Техникалық жазбаларда IPv4-адрестері әр түрлі он алтылық, сегіздік немесе екілік форматта көрсетілуі мүмкін.

Қосалқы желілер тарихы

Интернет-протоколының дамуының бастапқы кезеңдерінде желі нөмірі әрқашан ең жоғары ретті октет (ең маңызды сегіз бит) болатын. Бұл әдіс тек 256 желіге мүмкіндік бергендіктен, жаңа, қолданыстағы желі нөмірлерімен белгіленген желілерден тәуелсіз қосымша желілер пайда болғанда, ол тез арада жеткіліксіз болып шықты. 1981 жылы адрестеу спецификациясы сыныптық желілік архитектураны енгізу арқылы қайта қарастырылды, ол әртүрлі саясаттарды білдіретін екі блокқа бөлінген. Адрестерге 40 биттік псевдо-кездейсоқ сан кіреді, бұл сайттар біріктірілгенде немесе пакеттер дұрыс бағытталмағанда адрестердің қақтығысу тәуекелін азайтады. Алғашқы тәжірибелер осы мақсатта басқа блоктарды пайдаланды, олар "сайттық жергілікті" адрестер деп аталды. Алайда, "сайт" деген ұғымды анықтау нақты болған жоқ және нашар анықталған адрестеу саясаты маршрутизация үшін түсініксіздіктер тудырды. Бұл адрес түрі қолданудан тоқтатылды және жаңа жүйелерде қолданылмауы керек. ,-мен басталатын адрестер, "сілтемеге жергілікті" адрестер деп аталады, қосылған сілтемеде байланыс үшін интерфейстерге тағайындалады. Адрестер операциялық жүйемен әрбір желілік интерфейс үшін автоматты түрде жасалады. Бұл сілтемедегі барлық IPv6 хосттары арасында дереу және автоматты байланысты қамтамасыз етеді. Бұл мүмкіндік IPv6 желілік басқаруының төменгі деңгейлерінде, мысалы, Neighbor Discovery протоколында қолданылады. Жеке және сілтемеге жергілікті префикстер қоғамдық Интернетте маршрутизацияланбауы керек.

IP-адресті тағайындау

IP-адрестер хостқа желіге қосылған кезде динамикалық түрде немесе хосттың аппараттық немесе бағдарламалық қамтамасы арқылы тұрақты түрде тағайындалады. Тұрақты конфигурация статикалық IP-адресті пайдалану деп те аталады. Ал компьютердің IP-адресі әр қайта іске қосылған сайын тағайындалса, бұл динамикалық IP-адресті пайдалану деп аталады. Динамикалық IP-адрестер желі арқылы Динамикалық хост конфигурациялау протоколы (DHCP) арқылы тағайындалады. DHCP – адрестерді тағайындау үшін ең көп қолданылатын технология. Бұл желідегі әрбір құрылғыға нақты статикалық адрестерді тағайындаудың әкімшілік жүктемесін азайтады. Сонымен қатар, егер белгілі бір уақытта олардың тек бір бөлігі ғана онлайн болса, құрылғылар желідегі шектеулі адрестік кеңістікті бөлісуге мүмкіндік береді. Әдетте, қазіргі заманғы десктоп операциялық жүйелерде динамикалық IP конфигурациясы әдепкі бойынша қосылған болады. DHCP арқылы тағайындалған мекенжай жалға беріледі және әдетте мерзімі бітеді. Егер хост жалға алу мерзімі біткенге дейін жаңартпаса, мекенжай басқа құрылғыға тағайындалуы мүмкін. Кейбір DHCP жүзеге асырулары хост желіге қосылған сайын, оның MAC-адресіне сүйене отырып, сол IP-адресті қайта тағайындауға тырысады. Желі әкімшісі MAC-адреске сәйкес нақты IP-адрестерді бөлу арқылы DHCP-ді конфигурациялай алады. DHCP – IP-адрестерді динамикалық түрде тағайындау үшін қолданылатын жалғыз технология емес. Bootstrap протоколы DHCP-ға ұқсас және оның алдындағысы болып табылады. Dialup және кейбір кеңжолақты желілер Point to Point протоколының динамикалық адрестеу мүмкіндіктерін пайдаланады. Желілік инфрақұрылым үшін қолданылатын компьютерлер мен жабдықтар, мысалы маршрутизаторлар мен пошта серверлері, әдетте статикалық адрестеумен конфигурацияланады. Статикалық немесе динамикалық адрестік конфигурациялардың болмауы немесе сәтсіздігі жағдайында, операциялық жүйе хостқа сілтемелік жергілікті адресті автоматты адрестеу арқылы тағайындауы мүмкін.

