پروتکل IPV4 یا پروتکل اینترنت نسخه 4

پروتکل IPV4 یا پروتکل اینترنت نسخه ۴ نوعی دیگر از پروتکل های اینترنت میباشد که از ویژگی های این پروتکل IPV4 این است که برای شبکه های مختلف آدرس دهی انجام می دهد و تقسیم بندی کردن شبکه های اصلی به شبکه های فرعی از دیگر خصوصیات پروتکل IPV4 میباشد ، که در این تقسیم بندی شبکه ها هر کدام از زیر شبکه ها تعدادی میزبان تعریف شده را فراهم می کند.

آدرس IP  یک شناسه 32 بیتی است که اگر به صورت دسیمال نوشته شود،شامل 4 عدد است که با DOT (.) از هم جدا شده و هر کدام بین 0 تا 255 می تواند مقدار بگیرد.

NetID&HostID       

 هر IP از دو بخش تشکیل شده است:        

NetID :  تعداد بیتی از سمت چپ که نمایانگر شبکه ای است که IP به آن تعلق دارد.

HostID : تعداد بیتی در ادامه NetID است که مشخص کننده یک کلاینت است .

همیشه هر IP به همراه مقداری دیگر مطرح می شود تا تعداد بیت  NetIDوHostID را مشخص کند.(در واقع هدف پیدا کردن روشی برای اینکه به سیستم بفهمانیم که چند بیت NetID و چند بیت HostID باشد)

برای نمایش این تعداد بیت دو روش وجود دارد :

1. روش اول CIDR
2. روش دوم Subnetmask

مثال : فرض کنید به شما گفته شده در ip : 192.168.1.10  تعداد بیت NetID   24 تا می باشد.

1. : استفاده از / بعد از ip و نوشتن تعداد بیت NetID            192.168.1.10 / 24
2. Subnetmask  : عددی در فرمت IP (چهار قسمت هشت بیتی که با Dot از هم  جدا می شوند) که به صورت زیر محاسبه می شود:

به تعداد بیت های NetID  از سمت چپ عدد یک قرار بده                                                    11111111.11111111.11111111.00000000

به تعداد بیت های HostID در ادامه عدد صفر قرار بده.

نتیجه را به مبنای 10 ببر.

پاسخ:255.255.255.0                                                                                                                                                                                    

تمرین :

کلاس های IP

برای اینکه به استانداردی در خصوص Network  و Host برسند،تصمیم گرفتند کلاس(دسته بندی) های مشخصی برای آدرس های IP در نظر بگیرند.هدف از کلاس بندی اینه که مشخص بشه دو آدرس IP از یک خانواده اند یا خیر.

IP ها را به چند دسته (کلاس) تقسیم می کنند:

IP هایی که اکتت اول آنها با 127 شروع می شوند، IP های Loopback هستند که بر روی همه سیستم ها وجود دارند و برای تست شبکه استفاده می شوند.

سوال : چطور می توان گفت دو IP در یک شبکه قرار دارند؟ Host های داخل یک شبکه Network یکسان و Host  متفاوت دارند.

تقسیم بندی IPها (از نظر موقیت استفاده)

در ابتدا دسته بندی بین آی پی های private  و public چیزی در حال حاضر داریم رو نداشتیم یعنی اینکه یک مجموعه آی پی هایی داشتیم که از 0.0.0.0 تا 255.255.255.255 که کل دارایی های ما از آدرس آی پی ها بود ، با این حال آدرس آی پی ها نباید Duplicate داشته باشند و یونیک باشند و سازمان هایی مانند ICANN و IANA مسئول این می شوند که این آدرس ها Duplicate ندهند. پس با توجه به محدود بودن تعداد این آی پی ها و هزینه برداشتن برای استفاده از آنها ،سازمان های نام برده در بالا آمدند بخشی از آی پی ها را جدا کردند و گفتند که ما با این آدرس ها کاری نداریم و در اختیار سازمان ها قرار دادند و این دسته از آی پی های جدا شده قابل آدرس دهی و مسیریابی در اینترنت نیست به این رنج از آی پی گفتند private یا invalid و سایر آدرس ها که باقی ماندند و قابل مسیریابی در اینترنت هستند را public یا valid نامیدند.

مشخصه های هر IP :

هر رنج IP مجموعه ای از یکسری آدرس IP است که همگی داخل آن شبکه اند.

آدرس شبکه :  مسیر یابی بین شبکه ها بر اساس این IP ها انجام می شود.که در Routing  کاربرد دارد

آدرس Broadcast : آدرسی که باعث Broadcast  در شبکه می شود.

 محاسبه مشخصه های هر IP :

آدرس شبکه Network Address(NA)

آدرس IP را به مبنای 2 ببر

Subnetmask  را به مبنای 2 ببر

دو  عدد بالا را در هم ضرب نظیر به نظیر کن

عدد بالا را به مبنای 10 ببر.

آدرس Broadcast

در آدرس شبکه در مبنای 2، از سمت راست به تعداد بیت HostID عدد یک جایگزی کن

عدد بالا را به مبنای 10 تبدیل کن

مفاهیم Classfull / Classless

Classfull: اگر تعدادبیت NetID مطابق کلاس مربوطه باشد

مثلا IP    192.168.1.50 /24  در کلاس C می باشد  و طبق آنچه گفته شد ، NetID  برابر 24 است.

Classless : اگر تعدادبیت NetID مطابق کلاس مربوطه نباشد.

مثلا IP    192.168.1.23 /25  در کلاس C می باشد  و طبق آنچه گفته شد ، NetID  برابر 24  نیست و 25 می باشد.

آدرس دهی از نوع Classless

در این روش که بعنوان Subneting  و یا   Superneting از آن یاد می شود می توانیم آدرس های موجود در کلاس های پیش فرض را به قسمت های کوچکتری تقسیم و از آنها با توجه به تعداد مورد نیاز در شبکه های مختلف استفاده نمائیم و از هدر رفتن آدرس ها جلوگیری نمائیم. البته این موضوع بعنوان راه حل بلند مدت و کارآمد در طولانی مدت نخواهد بود و با توجه به نیاز بیشتر به تعداد بیشتری آدرس باید روش دیگری مورد استفاده قرار گیرد که همان IPv6 می باشد. اما بعنوان راهی که بتوان بصورت منطقی در مصرف آدرس ها صرفه جویی نمود همین روش می باشد. که در نهایت نوع آدرس دهی Classless را در اختیار ما قرار می دهد.

آدرس های قابل اختصاص به کارت شبکه :

سوال : چند IP با یک آدرس شبکه مشخص می توان داشت ؟   به تعداد بیت های Host ID مربوط می شود

مثال :

192.168.1.0/24        در اینجا    32-24=8   تعداد بیت های Host ID برابر8 بیت است که 2^8=256  آی پی می توانیم داشته باشیم.

سوال: چند IP با یک آدرس شبکه مشخص می توان داشت که قابل اختصاص به کارت شبکه باشند؟

[2^HostID Bit]-2   که در اینجا -2 مربوط به Address Net و Broadcast Address می باشد.

توجه :Address  Net و Broadcast Address متعلق به کل شبکه است و قابل اختصاص به یک سیستم خاص نیست بعبارتی قابل اختصاص به هیچ کامپیوتری نیست.

مثال

سوال : بازه IP های قابل اختصاص به کارت شبکه در هر آدرس شبکه را تعیین کنید.

192.168.1.10/24                                                           2^8-2=254

NA+1          BA-1]                     [192.168.1.1      192.168.1.254]