Запишите 32-битный IP-адрес компьютера в виде четырех десятичных чисел без пробелов, разделенных точками

Обновлено: 02.07.2024

Каждый компьютер в сети имеет уникальный идентификатор. Точно так же, как вы бы адресовали письмо для отправки по почте, компьютеры используют уникальный идентификатор для отправки данных на определенные компьютеры в сети. Сегодня большинство сетей, включая все компьютеры в Интернете, используют протокол TCP/IP в качестве стандарта для обмена данными в сети. В протоколе TCP/IP уникальный идентификатор компьютера называется его IP-адресом.

Существует два стандарта IP-адресов: IP версии 4 (IPv4) и IP версии 6 (IPv6). Все компьютеры с IP-адресами имеют адрес IPv4, и большинство из них также используют новую систему адресов IPv6. Вот различия между двумя типами адресов:

IPv4 использует 32 двоичных бита для создания единого уникального адреса в сети. Адрес IPv4 выражается четырьмя числами, разделенными точками. Каждое число является десятичным (с основанием 10) представлением восьмизначного двоичного (с основанием 2) числа, также называемого октетом. Например: 216.27.61.137
IPv6 использует 128 двоичных битов для создания единого уникального адреса в сети. Адрес IPv6 выражается восемью группами шестнадцатеричных чисел (с основанием 16), разделенных двоеточиями, например 2001:cdba:0000:0000:0000:0000:3257:9652. Группы чисел, содержащие только нули, часто опускаются для экономии места, оставляя разделитель двоеточием для обозначения пробела (как в 2001:cdba::3257:9652).

На заре IPv4-адресации Интернет не был такой большой коммерческой сенсацией, как сегодня, и большинство сетей были частными и закрытыми от других сетей по всему миру. Когда Интернет взорвался, наличие всего 32 бит для идентификации уникального интернет-адреса вызвало опасения, что в ближайшее время у нас закончатся IP-адреса. В IPv4 существует 232 возможных комбинации, что дает чуть менее 4,3 миллиарда уникальных адресов. IPv6 увеличил это число до 2128 возможных адресов. Позже мы подробнее рассмотрим, как понять адреса IPv4 или IPv6 вашего компьютера.

Как ваш компьютер получает свой IP-адрес? IP-адрес может быть как динамическим, так и статическим. Статический адрес — это постоянно назначенный адрес. Статические IP-адреса, назначенные интернет-провайдерами, встречаются редко. Вы можете назначать статические IP-адреса устройствам в вашей локальной сети, но это может создать проблемы с сетью, если вы используете его без хорошего понимания TCP/IP. Динамические адреса являются наиболее распространенными. Они назначаются протоколом динамической конфигурации хоста (DHCP), службой, работающей в сети. DHCP обычно работает на сетевом оборудовании, таком как маршрутизаторы или выделенные серверы DHCP.

Динамические IP-адреса выдаются с использованием системы аренды, что означает, что IP-адрес активен только в течение ограниченного времени. Если срок аренды истекает, компьютер автоматически запросит новую аренду. Иногда это означает, что компьютер также получит новый IP-адрес, особенно если компьютер был отключен от сети между арендами. Этот процесс обычно прозрачен для пользователя, если компьютер не предупреждает о конфликте IP-адресов в сети (два компьютера с одинаковым IP-адресом). Конфликт адресов возникает редко, и современные технологии обычно устраняют проблему автоматически.

Далее давайте подробнее рассмотрим важные части IP-адреса и особую роль определенных адресов.

Ранее вы читали, что адреса IPv4 представляют собой четыре восьмизначных двоичных числа. Это означает, что каждое число может быть от 00000000 до 11111111 в двоичном формате или от 0 до 255 в десятичном формате (с основанием 10). Другими словами, от 0.0.0.0 до 255.255.255.255. Однако некоторые номера в этом диапазоне зарезервированы для определенных целей в сетях TCP/IP. Эти оговорки признаются органом по адресации TCP/IP, Управлением по присвоению номеров в Интернете (IANA). Четыре конкретных оговорки включают следующее:

0.0.0.0: представляет собой сеть по умолчанию, которая является абстрактной концепцией простого подключения к сети TCP/IP.
255.255.255.255: этот адрес зарезервирован для сетевых широковещательных рассылок или сообщений, которые должны отправляться на все компьютеры в сети.
127.0.0.1: это называется петлевым адресом, что означает способ идентификации вашего компьютера независимо от того, имеет ли он назначенный IP-адрес или нет.
От 169.254.0.1 до 169.254.255.254: это диапазон адресов автоматической частной IP-адресации (APIPA), который назначается автоматически, когда компьютеру не удается получить адрес от DHCP-сервера.