Тіркемелі динамикалық IP- адресі

Тіркемелі – динамикалық түрде тағайындалған, бірақ сирек өзгеріп отыратын IP-адресті сипаттау үшін қолданылатын бейресми термин. Мысалы, IPv4 адрестері көбінесе DHCP арқылы тағайындалады, ал DHCP қызметі клиент тағайындауды сұраған сайын сол адресті тағайындау ықтималдығын арттыратын ережелерді пайдалана алады. IPv6-да да префикстік делегациялау осыған ұқсас етіп жүзеге асырылуы мүмкін, бұл өзгерістерді мүмкіндігінше азайтуға бағытталған. Әдеттегі үй немесе шағын кеңседегі желіде бір маршрутизатор ғана Интернет-провайдері үшін көрінетін құрылғы болып табылады, ал провайдер мүмкіндігінше тұрақты, яғни тіркемелі конфигурацияны ұсынуға тырысады. Үй немесе кеңсе желісіндегі жергілікті DHCP сервері тіркемелі IPv4 конфигурацияларын қамтамасыз етуге бағытталған болуы мүмкін, ал провайдер тіркемелі IPv6 префиксін беруі мүмкін, бұл клиенттерге тіркемелі IPv6 адрестерін пайдалануға мүмкіндік береді. Тіркемелі конфигурацияларды статикалық конфигурациямен шатастыруға болмайды: тіркемелі конфигурациялардың тұрақтылығына кепілдік жоқ, ал статикалық конфигурациялар белгісіз мерзімге қолданылады және тек қанатымен өзгертіледі.

Адресті автоматты түрде баптау

Адрес блогы IPv4 желілерінде сілтемелік жергілікті адрестеме үшін арнайы қолданылуы үшін анықталған. IPv6-да кез келген интерфейс, статикалық немесе динамикалық адрестерді пайдаланса да, блок ішінде автоматты түрде сілтемелік жергілікті адресті алады. APIPA миллиондаған машинаға орнатылды және өнеркәсіптегі де-факто стандартқа айналды. 2005 жылдың мамырында IETF оны ресми стандарт ретінде бекітті.

Қақтығыстарды шешу

IP-адрестік қақтығыс, егер бір жергілікті физикалық немесе сымсыз желідегі екі құрылғы бірдей IP-адресті пайдалануға талап етсе, туындайды. Адрестің қайта тағайындалуы көбінесе бір немесе екі құрылғының IP-функционалдығын тоқтатады. Көптеген қазіргі операциялық жүйелер әкімшіні IP-адрестік қақтығыстар туралы хабардар етеді. IP-адрестерді әртүрлі әдістермен бірнеше адамдар мен жүйелер тағайындаған жағдайда, кінәлі болуы мүмкін олардың кез келгені. Егер қақтығысқа қатысқан құрылғылардың бірі LAN-дағы барлық құрылғылар үшін LAN-нан тысқары қолжетімділікті қамтамасыз ететін әдепкі шлюз болса, барлық құрылғылардың жұмысы бұзылуы мүмкін.

Жолдау

IP-адрестер операциялық ерекшеліктерінің бірнеше кластарына бөлінеді: біржолғы, көпжолғы, кез келген нүктеге және тарату адрестеу.

Біржолғы адрестеу

IP-адрестің ең көп таралған түсінігі – unicast адрестеу, ол IPv4 және IPv6 екі нұсқасында да қолданылады. Ол әдетте бір жіберушіге немесе бір қабылдаушыға сілтеме жасайды және дерек жіберуге де, қабылдауға да қолданылуы мүмкін. Көбінесе, unicast мекенжай бір құрылғыға немесе хостқа байланысты болады, бірақ құрылғыда немесе хостта бірнеше unicast мекенжайы болуы мүмкін. Бірдей деректерді бірнеше unicast мекенжайына жіберу үшін жіберуші әрбір алушыға жеке-жеке, бірнеше рет деректерді жіберуі керек.

Телерадио хабарларын тарату

Телерадио хабар тарату – бұл IPv4-те қолданылатын, желідегі барлық мүмкін болатын түйіндерге бір тарату операциясы арқылы деректерді жіберуге мүмкіндік беретін адрестеу техникасы. Барлық қабылдағыштар желілік пакетті қабылдайды. Бұл адрес желілік хабар тарату үшін пайдаланылады. Сонымен қатар, шектеулі бағытталған хабар тарату желілік префиксімен бірге барлық бірліктерден тұратын хост адресін қолданады. Мысалы, желідегі құрылғыларға бағытталған хабар тарату үшін қолданылатын мақсаттық адрес – IPv6 хабар тарату адрестеуін іске асырмайды және оны арнайы анықталған барлық түйіндерге арналған көп тарату адресімен ауыстырады.

