Введение
Цифровая метка, используемая для идентификации сетевого интерфейса в IP-сети.
An Internet Protocol address (IP address) is a numerical label such as that is assigned to a device connected to a computer network that uses the Internet Protocol for communication. IP addresses serve two main functions: network interface identification, and location addressing. Internet Protocol version 4 (IPv4) defines an IP address as a 32 bit number. IPv6 deployment has been ongoing since the mid 2000s. IP addresses are written and displayed in human readable notations, such as in IPv4, and in IPv6. The size of the routing prefix of the address is designated in CIDR notation by suffixing the address with the number of significant bits, e. g., , which is equivalent to the historically used subnet mask
The IP address space is managed globally by the Internet Assigned Numbers Authority (IANA), and by five regional Internet registries (RIRs) responsible in their designated territories for assignment to local Internet registries, such as Internet service providers (ISPs), and other end users. IPv4 addresses were distributed by IANA to the RIRs in blocks of approximately 16.8 million addresses each, but have been exhausted at the IANA level since 2011. Only one of the RIRs still has a supply for local assignments in Africa. Some IPv4 addresses are reserved for private networks and are not globally unique. Network administrators assign an IP address to each device connected to a network. Such assignments may be on a static (fixed or permanent) or dynamic basis, depending on network practices and software features. Some jurisidications consider IP addresses to be personal data.
Адрес Интернет-протокола (IP-адрес) – это цифровая метка, присваиваемая устройству, подключенному к компьютерной сети, использующей Интернет-протокол для связи. IP-адреса выполняют две основные функции: идентификацию сетевого интерфейса и адресацию местоположения. Интернет-протокол версии 4 (IPv4) определяет IP-адрес как 32-битное число. Внедрение IPv6 ведется с середины 2000-х годов. IP-адреса записываются и отображаются в удобочитаемом формате, например, в IPv4 и в IPv6. Размер префикса маршрутизации адреса обозначается в нотации CIDR путем добавления к адресу количества значимых битов, например, , что эквивалентно исторически используемой маске подсети .
An Internet Protocol address (IP address) is a numerical label such as that is assigned to a device connected to a computer network that uses the Internet Protocol for communication. IP addresses serve two main functions: network interface identification, and location addressing. Internet Protocol version 4 (IPv4) defines an IP address as a 32 bit number. IPv6 deployment has been ongoing since the mid 2000s. IP addresses are written and displayed in human readable notations, such as in IPv4, and in IPv6. The size of the routing prefix of the address is designated in CIDR notation by suffixing the address with the number of significant bits, e. g., , which is equivalent to the historically used subnet mask
The IP address space is managed globally by the Internet Assigned Numbers Authority (IANA), and by five regional Internet registries (RIRs) responsible in their designated territories for assignment to local Internet registries, such as Internet service providers (ISPs), and other end users. IPv4 addresses were distributed by IANA to the RIRs in blocks of approximately 16.8 million addresses each, but have been exhausted at the IANA level since 2011. Only one of the RIRs still has a supply for local assignments in Africa. Some IPv4 addresses are reserved for private networks and are not globally unique. Network administrators assign an IP address to each device connected to a network. Such assignments may be on a static (fixed or permanent) or dynamic basis, depending on network practices and software features. Some jurisidications consider IP addresses to be personal data.
Пространство IP-адресов глобально управляется Управлением по присвоению номеров Интернета (IANA) и пятью региональными интернет-регистраторами (RIR), ответственными на своих территориях за назначение адресов локальным интернет-регистраторам, таким как провайдеры интернет-услуг (ISP) и другие конечные пользователи. Адреса IPv4 распределялись IANA в RIR блоками примерно по 16,8 миллиона адресов, но были исчерпаны на уровне IANA с 2011 года. Только один из RIR имеет запасы для локального назначения в Африке. Некоторые IPv4-адреса зарезервированы для частных сетей и не являются глобально уникальными. Администраторы сети присваивают IP-адрес каждому устройству, подключенному к сети. Такое присвоение может быть статическим (фиксированным или постоянным) или динамическим, в зависимости от сетевых практик и функциональности программного обеспечения. В некоторых юрисдикциях IP-адреса считаются персональными данными.