Другие резервирования IP-адресов предназначены для классов подсетей. Подсеть — это небольшая сеть компьютеров, подключенных к большей сети через маршрутизатор. Подсеть может иметь свою собственную систему адресов, чтобы компьютеры в одной подсети могли быстро обмениваться данными, не отправляя данные по большей сети. Маршрутизатор в сети TCP/IP, включая Интернет, настроен на распознавание одной или нескольких подсетей и соответствующую маршрутизацию сетевого трафика.Ниже приведены IP-адреса, зарезервированные для подсетей:

от 10.0.0.0 до 10.255.255.255: попадает в диапазон адресов класса A от 1.0.0.0 до 127.0.0.0, в котором первый бит равен 0.
от 172.16.0.0 до 172.31.255.255: это относится к диапазону адресов класса B от 128.0.0.0 до 191.255.0.0, в котором первые два бита равны 10.
от 192.168.0.0 до 192.168.255.255: относится к классу C от 192.0.0.0 до 223.255.255.0, в котором первые три бита равны 110.
Многоадресная рассылка (ранее называвшаяся классом D): первые четыре бита адреса равны 1110, а адреса варьируются от 224.0.0.0 до 239.255.255.255.
Зарезервировано для будущего/экспериментального использования (ранее называлось классом E): адреса с 240.0.0.0 по 254.255.255.254.

Первые три (в классах A, B и C) чаще всего используются при создании подсетей. Позже мы увидим, как подсеть использует эти адреса. IANA изложила конкретные варианты использования многоадресных адресов в документе RFC 5771 Инженерной группы Интернета (IETF). Однако она не определила цель или план на будущее для адресов класса E, поскольку зарезервировала блок в своем документе RFC 1112 от 1989 года. IPv6, в Интернете шли дебаты о том, следует ли IANA выпустить класс E для общего пользования.

Далее давайте посмотрим, как работают подсети, и выясним, у кого в Интернете есть эти незарезервированные IP-адреса.

В Windows найдите «cmd» (без кавычек) с помощью поиска Windows и нажмите Enter. В появившемся всплывающем окне введите «ipconfig» (без кавычек). Для Mac перейдите в «Системные настройки», выберите «Сеть», и вы должны увидеть это. Чтобы узнать IP-адреса мобильных телефонов, перейдите в «Настройки», затем «Wi-Fi» и перейдите в сеть, в которой вы находитесь. IP-адрес можно найти в разделе «Дополнительно» или «(i)» в зависимости от типа вашего телефона.

IP-адрес

Адрес — это структура данных, понятная сети, которая однозначно идентифицирует конечную точку получателя в сети.

Есть сходства с другими формами адреса: большинству людей знакома идея почтового адреса, который позволяет почтальону найти дом человека; процессор компьютера может использовать адрес памяти для уникальной идентификации местоположения в памяти.

Традиционный Интернет использует сетевой протокол IPv4. Это назначает адрес интерфейсам хоста (компьютерам или другим сетевым конечным точкам) и интерфейсам маршрутизатора. Адрес ecah представляет собой 32-битное число (4 байта). Адрес назначается таким образом, чтобы никакие две системы не имели одинаковый IP-адрес. Некоторые системы имеют более одного IP-адреса, и в этом случае они могут быть доступны по любому из их IP-адресов.

Каждый IP-адрес логически состоит из двух частей: сетевой части, которая идентифицирует номер IP-сети (часто охватывает набор систем в одном широковещательном домене локальной сети), и части хоста (которая идентифицирует хост в пределах определенного IP-адреса). сеть). Это метод плоского распределения, при котором номера хостов могут назначаться в порядке очереди или любым другим методом, и его можно автоматизировать, например, с помощью протокола динамической конфигурации хоста (DHCP).

Администраторы конкретной IP-сети могут свободно распределять адреса узлов в своей сети без согласования с другими администраторами в Интернете. Однако им не разрешено выделять адреса хостов, принадлежащие сетевому номеру, который им не был назначен. Если им требуются дополнительные адреса, они должны подать заявку на новый блок адресов (т. е. новый номер сети), который обычно не будет следовать за тем, что было назначено ранее. Эти сетевые номера можно приобрести в реестре.

