- شرح درس
- آزمون
- تمرين
- کارگاه و دوره مرتبط
پروتکل آی پی (IP) چیست؟
پروتکل IP اختصار عبارت Internet Protocol است و همانطور که از اسم آن پیداست برای مسیریابی و انتقال ترافیک در شبکه اینترنت استفاده می شود. این پروتکل در لایه شبکه (لایه۳) از مدل OSI کار می کند. هر کامپیوتر برای اتصال به شبکه اینترنت به یک آدرس اینترنتی نیاز دارد که به آن IP گفته می شود. شبکه اینترنت به زبان ساده یعنی هزاران دستگاه روتر (Router) که به یکدیگر متصل هستند. روترها دستگاه هایی هستند که ارتباط بین کامپیوترها را در شبکه های کامپیوتری برقرار می کنند. روتر یا همان مسیریاب برای ارسال ترافیک به مقصد موردنظر باید آدرس آی پی آن را داشته باشد؛ بنابراین مسیریاب های شبکه می توانند به کمک آدرس های آی پی مقصد، ترافیک را به سمت آن ارسال کنند.
نسخه های پروتکل آی پی (IPv4 & IPv6)
آی پی نسخه 4 (IPv4)
IP نسخه 4 که به اختصار IPv4 نوشته می شود در سال 1983 میلادی توسط موسسه IEEE (انجمن مهندسین برق و الکترونیک) و دو مهندس کامپیوتر به نام Bob Kahn و Vint Cerf معرفی شد.
آی پی نسخه 6 (IPv6)
IP نسخه 6 که به اختصار IPv6 خوانده می شود و در سال 1998 میلادی توسط موسسه (IETF (Internet Engineering Task Force به دنیا معرفی شد.
ما در این مقاله به بررسی IPv4 می پردازیم:
IPv4 یک آدرس 32 بیتی است. هر 8 بیت (معادل 1 بایت) با علامت نقطه (.) از سایر قسمت های 8 بیتی جدا می شود . به هرکدام از این قسمت های 8 بیتی یک Octet گفته می شود. هر Octet بصورت سیستم عددی دهدهی از 0 تا 255 مقداردهی می شود.
IPv4 از دو بخش Net ID و Host ID تشکیل می شود. Net ID را شناسه شبکه و Host ID را شناسه کامپیوتر در نظر می گیریم. آدرس IP کامپیوترهایی که در یک شبکه هستند باید طوری تنظیم شوند که دارای Net ID یکسان و Host ID متفاوت باشند. برای مثال اگر بخواهیم 100 دستگاه کامپیوتر دسکتاپ را در یک شبکه LAN قرار دهیم می توانیم سه Octet اول از آدرس IP کامپیوترها را برای شناسه شبکه و Octet آخر را برای شناسه کامپیوتر در نظر بگیریم؛ بنابراین عدد سه Octet اول IP Address کامپیوترها را یکسان و عدد Octet چهارم را متغیر تنظیم می کنیم. برای مثال: شناسه شبکه را برای هر 100 دستگاه کامپیوتر .192.168.1 و شناسه کامپیوتر را برای هر کدام از کامپیوترهای شبکه، یک عدد از 1 تا 254 تنظیم می کنیم. به این ترتیب شناسه شبکه برابر است با 192.168.1 و شناسه کامپیوترها می تواند از 1 تا 254 باشند.
انواع آدرس IP در یک شبکه
Network IP
به کوچکترین آدرس IP یک شبکه گفته می شود که برای اشاره به تمامی IPهای شبکه بکار می رود. دقیقا مانند زمانی که می خواهیم به همه شهرهای یک استان اشاره کنیم؛ بجای نام بردن از اسامی تک تک شهرهای آن، نام آن استان را صدا می کنیم. در شبکه نیز هر وقت می خواهیم به تمامی آدرس های آی پی یک شبکه اشاره کنیم؛ بجای نوشتن تمام آدرس های آی پی شبکه، از آدرس Network IP آن شبکه استفاده می کنیم. در اصطلاح به آدرس IP که مقدار باینری بیت های بخش Host ID آن صفر باشد Network IP گفته می شود.