An Internet Protocol address (IP address) is a numerical label such as that is assigned to a device connected to a computer network that uses the Internet Protocol for communication. IP addresses serve two main functions: network interface identification, and location addressing. Internet Protocol version 4 (IPv4) defines an IP address as a 32 bit number. IPv6 deployment has been ongoing since the mid 2000s. IP addresses are written and displayed in human readable notations, such as in IPv4, and in IPv6. The size of the routing prefix of the address is designated in CIDR notation by suffixing the address with the number of significant bits, e. g., , which is equivalent to the historically used subnet mask
The IP address space is managed globally by the Internet Assigned Numbers Authority (IANA), and by five regional Internet registries (RIRs) responsible in their designated territories for assignment to local Internet registries, such as Internet service providers (ISPs), and other end users. IPv4 addresses were distributed by IANA to the RIRs in blocks of approximately 16.8 million addresses each, but have been exhausted at the IANA level since 2011. Only one of the RIRs still has a supply for local assignments in Africa. Some IPv4 addresses are reserved for private networks and are not globally unique. Network administrators assign an IP address to each device connected to a network. Such assignments may be on a static (fixed or permanent) or dynamic basis, depending on network practices and software features. Some jurisidications consider IP addresses to be personal data.
Функция
IP-адрес выполняет две основные функции: он идентифицирует хост, или, точнее, его сетевой интерфейс, и определяет местоположение хоста в сети, обеспечивая тем самым возможность установления маршрута до него. Его роль можно охарактеризовать следующим образом: "Имя указывает, что мы ищем. Адрес указывает, где это находится. Маршрут указывает, как туда добраться".
Подсети
IP-сети могут быть разделены на подсети как в IPv4, так и в IPv6. Для этого IP-адрес рассматривается как состоящий из двух частей: префикса сети в старших битах и оставшихся битов, называемых разрядом остатка, идентификатором хоста или идентификатором интерфейса (в IPv6), используемых для нумерации хостов в сети. В некоторых случаях в технической документации адреса IPv4 могут быть представлены в различных шестнадцатеричных, восьмеричных или двоичных форматах.
История подсети
На ранних стадиях разработки интернет-протокола сетевой номер всегда представлял собой старший октет (восемь наиболее значащих битов). Поскольку этот метод позволял адресовать только 256 сетей, он быстро оказался недостаточным по мере развития дополнительных сетей, независимых от уже существующих сетей, которым был присвоен сетевой номер. В 1981 году спецификация адресации была пересмотрена с введением классовой сетевой архитектуры, разделенной на два блока с различными подразумеваемыми политиками. Адреса включают 40-битное псевдослучайное число, которое минимизирует риск коллизий адресов в случае объединения сайтов или неправильной маршрутизации пакетов. На ранних этапах для этой цели использовался другой блок, получивший название адресов локального сайта. Однако определение понятия "сайт" оставалось неясным, а плохо определенная политика адресации создавала неоднозначность при маршрутизации. Этот тип адресов был отменен и не должен использоваться в новых системах. Адреса, начинающиеся с , называются адресами локальной ссылки и назначаются интерфейсам для связи по подключенной ссылке. Операционная система автоматически генерирует эти адреса для каждого сетевого интерфейса, обеспечивая мгновенную и автоматическую связь между всеми хостами IPv6 в пределах одной ссылки. Эта функция используется в нижних уровнях администрирования сети IPv6, например, в протоколе обнаружения соседей (Neighbor Discovery Protocol). Частные и адреса локальной ссылки не могут маршрутизироваться в публичном интернете.