Көп тарату адрестеу

Көп тарату адресі қызығушылық танытқан қабылдаушылар тобымен байланысты. IPv4-те, адрестер 224.0.0.0-ден 239.255.255.255-ке дейін (бұрынғы D класының адрестері) көп тарату адрестері ретінде белгіленеді. IPv6 көп тарату үшін ff00::/8 префиксі бар адрестік блокты пайдаланады. Екі жағдайда да жіберуші бір дерек пакетін өзінің бірегей адресінен көп тарату тобының адресіне жібереді, ал аралық маршрутизаторлар көшірмелер жасап, оларды барлық қызығушылық танытқан қабылдаушыларға (тиісті көп тарату тобына қосылғандарға) жібереді.

Кез келген адрестік

Тарату және көп тарату сияқты, anycast – бірден көпке бағыттау топологиясы. Алайда, дерек ағыны барлық қабылдаушыларға емес, желіде маршрутизатор ең жақын деп анықтаған бір қабылдаушыға ғана жіберіледі. Anycast адрестеу IPv6-ның енгізілген мүмкіндігі болып табылады. IPv4-те anycast адрестеу Border Gateway Protocol (шекаралық шлюз протоколы) арқылы іске асырылады, мұнда бағыттарды таңдау үшін ең қысқа жол метрикасы қолданылады. Anycast әдістері жаһандық жүктемені теңестіру үшін пайдалы және олар көбінесе таратылған DNS жүйелерінде қолданылады.

Геодерек

Хост байланыс жасайтын қарсы тарапының географиялық орнын анықтау үшін геолокацияны қолдануы мүмкін.

Қоғамдық сөйлеу

Қоғамдық IP-мекенжай – бұл жаһандық желіде маршрутизацияланатын біржолғы IP-мекенжай, яғни бұл мекенжай жеке желілерде пайдалану үшін резервтелмеген, мысалы, RFC 1918 тізімінде көрсетілгендей немесе жергілікті немесе сайттық ауқымдағы әртүрлі IPv6 мекенжай форматтары, мысалы, байланыс үшін арналған мекенжайлар сияқты. Қоғамдық IP-мекенжайлар жаһандық Интернетте хосттар арасында байланыс үшін қолданылады. Үйде, қоғамдық IP-мекенжай – бұл интернет-провайдер үй желісіне тағайындаған IP-мекенжай. Бұл жағдайда, ол маршрутизатордың конфигурациясына кіру арқылы жергілікті түрде көрінеді. Көптеген қоғамдық IP-мекенжайлар өзгеріп отырады, және жиі. Кез келген өзгеріп тұратын IP-мекенжай динамикалық IP-мекенжай деп аталады. Үй желілерінде интернет-провайдер әдетте динамикалық IP тағайындайды. Егер интернет-провайдер үй желісіне өзгермейтін мекенжай берсе, оны үйден веб-сайттарды хостинг істейтін пайдаланушылар немесе желіні бұзу үшін бірнеше рет бірдей IP-мекенжайды қолданатын хакерлер теріс пайдалануы мүмкін. NAT құрылғысы жеке желідегі әртүрлі IP-мекенжайларды қоғамдық желідегі әртүрлі TCP немесе UDP порт нөмірлерімен байланыстырады. Тұрғын үй желілерінде NAT функциялары әдетте тұрғын үй шлюзінде іске асырылады. Бұл жағдайда, маршрутизаторға қосылған компьютерлердің жеке IP-мекенжайлары болады, ал маршрутизатордың сыртқы интерфейсінде Интернетпен байланыс үшін қоғамдық мекенжайы болады. Ішкі компьютерлер бір қоғамдық IP-мекенжайды бөліседі.

Заң

2024 жылдың наурызында Канаданың Жоғарғы соты IP-адрестерді Канаданың Құқықтар мен бостандықтар хартасымен қорғалатын жеке ақпарат деп шешті, оларды алу үшін полицияға сот ордері қажет. IP-адрестер Еуропалық комиссия тарапынан жеке деректер ретінде қарастырылады және Жалпы деректерді қорғау регламентімен қорғалады.

Диагностикалық құралдар

Компьютерлік операциялық жүйелер желілік интерфейстерді және мекенжай конфигурациясын тексеруге арналған әртүрлі диагностикалық құралдарды қамтамасыз етеді. Microsoft Windows командалық жол интерфейсінде ipconfig және netsh құралдары бар, ал Unix сияқты жүйелердің қолданушылары ifconfig, netstat, route, lanstat, fstat және iproute2 утилиталарын осы мақсатта пайдалана алады.