Адреса IPv4 обычно записываются в формате, известном как "десятичное представление с точками". В этом формате каждый байт 4-байтового адреса выражается как десятичное (с основанием 10) число (т. е. от 0 до 255). Четыре десятичных числа разделены «точками» или «точками», как показано ниже:

Адрес IPv4 "129.7.1.10" соответствует шестнадцатеричному значению 0x8107010A.

IP-адрес может быть одноадресным (для определенной конечной системы), сетевым широковещательным (для всех систем в локальной сети) или многоадресным (для группы конечных систем). Сетевой широковещательный адрес задает в качестве пункта назначения сетевой адрес, а затем заполняет каждую позицию хостовой части адреса двоичной единицей.

Специальное значение «0.0.0.0» зарезервировано для неизвестного адреса. Он редко используется в качестве адреса пакета и обычно недействителен.

Сетевой адрес IPv4 идентифицируется как побитовое логическое И 32-битного адреса IPv4 с другой 32-битной величиной, сетевой маской. Все системы с одинаковым сетевым номером используют одну и ту же сетевую маску (иногда называемую «маской подсети»). Это значение часто узнают с помощью DHCP.

Маска подсети организована таким образом, что каждый бит с логической «1» указывает на бит в значении адреса, который является частью номера сети, а логический «0» — на каждый бит, который является частью хоста. количество.Сетевая маска может быть записана в виде десятичной записи с точками или в виде шестнадцатеричного числа.

например, 24-битный номер сети имеет сетевую маску, которая может быть записана как 255.255.255.0, что идентично 0xFFFFFF00.

Следовательно, IP-адрес 129.7.1.10 с маской сети 255.255.255.0 указывает на номер сети 129.7.1.0.

24-битный номер сети оставляет 8-битную часть хоста. Это сеть с пространством для 254 хостов. (Помните, что номер хоста «0» зарезервирован для самой сети, а адрес всего хоста зарезервирован для использования в качестве сетевого широковещательного адреса). Иногда сетевая маска представлена записью IP-адреса, за которым следует косая черта ('/') с количеством последовательных битов «1», используемых для формирования номера сети. Вышеупомянутая сетевая маска, таким образом, также может быть представлена как «/24» (т. е. 24 «1» перед «0»). Вот еще несколько примеров:

Последние две строки показывают одну и ту же сеть, разделенную двумя разными способами. Поскольку каждая сеть должна иметь одну сетевую маску, в любой момент времени можно использовать только один из двух разных способов. Кроме того, важно, чтобы все системы, подключенные к этой сети, имели одну и ту же сетевую маску для правильной работы, можете ли вы понять, почему?

Пример

Как получатель может определить, что это широковещательный IP-пакет подсети, если исходный IP-адрес был 192.168.10.2/24?

Адрес использует информацию об адресации для установки широковещательного адреса локальной подсети (все 1 в части узла сетевой маски). Все узлы в одной IP-сети используют общий широковещательный адрес подсети.

В этом случае маска равна 24b, то есть биты (32-24) составляют основную часть. Таким образом, широковещательный адрес подсети IPv4: 192.168.10.255.

Динамическая конфигурация хоста

Конфигурация с отслеживанием состояния позволяет DHCP-серверу назначать IP-адреса и маски подсети с использованием протокола динамической конфигурации хоста (DHCP).

DNS и сетевые имена

IP-адрес (интернет-протокол) — это числовая метка, назначаемая каждому устройству, подключенному к компьютерной сети, использующей для связи протокол IP. IP-адрес выступает в качестве идентификатора для определенного устройства в определенной сети. IP-адрес также называется IP-номером или интернет-адресом.

IP-адрес указывает технический формат схемы адресации и пакетов. Большинство сетей сочетают IP с TCP (протокол управления передачей). Это также позволяет установить виртуальное соединение между пунктом назначения и источником.

Теперь в этом руководстве по различиям IPv4 и IPv6 мы узнаем, что такое IPv4 и IPv6?

Что такое IPv4?

IPv4 — это версия IP, широко используемая для идентификации устройств в сети с помощью системы адресации. Это была первая версия IP, развернутая для производства в ARPANET в 1983 году. Она использует 32-битную схему адресов для хранения 2^32 адресов, что составляет более 4 миллиардов адресов. Он считается основным интернет-протоколом и передает 94 % интернет-трафика.

Что такое IPv6?