Присвоение IP-адреса
IP-адреса присваиваются хосту либо динамически при подключении к сети, либо постоянно посредством конфигурации аппаратного или программного обеспечения хоста. Постоянная конфигурация также известна как использование статического IP-адреса. В отличие от этого, если IP-адрес компьютера присваивается каждый раз при перезагрузке, это называется использованием динамического IP-адреса. Динамические IP-адреса присваиваются сетью с использованием протокола динамической конфигурации хоста (DHCP). DHCP является наиболее часто используемой технологией для назначения адресов, позволяющей избежать административной нагрузки, связанной с назначением конкретных статических адресов каждому устройству в сети. Он также позволяет устройствам совместно использовать ограниченное адресное пространство сети, если в определенный момент времени подключено лишь их часть. Как правило, динамическая конфигурация IP включена по умолчанию в современных настольных операционных системах. Адрес, присвоенный с помощью DHCP, связан с арендой и обычно имеет срок действия. Если аренда не продлена хостом до истечения срока действия, адрес может быть присвоен другому устройству. Некоторые реализации DHCP пытаются переназначить один и тот же IP-адрес хосту на основе его MAC-адреса при каждом подключении к сети. Сетевой администратор может настроить DHCP, выделяя конкретные IP-адреса на основе MAC-адреса. DHCP – не единственная технология, используемая для динамического назначения IP-адресов. Bootstrap Protocol – аналогичный протокол, являющийся предшественником DHCP. Dialup и некоторые широкополосные сети используют динамические адресные функции протокола Point-to-Point. Компьютеры и оборудование, используемое для сетевой инфраструктуры, такие как маршрутизаторы и почтовые серверы, обычно конфигурируются со статическими адресами. В отсутствие или при сбое статических или динамических конфигураций адресов, операционная система может назначить хосту локальный адрес канала связи, используя автоматическую конфигурацию адресов без сохранения состояния.
Вязкий динамический IP-адрес
"Стики" – это неформальный термин, используемый для описания динамически назначаемого IP-адреса, который редко изменяется. Например, IPv4-адреса обычно назначаются с помощью DHCP, и DHCP-сервер может использовать правила, максимизирующие вероятность назначения одного и того же адреса при каждом запросе клиента. В IPv6 делегирование префикса может быть организовано аналогичным образом, чтобы изменения происходили как можно реже. В типичной домашней или небольшой офисной сети только один маршрутизатор виден интернет-провайдеру (ISP), и ISP может стремиться предоставить максимально стабильную конфигурацию, то есть "стики". В локальной сети дома или предприятия локальный DHCP-сервер может быть настроен на предоставление "стиковых" конфигураций IPv4, а ISP может предоставить "стиковое" делегирование префикса IPv6, давая клиентам возможность использовать "стиковые" IPv6-адреса. "Стики" не следует путать со статическими адресами; "стиковые" конфигурации не имеют гарантии стабильности, в то время как статические конфигурации используются неограниченно долго и изменяются только намеренно.
Автоматическая конфигурация адреса
Адресный блок предназначен для специального использования в механизме автоматической настройки адресов локальной сети для сетей IPv4. В IPv6 каждый интерфейс, использующий статические или динамические адреса, также автоматически получает адрес локальной сети из этого блока. APIPA был развернут на миллионах устройств и де-факто стал отраслевым стандартом. В мае 2005 года IETF определил для него официальный стандарт.
Решение конфликтов
Конфликт IP-адресов возникает, когда два устройства в одной локальной физической или беспроводной сети используют один и тот же IP-адрес. Повторное назначение адреса обычно приводит к прекращению работы IP-функциональности одного или обоих устройств. Многие современные операционные системы уведомляют администратора о возникновении конфликта IP-адресов. Если IP-адреса назначаются разными людьми и системами, использующими различные методы, причиной конфликта может быть любая из них. Если одно из устройств, участвующих в конфликте, является шлюзом по умолчанию для доступа к сети за пределами локальной сети, это может повлиять на работу всех устройств в локальной сети.
Маршрутизация
IP-адреса классифицируются по нескольким классам рабочих характеристик: одноадресная, многоадресная, любая и широковещательная адресация.
Единый адрес
Наиболее распространенное представление об IP-адресе – это одноадресная (unicast) адресация, доступная как в IPv4, так и в IPv6. Обычно она относится к одному отправителю или одному получателю и может использоваться как для отправки, так и для приема данных. Как правило, одноадресный адрес связан с одним устройством или хостом, но устройство или хост может иметь несколько одноадресных адресов. Отправка одних и тех же данных на несколько одноадресных адресов требует от отправителя многократной отправки всех данных – по одному экземпляру для каждого получателя.