Broadcast IP
به بزرگترین آدرس IP یک شبکه گفته می شود و زمانی کاربرد دارد که قرار باشد اطلاعاتی برای تمام آدرس های IP شبکه ارسال شود. در اینصورت بجای قرار دادن تک تک آدرسهای IP در هدر بسته، از Broadcast IP شبکه استفاده می کنیم. مقادیر باینری تمام بیت های Host ID در Broadcast IP برابر با یک می باشند.
Host IP
به آدرس های IP گفته می شود که بین کوچکترین و بزرگترین آدرس شبکه یعنی بین Network IP و Broadcast IP قرار می گیرند. همانطور که از اسم Host IP مشخص است؛ هر کامپیوتر برای ارتباط با شبکه نیاز به یک Host IP دارد. با توجه به مثال بخش قبل، Network IP برابر با 192.168.1.0 و Broadcast IP برابر با 192.168.1.255 و Host IPها از 192.168.1.1 تا 192.168.1.254 است.
بررسی هدر پروتکل آی پی (IP Header)
اندازه هدر پروتکل آیپی 20 بایت است. پروتکل آی پی اطلاعات بسته را در قسمت سرآیند یا همان هدر بسته ثبت می کند. بعضی از فیلدهای هدر آی پی را توضیح می دهیم:
نسخه (Version)
اولین فیلد از هدر آی پی و تعیین کننده نسخه پروتکل IP است. IPv4 یا IPv6. اندازه این فیلد از IP Header معادل 4 بیت است.
(Time to Live) TTL
TTL یکی از فیلدهای هدر آی پی است که سایز آن برابر با 8 بیت (یک بایت) است و از 0 تا 255 بصورت سیستم عددی دسیمال یا همان دهدهی مقداردهی می شود. پروتکل IP هنگام ارسال بسته در سیستم عامل ویندوز، مقدار TTL در هدر را عدد 128 تنظیم می کند؛ این مقدار در سیستم عاملهای لینوکس برابر با 64 و در سیستم عامل های یونیکس برابر با 255 است. هدف از تعریف TTL در هدر آی پی، جلوگیری از بوجود آمدن Loop و دست به دست شدن ترافیک بین روترها، به شکل حلقه است. روترها قبل از اینکه بسته را به سمت مقصد ارسال کنند ابتدا مقدار TTL آن را بررسی و یک واحد از TTL کم می کنند. اگر مقدار TTL صفر شود روتر بسته را عبور نمی دهد و توسط پروتکل ICMP به فرستنده بسته، یک پیام ttl expired in transit ارسال می کند مبنی بر اینکه بسته به علت صفر شدن مقدار TTL نمی تواند از روتر عبور کند.
پروتکل (Protocol)
سایز این فیلد از هدر آی پی برابر با 1 بایت است و نشان می دهد که پروتکل آی پی در کامپیوتر مقصد باید دیتا را تحویل کدام پروتکل دهد. برای مثال اگر مقدار فیلد پروتکل در IP Header برابر با شماره 6 باشد؛ دیتا در کامپیوتر مقصد باید به پروتکل TCP تحویل داده شود. اگر مقدار فیلد پروتکل در هدر پروتکل آی پی شماره 17 باشد؛ در کامپیوتر مقصد دیتا باید به پروتکل UDP تحویل داده شود. اگر مقدار فیلد پروتکل در سرآیند پروتکل آی پی برابر با شماره 1 باشد دیتا باید به پروتکل ICMP در کامپیوتر گیرنده بسته تحویل داده شود.
آدرس مبدا (Source IP)
به آدرس IP کامپیوتر فرستنده بسته اشاره می کند. سایز این فیلد در هدر آدرس IP معادل 32 بیت (4 بایت) است.
آدرس مقصد (Destination IP)
به آدرس IP کامپیوتر گیرنده بسته اشاره می کند. این فیلد در هدر آدرس IP معادل 32 بیت (4 بایت) است.
هر پاسخ درست یک امتیاز مثبت
هر پاسخ اشتباه یک امتیاز منفی
برای دسترسی به تمرین، وارد حساب کاربری شوید.