Специальная группа инженеров по Интернету инициировала его в начале 1994 года. Дизайн и разработка этого пакета теперь называются IPv6.

КЛЮЧЕВОЕ ОТЛИЧИЕ

Возможности IPv4

Ниже перечислены особенности IPv4:

Протокол без установления соединения
Разрешить создание простого виртуального уровня связи на различных устройствах
Требуется меньше памяти и легче запоминаются адреса.
Протокол уже поддерживается миллионами устройств
Предлагает видеотеки и конференции.

Возможности IPv6

Вот особенности IPv6:

Иерархическая инфраструктура адресации и маршрутизации
Конфигурация с отслеживанием и без отслеживания состояния
Поддержка качества обслуживания (QoS)
Идеальный протокол для взаимодействия с соседними узлами

Различия между адресами IPv4 и IPv6

Вот основное различие между IPv4 и IPv6:

td>

Основа различий	IPv4	IPv6
Размер IP-адреса	IPv4 — это 32-битный IP-адрес.	IPv6 — это 128-битный IP-адрес.
Метод адресации< /td>	IPv4 — это числовой адрес, двоичные биты которого разделены точкой (.)	IPv6 — это буквенно-цифровой адрес, двоичные биты которого разделены двоеточием (:). Он также содержит шестнадцатеричные числа.
Количество полей заголовка	12	8
Длина заголовка	20	40
Контрольная сумма	Имеет поля контрольной суммы	Не имеет полей контрольной суммы
Пример	12.244.233.165	2001:0db8:0000:0000: 0000:ff00:0042:7879
Тип адресов	Одноадресный, широковещательный и многоадресный.	Unicast, multicast и anycast.
Количество классов	IPv4 предлагает пять различных классов IP-адресов. Класс от A до E.	lPv6 позволяет хранить неограниченное количество IP-адресов.
Конфигурация	Вы должны настроить новый установленную систему, прежде чем она сможет взаимодействовать с другими системами.	В IPv6 конфигурация не является обязательной, в зависимости от необходимых функций.
Поддержка VLSM	IPv4 поддерживает VLSM (маска подсети переменной длины).	IPv6 не поддерживает VLSM.
Фрагментация	Фрагментация выполняется путем отправки и пересылки маршрутов.	Фрагментация выполняется отправителем.
Протокол информации о маршрутизации (RIP)	RIP — это протокол маршрутизации, поддерживаемый демоном routed.	RIP не поддерживает IPv6. Он использует статические маршруты.
Конфигурация сети	Сети необходимо настраивать либо вручную, либо с помощью DHCP. В IPv4 было несколько наложений, чтобы справиться с ростом Интернета, что требует дополнительных усилий по обслуживанию.	IPv6 поддерживает возможности автоконфигурации.
Лучшая функция	Широко распространенное использование устройств NAT (преобразование сетевых адресов), позволяющих использовать один адрес NAT, может маскировать тысячи немаршрутизируемых адресов, что делает достижимой сквозную целостность.	Это позволяет прямая адресация из-за обширного адресного пространства.
Маска адреса	Использование для назначенной сети из хостовой части.	Не используется.
SNMP	SNMP — это протокол, используемый для управления системой.	SNMP не поддерживает IPv6.
Мобильность и функциональная совместимость	Относительно ограниченные сетевые топологии, на которые перемещаются, ограничивают возможности мобильности и функциональной совместимости.	IPv6 обеспечивает функциональную совместимость и мобильность возможности, встроенные в сетевые устройства.
Безопасность	Sec надежность зависит от приложений — IPv4 не был разработан с учетом требований безопасности.	IPSec (безопасность интернет-протокола) встроен в протокол IPv6, и его можно использовать с надлежащей ключевой инфраструктурой.
Размер пакета	Размер пакета 576 байт, фрагментация необязательна	1208 байт без фрагментации
Фрагментация пакетов	Разрешается от маршрутизаторов и хостов-отправителей	Только хосты-отправители
Заголовок пакета	Не идентифицирует поток пакетов для обработки QoS, включая параметры контрольной суммы.	Заголовок пакета содержит поле метки потока, которое определяет поток пакетов для обработки QoS
записи DNS	Записи адресов (A), сопоставление имен хостов	Записи адресов (AAAA), сопоставление имен хостов
Конфигурация адресов	Вручную или через DHCP	Автоконфигурация адресов без сохранения состояния с использованием протокола управляющих сообщений Интернета версии 6 (ICMPv6) или DHCPv6
Разрешение IP-MAC	Широковещательный ARP	Запрос соседей по многоадресной рассылке
Управление группой локальной подсети	Internet Group Management Protocol GMP)	Обнаружение прослушивателя многоадресной рассылки (MLD)
Необязательные поля	Имеет необязательные поля< /td>	Не имеет необязательных полей. Но доступны заголовки расширения.
IPSec	Безопасность интернет-протокола (IPSec), касающаяся безопасности сети, не является обязательной	Безопасность интернет-протокола ( IPSec) Безопасность сети является обязательной
Сервер динамической конфигурации хоста	Клиенты имеют доступ к DHCS (серверу динамической конфигурации хоста) всякий раз, когда они хотят подключиться к сети .	Клиенту не нужно обращаться к какому-либо такому серверу, поскольку ему даются постоянные адреса.
Mapping	Использует ARP( Протокол разрешения адресов) для сопоставления с MAC-адресом	Использует NDP (протокол обнаружения соседей) для сопоставления с MAC-адресом
Совместимость с мобильными устройствами	Адрес IPv4 использует точечно-десятичное представление. Вот почему он не подходит для мобильных сетей.	Адрес IPv6 представлен в шестнадцатеричном формате, разделенном двоеточием. IPv6 лучше подходит для мобильных сетей.

