Шта је ИПв4 адреса?

by
Tweet
Share
Share
Pin

Razumevanje IPv4 adresa: Vodič kroz osnove, prednosti i mane

IPv4 predstavlja prvu verziju Internet protokola, koju je iniciralo Ministarstvo odbrane Sjedinjenih Američkih Država unutar svoje mreže ARPANET (Advanced Research Projects Agency Network). Jedna od ključnih osobina IPv4 jeste njegova sposobnost generisanja milijardi IP adresa. S obzirom na to da je IPv4 uveden još 1983. godine, suočavamo se sa iscrpljivanjem dostupnih IP adresa, posebno sa sve većom pojavom IoT (Internet of Things) uređaja. U ovom tekstu, osim definicije IPv4 adrese, istražićemo i njene prednosti i nedostatke.

Šta je IPv4 adresa?

IPv4 je, kao što smo već pomenuli, prva verzija Internet protokola. Koristi 32-bitni adresni prostor i najčešće je korišćena IP adresa. Ova adresa, sa 32 bita, zapisuje se u obliku četiri broja razdvojena tačkama. Svaki od ovih brojeva se naziva oktet. Vrednosti u svakom oktetu se kreću od 0 do 255. IPv4 je sposoban da kreira oko 4,3 milijarde jedinstvenih IP adresa. Primer IPv4 adrese je 192.168.1.100. Dalje u tekstu ćemo videti kako se IPv4 adresa može prevesti u binarni kod korišćenjem metode konverzije IPv4 u binarni oblik.

Struktura IPv4 adrese

IP adresa se sastoji od tri osnovna dela:

  • Mreža: Ovaj segment IP adrese određuje kojoj mreži data IP adresa pripada. Levi deo IP adrese se naziva mrežni deo.

  • Host: Host deo IP adrese se razlikuje od jednog uređaja do drugog kako bi se jedinstveno identifikovao uređaj na internetu. Mrežni deo je identičan za sve hostove unutar iste mreže.

Na primer, za IP adresu 192.168.1.100, mrežni i host delovi bi bili:

192
168
1
100
Mrežni deo
Host deo

  • Broj podmreže: Ovo je opcioni deo IP adrese, koji omogućava podelu IP adrese na manje segmente. Pomaže u međusobnom povezivanju mreža i smanjuje opterećenje mrežnog saobraćaja.

Konverzija IPv4 adrese u binarni kod

Iako mi koristimo IPv4 adrese u 32-bitnom numeričkom formatu, računari i mrežni uređaji koriste binarni jezik. Pogledajmo kako se IP adresa prevodi u binarni jezik koristeći konverter IPv4 u binarni. Kao što smo ranije pomenuli, svaki oktet sastoji se od bitova, a svaki bit ima svoju numeričku vrednost. Sada ćemo demonstrirati korišćenje 8-bitnog oktetnog grafikona, koji prikazuje vrednost svakog bita.

Za primer uzmimo IP adresu 192.168.1.100, koju ćemo prevesti u binarni oblik. Svaki bit u oktetu je ili 1 ili 0. Prvi oktet je broj 192. Potrebno je pronaći kombinaciju brojeva iz oktetne tabele koji daju zbir 192. Brojevi koji zbirno daju 192 su 128+64. Stoga, broj koji učestvuje u zbiru je predstavljen sa 1, dok su ostali brojevi predstavljeni nulom.

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

Dakle, binarni broj za 192 je 11000000. Sličan proces se primenjuje na svaki oktet.

128
64
32
16
8
4
2
1
168
1
0
1
0
1
0
0
0
1
0
0
0
0
0
1
1
0
100
0
1
1
0
0
1
0
0

Stoga, binarni oblik IP adrese 192.168.1.100 je 11000000.10101000.00000001.01100100

IPv4 i OSI model

Međunarodna organizacija za standarde (ISO) je razvila OSI (Open Systems Interconnection) model za komunikacione sisteme. Ovaj model se sastoji od slojeva koji objašnjavaju kako sistem treba da komunicira sa drugim koristeći različite protokole. Svaki sloj ima svoju ključnu ulogu u komunikacionom procesu. OSI model se sastoji od sledećih slojeva:

  • Aplikacioni sloj (Sloj 7): Ovo je sloj koji je najbliži korisniku. Njegova osnovna funkcija je da prihvata i prikazuje podatke od i ka korisniku. Ovaj sloj pomaže u uspostavljanju komunikacije sa aplikacijom na drugom kraju putem nižih slojeva. Primeri su Telnet i FTP.

  • Prezentacioni sloj (Sloj 6): Ovaj sloj je zadužen za obradu podataka. Obrada obuhvata konvertovanje podataka iz formata aplikacije u mrežni format i obrnuto. Takođe, obuhvata i enkripciju i dekripciju podataka.

  • Sesijski sloj (Sloj 5): Ovaj sloj se aktivira kada dva računara treba da ostvare komunikaciju. Sesije se kreiraju kada je potrebno odgovoriti od strane korisnika. Ovaj sloj je odgovoran za uspostavljanje, koordinaciju i završetak sesije, poput provere lozinke.

