Hvad er IPv4-adresse?

IPv4 er den første version af internetprotokollen lanceret af forsvarsministeriet i USA på dets Advanced Research Projects Agency Network (ARPANET). Det er i stand til at producere milliarder af IP-adresser, hvilket er en af ​​de fremtrædende egenskaber ved IPv4. Siden IPv4 blev lanceret helt tilbage i 1983, er vi på randen af ​​udmattelse af IP-adresser med fremkomsten af ​​flere IoT-enheder. I denne artikel vil du sammen med at lære, hvad IPv4-adresse er, også læse om fordele og ulemper ved IPv4.

Hvad er IPv4-adresse?

IPv4 er den første version af internetprotokollen. Den bruger et 32-bit adresserum, som er den mest brugte IP-adresse. Denne 32-bit adresse skrives som fire tal adskilt med en decimal. Hvert sæt tal kaldes en oktet. Tallene i hver oktet går fra 0-255. IPv4 er i stand til at skabe 4,3 milliarder unikke IP-adresser. Et eksempel på, hvad der er IPv4 adresse er 234.123.42.65. Længere i artiklen vil vi også se, hvordan man konverterer IPv4-adressen til binær kode ved hjælp af IPv4 til binær konvertermetode.

Dele af IPv4

En IP-adresse består af tre dele:

• Netværk: Denne del af IP-adressen identificerer netværket, hvor IP-adressen hører hjemme. Den venstre side af IP-adressen kaldes netværksdelen.

• Vært: Værtsdelen af ​​en IP-adresse varierer normalt fra hinanden for entydigt at identificere enheden på internettet. Netværksdelen er dog ens for hver vært på netværket.

For eksempel er netværks- og værtsdelene af denne IP-adresse (234.123.42.65):

234
123
42
65
Netværksdel
Værtsdel

• Subnetnummer: Det er en valgfri del af IP-adressen. Det er opdelingen af ​​en IP-adresse i mange mindre segmenter. Det hjælper med at forbinde netværk og reducerer trafikken.

Konvertering af IPv4-adresser til binær kode

Mens vi bruger IPv4 som en 32-bit numerisk adresse, arbejder computere og netværk med det binære sprog. Lad os forstå, hvordan en IP-adresse konverteres til binært sprog ved hjælp af IPv4 til binær konvertermetode. Som vi tidligere har læst om, hvad en oktet er, er bits i hver oktet betegnet med et tal. Vi vil nu se, hvordan man bruger et 8-bit oktetdiagram. Den består af et tal, der repræsenterer værdien af ​​hver bit.

Dette er IP-adressen: 234.123.42.65, som vi vil konvertere til binært sprog ved hjælp af oktetdiagrammet. Hver bit i oktetten er enten repræsenteret som 1 eller 0. Den første oktet består af tallet 234. Nu skal vi finde ud af, hvilke tal fra oktetdiagrammet summer op til 234. De tal, der summer op til 234 er 128+ 64+32+8+2. Ligeledes er alle de tal, der summerer, repræsenteret med 1, mens resten af ​​tallene er repræsenteret med 0.

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

Så det binære tal for 234 viser sig at være 11101010. På samme måde udføres denne proces med alle oktetterne.

128
64
32
16
8
4
2
1
123
0
1
1
1
1
0
1
1
42
0
0
1
0
1
0
1
0
65
0
1
0
0
0
0
0
1

Derfor er det binære sprog for IP-adressen 234.123.42.65 11101010.01111011.00101010.01000001

IPv4-OSI-model

Den Internationale Standardiseringsorganisation har givet OSI-modellen for kommunikationssystemer. OSI står for Open System Interconnection. Denne model består af lag, der forklarer, hvordan et system skal kommunikere med et andet ved hjælp af en anden protokol. Hvert lag spiller en afgørende rolle i kommunikationssystemet. OSI-modellen består af følgende lag:

• Applikation (Layer 7): Applikationslaget er tættest på brugeren. Lagets primære funktion er at modtage og vise data fra og til brugerne. Dette lag hjælper med at etablere kommunikation gennem de lavere niveauer med applikationen på den anden side. For eksempel TelNet og FTP.

• Præsentation (lag 6): Præsentationslaget er beregnet til behandling. Behandlingsdelen omfatter enten konvertering af data fra applikationsformatet til netværksformatet eller fra netværksformatet til applikationsformatet. For eksempel kryptering og dekryptering af data.

• Session (Layer 5): Sessionslaget kommer i spil, når to computere skal kommunikere. Disse sessioner oprettes, hvis der kræves et svar fra brugeren. Dette lag er ansvarlig for opsætningen, koordineringen og udløbet af sessionen. For eksempel verifikation af adgangskode.

• Transport (Layer 4): Transportlaget sikrer alle aspekter af transmissionen af ​​data fra et netværk til et andet, inklusive mængden, hastigheden og destinationen for data. TCP/IP og UDP fungerer i dette lag. Det modtager data fra ovenstående lag, opdeler dem i mindre bidder kaldet segmenter og leverer det yderligere til netværkslaget.