IPv4 и IPv6 не могут взаимодействовать друг с другом, но могут существовать вместе в одной сети. Это известно как двойной стек.

Обзор

В чем разница между IPv4 и IPv6?

Оба IP-адреса используются для идентификации машин, подключенных к сети. В принципе, они почти похожи, но отличаются принципом работы.

Что лучше: IPv4 или IPv6?

IPv4 — это четвертая версия Интернет-протокола (IP), а IPv6 — самая последняя версия Интернет-протокола. Таким образом, IPv6 более совершенен, безопасен и быстрее по сравнению с IPv4.

Адреса IPv4 — это 32-битные числа, которые обычно отображаются в виде десятичных чисел с точками и состоят из двух основных частей: префикса сети и номера хоста. В приведенных ниже разделах описываются классовая адресация IPv4, десятичная запись с точками IPv4, подсети IPv4, маски подсети переменной длины IPv4, понимание IP версии 6, типы адресов IPv6 и их использование в шлюзе служб серии RX ОС Junos, а также настройка протокола IPv6 inet6. Семья.

Общие сведения об адресации IPv4

Адреса IPv4 – это 32-битные числа, которые обычно отображаются в десятичном формате с точками. 32-битный адрес состоит из двух основных частей: префикса сети и номера хоста.

Все хосты в одной сети используют один и тот же сетевой адрес. Каждый хост также имеет адрес, который однозначно идентифицирует его. В зависимости от масштаба сети и типа устройства адрес может быть глобально или локально уникальным. Устройства, которые видны пользователям за пределами сети (например, веб-серверы), должны иметь глобально уникальный IP-адрес. Устройства, видимые только внутри сети, должны иметь локальные уникальные IP-адреса.

IP-адреса назначаются центральным органом нумерации, который называется Управлением по присвоению номеров в Интернете (IANA). IANA обеспечивает глобальную уникальность адресов там, где это необходимо, и имеет большое адресное пространство, зарезервированное для использования устройствами, невидимыми за пределами их собственных сетей.

Эта тема содержит следующие разделы:

Классовая адресация IPv4

Чтобы обеспечить гибкость в отношении количества адресов, распределяемых по сетям разного размера, 4-октетные (32-разрядные) IP-адреса изначально были разделены на три разные категории или классы: класс A, класс B и класс C. Каждый адрес класс указывает другое количество битов для префикса сети и номера хоста:

Адреса класса A используют только первый байт (октет) для указания префикса сети, оставляя 3 байта для определения отдельных номеров хостов.

В адресах класса B первые 2 байта используются для указания префикса сети, а оставшиеся 2 байта используются для определения адресов узлов.

Адреса класса C используют первые 3 байта для указания префикса сети, оставляя только последний байт для идентификации хостов.