Распространение адресов
Трансляция (Broadcasting) – это метод адресации, доступный в IPv4, позволяющий адресовать данные всем возможным устройствам в сети за одну операцию передачи, как широковещательную рассылку. Все приемники перехватывают сетевой пакет. Специальный адрес используется для широковещательной рассылки в сети. Кроме того, существует более ограниченная направленная трансляция, использующая адрес хоста, состоящий из одних единиц, с префиксом сети. Например, адрес назначения, используемый для направленной трансляции устройствам в сети, – IPv6 не поддерживает адресацию трансляцией и заменяет её мультикастом на специально определенный мультикастный адрес всех узлов.
IPv6 does not implement broadcast addressing and replaces it with multicast to the specially defined all nodes multicast address.
Адресация многоканального вещания
Многоадресный адрес связан с группой заинтересованных получателей. В IPv4 адреса от 224.0.0.0 до 239.255.255.255 (бывшие адреса класса D) обозначаются как многоадресные адреса. IPv6 использует адресный блок с префиксом FF00::/8 для многоадресной рассылки. В любом случае, отправитель отправляет одну датаграмму со своего одноадресного адреса на многоадресный адрес группы, а промежуточные маршрутизаторы обеспечивают копирование и отправку данных всем заинтересованным получателям (подписавшимся на соответствующую многоадресную группу).
Любой адрес
Как и широковещание и многоадресная рассылка, anycast является топологией маршрутизации «один ко многим». Однако поток данных передается не всем получателям, а только тому, который маршрутизатор определяет как ближайший в сети. Anycast-адресация является встроенной функцией IPv6. В IPv4 anycast-адресация реализуется с использованием протокола BGP, применяя метрику кратчайшего пути для выбора пунктов назначения. Методы anycast полезны для глобальной балансировки нагрузки и широко используются в распределенных системах DNS.
Географическое расположение
Хост может использовать геолокацию для определения географического положения своего взаимодействующего партнера.
Общественный адрес
Публичный IP-адрес — это глобально маршрутизируемый одноадресный IP-адрес, то есть адрес, не зарезервированный для использования в частных сетях, таких как зарезервированные диапазоны, или различные форматы IPv6-адресов локальной или локальной для площадки области видимости, например, для адресации канала связи. Публичные IP-адреса могут использоваться для связи между хостами в глобальной сети Интернет. В домашней сети публичный IP-адрес — это IP-адрес, назначенный домашней сети интернет-провайдером. В этом случае он также виден локально при входе в конфигурацию маршрутизатора. Большинство публичных IP-адресов динамические и меняются довольно часто. Любой IP-адрес, который изменяется, называется динамическим. В домашних сетях интернет-провайдер обычно назначает динамический IP-адрес. Если интернет-провайдер предоставил домашней сети неизменный адрес, его с большей вероятностью будут злоупотреблять клиенты, размещающие веб-сайты дома, или хакеры, которые могут многократно пытаться использовать один и тот же IP-адрес, пока не взломают сеть. Устройство NAT сопоставляет различные IP-адреса в частной сети с различными номерами портов TCP или UDP в общедоступной сети. В домашних сетях функции NAT обычно реализуются в домашнем шлюзе. В этом сценарии компьютеры, подключенные к маршрутизатору, имеют частные IP-адреса, а маршрутизатор имеет публичный адрес на своем внешнем интерфейсе для связи с Интернетом. Внешне кажется, что внутренние компьютеры используют один публичный IP-адрес.
Закон
В марте 2024 года Верховный суд Канады постановил, что IP-адреса являются охраняемой частной информацией в соответствии с Канадской хартией прав и свобод, и для их получения полиции требуется ордер. Европейская комиссия рассматривает IP-адреса как персональные данные и защищает их в соответствии с Общим регламентом по защите данных.
Диагностические инструменты
Компьютерные операционные системы предоставляют различные диагностические инструменты для анализа сетевых интерфейсов и конфигурации адресов. Microsoft Windows предоставляет инструменты командной строки ipconfig и netsh, а пользователи Unix-подобных систем могут использовать утилиты ifconfig, netstat, route, lanstat, fstat и iproute2 для решения этой задачи.