• Netværk (lag 3): Netværkslaget er ansvarlig for at dirigere datapakkerne eller segmenterne til deres destination. For at være specifik vælger dette lag effektivt den rigtige vej for at nå det rigtige sted.

• Datalink (Layer 2): Datalinklaget er ansvarlig for at overføre kildedataene fra det første lag, som er det fysiske lag, til de ovennævnte lag. Dette lag er også ansvarlig for at rette de fejl, der opstår under overførslen.

• Fysisk (lag 1): Det fysiske lag er det sidste lag i OSI-modellen. Dette lag inkluderer kommunikationsstrukturen og hardwarekomponenter såsom kabeltype og -længde, pin-layout, spænding osv.

IPv4-pakkestruktur

En IPv4-pakke består af to dele: header og data. Den er i stand til at bære 65.535 bytes. Længden af ​​en IP-header varierer fra 20 til 60 bytes. Headeren inkluderer værten og destinationsadressen samt andre informationsfelter, der hjælper datapakken med at nå destinationen.

IPv4-pakkehoved

En IPv4 Packet Header har 13 obligatoriske felter. Lad os forstå dem og deres roller:

• Version: Det er et 4-bit overskriftsfelt. Den giver information om den aktuelle version af IP’en, der er i brug.

• Internet Header Length (IHL): Dette er længden af ​​hele IP-headeren.

• Tjenestetype: Dette felt giver information om rækkefølgen af ​​pakker i transmission.

• Total længde: Dette felt angiver den samlede længde af IP-headeren. Minimumsstørrelsen for dette felt er 20 bytes, mens den maksimale størrelse går op til 65.535 bytes.

• Identifikation: Identifikationsfeltet i overskriftsdelen hjælper med at identificere de forskellige dele af pakkerne, der bliver adskilt under overførslen af ​​data.

• ECN: ECN står for Explicit Congestion Notification. Dette felt er ansvarligt for at kontrollere overfyldningen af ​​pakker i transmissionsruten.

• Flag: Dette er et 3-bit felt, der angiver, om en IP-pakke skal fragmenteres eller ej i henhold til dens datastørrelse.

• Fragment Offset: Fragment Offset er et 13-bit felt. Det muliggør sekvensen og positioneringen af ​​de fragmenterede data i en IP-pakke.

• Time to Live (TTL): Det er et sæt værdier, der sendes sammen med hver datapakke, med det formål at undgå at omkranse datapakken. Den talværdi, der er knyttet til hver IP-pakke, falder med én efter at have stødt på hver router på sin rute. Så snart TTL-værdien nåede en, bliver IP-pakken skrottet.

• Protokol: Protokol er et 8-bit felt, der er ansvarlig for at formidle Network Layer information om, hvilken protokol en IP-pakke tilhører.

• Header Checksum: Dette felt tager ansvaret for at opdage kommunikationsfejl i headerne og de modtagne datapakker.

• Kilde IP-adresse: Dette er et 32-bit felt, som består af afsenderens IPv4-adresse.

• Destinations-IP-adresse: Dette er et 32-bit felt, som består af modtagerens IPv4-adresse.

• Indstillinger: Indstillinger-feltet kommer i brug, når længden af ​​IHL er større end 5.

Lad os nu lære om karakteristika ved IPv4-protokollen og fordele og ulemper ved IPv4.

Karakteristika for IPv4

Nedenfor er karakteristikaene for IPv4:

• IPv4 bruger en 32-bit IP-adresse.
• Tallene i adressen er adskilt af en decimal kaldet punktum.
• Den består af unicast-, multicast- og broadcast-adressetyper.
• IPv4 er struktureret med tolv overskriftsfelter.
• Virtual Length Subnet Mask (VLSM) understøttes af IPv4.
• Den bruger Post Address Resolution Protocol til tilknytning til Mac-adressen.
• Netværk er designet med DHCP (Dynamic Host Configuration Program) eller ved at bruge manuel tilstand.

Fordele og ulemper ved IPv4

Lad os tage et kig på fordele og ulemper ved IPv4:

Fordele ved IPv4

• IPv4’s netværkstildeling og kompatibilitet er prisværdig.
• Det har en produktiv routingservice.
• IPv4-adresser giver perfekt kodning.
• Den kan nemt tilsluttes flere enheder over et netværk.
• Det er det specifikke kommunikationsmiddel, mest i multicast-organisationen.

Ulemper ved IPv4

• IPv4-adresser er på kanten af ​​udmattelse.
• IPv4-systemadministration er arbejdskraft – Intensiv, kompliceret og langsom.
• Det giver ineffektiv og utilstrækkelig internetrouting.
• Dens valgfri sikkerhedsfunktion.

Derfor var disse fordele og ulemper ved IPv4-protokollen.

***

Selvom der er sket et skift til den avancerede version af IPv4, som er IPv6. På trods af udtømningen af ​​IPv4-adresser fortsætter den med at være i brug på grund af dens kompatibilitet. Vi håber, at vores doc har guidet dig særdeles godt til at lære om, hvad der er IPv4-adresse. Efterlad dine spørgsmål eller forslag, hvis nogen, i kommentarfeltet nedenfor.