В двоичном формате, где x представляет каждый бит в номере хоста, три класса адресов могут быть представлены следующим образом:

Поскольку каждый бит ( x ) в номере хоста может иметь значение 0 или 1, каждый из них представляет собой степень числа 2. Например, если для указания номера хоста доступны только 3 бита, возможны только следующие номера хостов. :

В каждом классе IP-адресов количество битов номера хоста, возведенное в степень 2, указывает, сколько номеров хостов можно создать для определенного сетевого префикса. Адреса класса A имеют 2 24 (или 16 777 216) возможных номеров узлов, адреса класса B имеют 2 16 (или 65 536) номеров узлов, а адреса класса C имеют 2 8 (или 256) возможных номеров узлов.

Десятичная запись IPv4 с точками

32-битные IPv4-адреса чаще всего записываются в десятичном формате с точками, в котором каждый октет (или байт) рассматривается как отдельное число. В пределах октета самый правый бит представляет 2 0 (или 1), увеличиваясь влево до тех пор, пока первый бит в октете не станет 2 7 (или 128). Ниже приведены IP-адреса в двоичном формате и их десятичные эквиваленты с точками:

Подсети IPv4

Из-за физических и архитектурных ограничений размера сетей вам часто приходится разбивать большие сети на более мелкие подсети. Внутри сети для каждого провода или кольца требуется собственный номер сети и идентифицирующий адрес подсети.

На рис. 1 показаны две подсети в сети.

На рис. 1 показаны три устройства, подключенные к одной подсети, и еще три устройства, подключенные ко второй подсети. В совокупности шесть устройств и две подсети составляют большую сеть. В этом примере сети назначается сетевой префикс 192.14.0.0, адрес класса C. Каждое устройство имеет IP-адрес, соответствующий этому сетевому префиксу.

В дополнение к общему сетевому префиксу (первые два октета) устройства в каждой подсети имеют общий третий октет. Третий октет идентифицирует подсеть. Все устройства в подсети должны иметь один и тот же адрес подсети. В этом случае альфа-подсеть имеет IP-адрес 192.14.126.0, а бета-подсеть — 192.14.17.0 .

Адрес подсети 192.14.17.0 может быть представлен в двоичной записи следующим образом:

Поскольку первые 24 бита в 32-битном адресе определяют подсеть, последние 8 бит не имеют значения. Для указания подсети адрес записывается как 192.14.17.0/24 (или просто 192.14.17/24). /24 — это маска подсети (иногда отображается как 255.255.255.0).

Маски подсети IPv4 переменной длины

Традиционно подсети делились по классам адресов. Подсети имели 8, 16 или 24 значащих бита, что соответствовало 2 24 , 2 16 или 2 8 возможным хостам.В результате для сети, требующей всего 400 адресов, пришлось выделить всю подсеть /16, что привело к потере 65 136 (2·16 – 400 = 65 136) адресов.

Для более эффективного распределения адресных пространств были введены маски подсети переменной длины (VLSM). Используя VLSM, сетевые архитекторы могут более точно выделять количество адресов, необходимое для конкретной подсети.

Например, предположим, что сеть с префиксом 192.14.17/24 разделена на две меньшие подсети, одна из которых состоит из 18 устройств, а другая — из 46.

Для размещения 18 устройств в первой подсети должно быть 2 5 (32) номера хостов. Если 5 бит назначены номеру хоста, остается 27 бит 32-битного адреса для подсети. Таким образом, IP-адрес первой подсети равен 192.14.17.128/27 или в двоичном представлении выглядит следующим образом:

Маска подсети включает 27 значащих цифр.

Чтобы создать вторую подсеть из 46 устройств, в сети должно быть 2 6 (64) номеров хостов. IP-адрес второй подсети: 192.14.17.64/26 или

Назначая биты адреса в большей маске подсети /24, вы создаете две меньшие подсети, которые более эффективно используют выделенное адресное пространство.

Понимание адресного пространства IPv6, адресации, формата адреса и типов адресов

Знакомство с IP версии 6 (IPv6)

Непрерывный стремительный рост Интернета и необходимость предоставления IP-адресов для его размещения — для поддержки растущего числа новых пользователей, компьютерных сетей, устройств с выходом в Интернет, а также новых и улучшенных приложений для совместной работы и общения — обостряют неожиданное использование нового IP-протокола. IPv6 с его надежной архитектурой был разработан для удовлетворения этих текущих и ожидаемых в ближайшем будущем требований.

IP версии 4 (IPv4) сегодня широко используется во всем мире для Интернета, интрасетей и частных сетей. IPv6 основывается на функциональности и структуре IPv4 следующим образом:

Предоставляет упрощенный и расширенный заголовок пакета для более эффективной маршрутизации.