  • Transportni sloj (Sloj 4): Transportni sloj obezbeđuje sve aspekte prenosa podataka između mreža, uključujući količinu, brzinu i odredište podataka. TCP/IP i UDP funkcionišu u ovom sloju. On preuzima podatke iz viših slojeva, deli ih na manje segmente i prosleđuje mrežnom sloju.

  • Mrežni sloj (Sloj 3): Ovaj sloj je odgovoran za usmeravanje paketa podataka ili segmenata ka njihovom odredištu. Odgovoran je za izbor optimalnog puta za prenos podataka.

  • Sloj veze podataka (Sloj 2): Ovaj sloj je zadužen za prenos podataka sa fizičkog sloja na ostale slojeve. Takođe je odgovoran za detekciju i ispravljanje grešaka koje se javljaju tokom prenosa.

  • Fizički sloj (Sloj 1): Fizički sloj je najniži sloj u OSI modelu. Obuhvata hardverske komponente i komunikacionu infrastrukturu, poput kablova, konektora, napona itd.

Struktura IPv4 paketa

IPv4 paket se sastoji iz dva dela: zaglavlja i podataka. Maksimalna veličina paketa je 65.535 bajtova. Dužina IP zaglavlja varira od 20 do 60 bajtova. Zaglavlje sadrži odredišnu i izvorišnu adresu, kao i ostale informacije neophodne za dostavljanje paketa do odredišta.

IPv4 zaglavlje

IPv4 zaglavlje se sastoji od 13 obaveznih polja. Detaljnije ćemo opisati svako od njih:

  • Verzija: Ovo je 4-bitno polje koje označava verziju IP protokola, u ovom slučaju IPv4.

  • Dužina internet zaglavlja (IHL): Ovo polje određuje dužinu celog IP zaglavlja.

  • Tip usluge: Ovo polje daje informacije o prioritetu paketa tokom prenosa.

  • Ukupna dužina: Ovo polje određuje ukupnu dužinu IP paketa, koja se kreće od 20 do 65.535 bajtova.

  • Identifikacija: Polje identifikacije se koristi za identifikaciju različitih delova fragmentiranih paketa.

  • ECN: (Explicit Congestion Notification) Ovo polje služi za praćenje preopterećenja na putu prenosa paketa.

  • Zastavice: Ovo je 3-bitno polje koje određuje da li je potrebno fragmentirati IP paket.

  • Odstupanje fragmenta: Ovo 13-bitno polje omogućava uređivanje redosleda fragmentiranih podataka unutar paketa.

  • Vreme života (TTL): Ovo polje služi za sprečavanje zaglavljivanja paketa u mreži. Vrednost ovog polja se smanjuje za jedan prilikom prolaska paketa kroz svaki ruter. Kada vrednost postane nula, paket se odbacuje.

  • Protokol: Ovo 8-bitno polje identifikuje protokol višeg sloja kojem paket pripada.

  • Kontrolna suma zaglavlja: Ovo polje služi za detekciju grešaka u zaglavljima i primljenim paketima.

  • Izvorna IP adresa: Ovo 32-bitno polje sadrži IPv4 adresu pošiljaoca.

  • Odredišna IP adresa: Ovo je 32-bitno polje koje sadrži IPv4 adresu primaoca.

  • Opcije: Ovo polje se koristi kada je dužina IHL veća od 5.

Sada ćemo se osvrnuti na karakteristike IPv4 protokola i njegove prednosti i nedostatke.

Karakteristike IPv4

Sledi pregled karakteristika IPv4 protokola:

  • IPv4 koristi 32-bitne IP adrese.
  • Brojevi u adresi su razdvojeni tačkama.
  • Sadrži unicast, multicast i broadcast adrese.
  • IPv4 struktura sadrži dvanaest polja zaglavlja.
  • IPv4 podržava VLSM (Variable Length Subnet Mask).
  • Koristi ARP (Address Resolution Protocol) za mapiranje na MAC adresu.
  • Mreže se konfigurišu pomoću DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) ili ručno.

Prednosti i nedostaci IPv4

Pogledajmo prednosti i nedostatke IPv4:

Prednosti IPv4

  • Dodela i kompatibilnost IPv4 mreža su na visokom nivou.
  • Ima efikasnu uslugu rutiranja.
  • IPv4 adrese pružaju efikasno kodiranje.
  • Može lako da poveže više uređaja preko mreže.
  • Efikasan je način komunikacije, pogotovo u multicast organizaciji.

Nedostaci IPv4

  • IPv4 adrese su na ivici iscrpljenosti.
  • Upravljanje IPv4 sistemom je kompleksno i sporo.
  • Obezbeđuje neefikasno i nedovoljno rutiranje interneta.
  • Njegova bezbednosna funkcija je opcionalna.

Ovo su bile prednosti i nedostaci IPv4 protokola.

***

Uprkos razvoju naprednije verzije IPv6, IPv4 je i dalje u upotrebi zbog svoje kompatibilnosti. Nadamo se da je ovaj članak bio koristan za razumevanje IPv4 adresa. Ukoliko imate dodatnih pitanja, ostavite komentar.