Struktura i klasy adresu IP

Adres IP

Adres IP jest 32-bitową sekwencją zer i jedynek. W celu ułatwienia korzystania z adresów IP zwykle zapisuje się je w postaci czterech liczb dziesiętnych oddzielonych kropkami. Na przykład adres IP 192.168.0.1 zapisany w systemie dwójkowym ma postać 11000000.10101000.00000000.00000001. Każda część adresu jest nazywana oktetem, ponieważ składa się z ośmiu cyfr w systemie dwójkowym. Notacja dziesiętna kropkowa jest łatwiejsza do zrozumienia w porównaniu do zapisu dwójkowego. Pomaga ona uniknąć wielu pomyłek, które powstałyby w wypadku użycia jedynie liczb dwójkowych.

11111111 – najwyższa liczba mogąca być użyta w adresie IP (255)

00000000 – najniższa liczba mogąca być użyta w adresie IP (0)

Klasy adresów IP

Aby dostosować się do potrzeb sieci o różnych rozmiarach oraz ułatwić ich klasyfikowanie, adresy IP zostały podzielone na grupy zwane klasami. Podział ten jest nazywany adresowaniem klasowym. Każdy pełny 32-bitowy adres IP można podzielić na część identyfikującą sieć i część identyfikującą hosta. Bit lub zestaw bitów na początku każdego adresu określa jego klasę. Istnieje pięć klas adresów IP.

Klasa A

Pierwszy bit adresu klasy A jest zawsze równy 0. W takim przypadku najmniejsza możliwa do przedstawienia liczba to 00000000, czyli 0 dziesiętnie, a największa to 01111111, czyli 127 dziesiętnie. Liczby 0 i 127 są zarezerwowane i nie można ich używać jako adresów sieci. Każdy adres, którego pierwszy oktet ma wartość z przedziału od 1 do 126, jest adresem klasy A. W sieci tej klasy można zaadresować ponad 16 milionów hostów.

Pętla zwrotna (loopback)

Adres sieciowy 127.0.0.0 jest zarezerwowany na potrzeby testowania pętli zwrotnej. Routery lub inne urządzenia mogą używać tego adresu do wysyłania pakietów do samych siebie. Tak, więc liczby tej nie można przypisać żadnej sieci.

Klasa B

Pierwsze dwa bity pierwszego oktetu adresu klasy B są zawsze równe 10. Pozostałe sześć bitów może zawierać jedynki lub zera. Tak, więc najmniejszą liczbą, która może reprezentować adres klasy B, jest 10000000, czyli 128 dziesiętnie, a największą — 10111111, czyli 191 dziesiętnie. Każdy adres, którego pierwszy oktet ma wartość z przedziału od 128 do 191, jest adresem klasy B.

Klasa C

Spośród wszystkich klas adresów najczęściej wykorzystywana jest klasa C. Ta przestrzeń adresowa została przeznaczona dla małych sieci, zawierających maksymalnie 254 hosty. Adres klasy C zaczyna się od dwójkowej wartości 110. Tak, więc najmniejszą możliwą do przedstawienia liczbą jest 11000000, czyli 192 dziesiętnie, a największą — 11011111, czyli 223 dziesiętnie. Adres zawierający w pierwszym oktecie wartość z przedziału od 192 do 223 jest adresem klasy C.

Klasa D

Została utworzona w celu umożliwienia rozsyłania grupowego przy użyciu adresów IP (multiemisji). Pierwsze cztery bity adresu klasy D muszą być równe 1110. Tak, więc w przypadku adresów klasy D wartość pierwszego oktetu należy do zakresu od 11100000 do 11101111, czyli od 224 do 239 dziesiętnie. Adres IP zawierający w pierwszym oktecie wartości z przedziału od 224 do 239 jest adresem klasy D.

Klasa E

Zdefiniowano także klasę E adresów IP. Adresy te zostały jednak zarezerwowane przez Internet Engineering Task Force (IETF) na potrzeby badawcze. Tak więc nie oddano do publicznego użytku żadnych adresów klasy E. Pierwsze cztery bity każdego adresu klasy E mają zawsze wartość 1. Tak więc pierwszy oktet dla adresów klasy E może przyjmować wartości od 11110000 do 11111111, czyli od 240 do 255 dziesiętnie.

Adres sieci i adres rozgłoszeniowy

Niektóre adresy hostów są zarezerwowane i nie można ich przypisać urządzeniom w sieci. Te zarezerwowane adresy hostów to:

Adres sieci: używany do identyfikowania samej sieci.

Adres rozgłoszeniowy: używany do rozsyłania pakietów do wszystkich urządzeń w sieci.

Adres IP, którego część identyfikująca hosta zawiera same zera, jest zarezerwowany jako adres sieci. Aby wysłać dane do wszystkich urządzeń w sieci, potrzebny jest adres rozgłoszeniowy. Rozgłaszanie to rozsyłanie danych do wszystkich urządzeń w sieci. Adresy rozgłoszeniowe mają część identyfikującą hosta wypełnioną jedynkami (przy zapisie adresu w systemie dwójkowym).

Przykład:

192.168.0.0 – adres sieci

11000000.10101000.00000000.00000000

192.168.0.255- adres rozgłoszeniowy

11000000.10101000.00000000.11111111

Prywatne adresy

Mogą być one wykorzystane tylko w sieciach lokalnych.

10.0.0.0 - 10.255.255.255 - dla sieci prywatnych klasy A

172.16.0.0 - 172.31.255.255 - dla sieci prywatnych klasy B

192.168.0.0 - 192.168.255.255 - dla sieci prywatnych klasy C

Adresy te są niewidoczne w Internecie.

Podłączenie do Internetu sieci używającej adresów prywatnych wymaga translacji adresów prywatnych na adresy publiczne. Proces translacji jest określany jako translacja adresów sieciowych NAT (Network Address Translation). Zwykle proces translacji NAT jest wykonywany przez router.