Улучшена поддержка мобильных телефонов и других мобильных вычислительных устройств.

Применяет повышенную обязательную безопасность данных с помощью IPsec (который изначально был разработан для этого).

Обеспечивает расширенную поддержку качества обслуживания (QoS).

Адреса IPv6 состоят из 128 бит вместо 32 бит и включают поле области действия, определяющее тип приложения, подходящего для адреса. IPv6 не поддерживает широковещательные адреса, а вместо этого использует многоадресные адреса для широковещательной рассылки. Кроме того, IPv6 определяет новый тип адресов, который называется произвольным.

Понимание типов адресов IPv6 и того, как ОС Junos для шлюза служб серии SRX их использует

IP версии 6 (IPv6) включает следующие типы адресов:

Адрес индивидуальной рассылки указывает идентификатор для одного интерфейса, на который доставляются пакеты. Предполагается, что в IPv6 подавляющее большинство интернет-трафика будет одноадресным, и именно по этой причине самый большой назначенный блок адресного пространства IPv6 предназначен для одноадресной адресации. Одноадресные адреса включают в себя все адреса, кроме loopback, multicast, link-local-unicast и unspecified.

Для устройств серии SRX модуль потока поддерживает следующие типы одноадресных пакетов IPv6:

Проходной одноадресный трафик, включая трафик от и к виртуальным маршрутизаторам. Устройство передает сквозной трафик в соответствии со своей таблицей маршрутизации.

Входящий трафик хоста от и к устройствам, напрямую подключенным к интерфейсам серии SRX. Например, входящий трафик хоста включает журналирование, протокол маршрутизации и типы управления трафиком. Модуль потока отправляет эти одноадресные пакеты механизму маршрутизации и получает их от него. Трафик обрабатывается модулем маршрутизации, а не модулем потока, на основе протоколов маршрутизации, определенных для модуля маршрутизации.

Модуль потока поддерживает все протоколы маршрутизации и управления, работающие в механизме маршрутизации. Некоторые примеры: OSPFv3, RIPng, TELNET и SSH.

Адрес многоадресной рассылки указывает идентификатор набора интерфейсов, которые обычно принадлежат разным узлам. Он идентифицируется значением 0xFF. Многоадресные адреса IPv6 отличаются от одноадресных адресов значением старшего октета адреса.

Устройства поддерживают только входящий и исходящий многоадресный трафик хоста. Входящий трафик хоста включает журналы, протоколы маршрутизации, трафик управления и т. д.

Адрес произвольной рассылки указывает идентификатор для набора интерфейсов, которые обычно принадлежат разным узлам. Пакет с произвольным адресом доставляется ближайшему узлу в соответствии с правилами протокола маршрутизации.

Между произвольными и одноадресными адресами нет никакой разницы, за исключением адреса подсети-маршрутизатора. Для адреса произвольной подсети-маршрутизатора младшие биты, обычно 64 или более, равны нулю. Адреса произвольной рассылки берутся из адресного пространства одноадресной рассылки.

Модуль потока обрабатывает произвольные пакеты так же, как и одноадресные. Если для устройства предназначен пакет произвольной рассылки, он обрабатывается как входящий трафик хоста и доставляется в стек протоколов, который продолжает его обработку.

Область адресов IPv6

Одноадресные и многоадресные IPv6-адреса поддерживают область адресов, которая идентифицирует приложение, подходящее для адреса.

Адреса одноадресной рассылки поддерживают глобальную область адресов и два типа области локальных адресов:

Локальные одноадресные адреса канала — используются только в одном сетевом канале. Первые 10 бит префикса идентифицируют адрес как локальный адрес канала. Адреса, локальные для ссылки, нельзя использовать вне ссылки.

Локальные индивидуальные адреса сайта — используются только на сайте или в интрасети. Сайт состоит из нескольких сетевых ссылок. Локальные адреса сайта идентифицируют узлы внутри интрасети и не могут использоваться за пределами сайта.

Многоадресные адреса поддерживают 16 различных типов области адресов, включая узел, ссылку, сайт, организацию и глобальную область. 4-битное поле в префиксе определяет область действия адреса.

Структура IPv6-адреса

Адреса одноадресной рассылки идентифицируют один интерфейс. Каждый индивидуальный адрес состоит из n бит для префикса и 128 – n бит для идентификатора интерфейса.

Многоадресные адреса определяют набор интерфейсов. Каждый многоадресный адрес состоит из первых 8 бит всех единиц, 4-битного поля флагов, 4-битного поля области действия и 112-битного идентификатора группы:

Первый октет из единиц идентифицирует адрес как многоадресный. Поле флагов определяет, является ли групповой адрес общеизвестным адресом или временным групповым адресом. Поле области действия определяет область действия многоадресного адреса. 112-битный идентификатор группы идентифицирует группу многоадресной рассылки.

Подобно многоадресным адресам, произвольные адреса идентифицируют набор интерфейсов. Однако пакеты отправляются только на один из интерфейсов, а не на все интерфейсы. Адреса произвольной рассылки выделяются из обычного адресного пространства индивидуальной рассылки и не могут быть отличимы от адреса индивидуальной рассылки по формату. Следовательно, каждый член группы произвольной рассылки должен быть настроен на распознавание определенных адресов как адресов произвольной рассылки.

Понимание адресного пространства IPv6, адресации и типов адресов

Адресация — это область, в которой существует большинство различий между IP версии 4 (IPv4) и IPv6, но изменения в основном касаются способов реализации и использования адресов. IPv6 имеет гораздо большее адресное пространство, чем надвигающееся исчерпание адресного пространства IPv4. IPv6 увеличивает размер IP-адреса с 32 бит, составляющих адрес IPv4, до 128 бит. Каждый дополнительный бит, присвоенный адресу, удваивает размер адресного пространства.

IPv4 был расширен с использованием таких методов, как трансляция сетевых адресов (NAT), которая позволяет представлять диапазоны частных адресов одним общедоступным адресом, а также временное назначение адресов. Несмотря на свою полезность, эти методы не соответствуют требованиям новых приложений и сред, таких как новейшие беспроводные технологии, постоянно включенные среды и потребительские устройства, подключенные к Интернету.

Помимо увеличенного адресного пространства, адреса IPv6 отличаются от адресов IPv4 следующими особенностями:

Включает поле области действия, определяющее тип приложения, к которому относится адрес

Не поддерживает широковещательные адреса, вместо этого использует многоадресные адреса для широковещательной передачи пакета

Определяет новый тип адреса, называемый произвольным адресом

Знакомство с форматом адреса IPv6

Все адреса IPv6 имеют длину 128 бит и записываются в виде 8 разделов по 16 бит каждый. Они выражаются в шестнадцатеричном представлении, поэтому разделы варьируются от 0 до FFFF. Разделы разделяются двоеточиями, начальные нули в каждом разделе могут быть опущены. Если в двух или более последовательных разделах все нули, их можно свернуть в двойное двоеточие.

Адреса IPv6 состоят из 8 групп 16-битных шестнадцатеричных значений, разделенных двоеточиями (:). Адреса IPv6 имеют следующий формат:

Каждый aaaa представляет собой 16-битное шестнадцатеричное значение, а каждый a — 4-битное шестнадцатеричное значение. Ниже приведен пример адреса IPv6:

Вы можете опустить ведущие нули каждой 16-битной группы следующим образом:

Вы можете сжать 16-битные группы нулей до двойных двоеточий (::), как показано в следующем примере, но только один раз для каждого адреса:

Префикс адреса IPv6 представляет собой комбинацию префикса IPv6 (адреса) и длины префикса. Префикс принимает вид ipv6-префикс/префикс-длина и представляет собой блок адресного пространства (или сеть). Переменная ipv6-prefix соответствует общим правилам адресации IPv6. Переменная длины префикса представляет собой десятичное значение, указывающее количество смежных битов более высокого порядка в адресе, которые составляют сетевую часть адреса. Например, 10FA:6604:8136:6502::/64 — это возможный префикс IPv6 со сжатыми нулями.Префикс сайта IPv6-адреса 10FA:6604:8136:6502::/64 содержится в самых левых 64 битах, 10FA:6604:8136:6502.

Дополнительную информацию о текстовом представлении адресов и префиксов адресов IPv6 см. в RFC 4291, Архитектура IP-адресации версии 6.

Ограничения

Устройства SRX300, SRX320, SRX340, SRX345, SRX380 и SRX550HM имеют следующие ограничения:

Изменения в AS-источнике и AS-получателе не сразу отражаются в экспортируемых потоках.

Трафик IPv6, проходящий через туннель IP-over-IP на основе IPv4 (например, IPv6-over-IPv4 с использованием интерфейса ip-x/x/x), не поддерживается.

Читайте также: