Vad är IPv4-adress?

IPv4 är den första versionen av Internetprotokollet som lanserats av försvarsdepartementet i USA på dess Advanced Research Projects Agency Network (ARPANET). Den kan producera miljarder IP-adresser, vilket är en av de framträdande egenskaperna hos IPv4. Sedan IPv4 lanserades långt tillbaka 1983 är vi på gränsen till utmattning av IP-adresser med uppkomsten av fler IoT-enheter. I den här artikeln, tillsammans med att lära dig vad som är IPv4-adress, kommer du också att läsa om fördelarna och nackdelarna med IPv4.

Innehållsförteckning

IPv4 är den första versionen av Internetprotokollet. Den använder ett 32-bitars adressutrymme, vilket är den vanligaste IP-adressen. Denna 32-bitars adress skrivs som fyra siffror separerade med en decimal. Varje uppsättning nummer kallas en oktett. Siffrorna i varje oktett sträcker sig från 0-255. IPv4 kan skapa 4,3 miljarder unika IP-adresser. Ett exempel på vad som är IPv4 Adressen är 234.123.42.65. Vidare i artikeln kommer vi också att se hur man konverterar IPv4-adressen till binär kod med hjälp av IPv4 till binär omvandlingsmetod.

Delar av IPv4

En IP-adress består av tre delar:

Nätverk: Denna del av IP-adressen identifierar nätverket där IP-adressen hör hemma. Den vänstra sidan av IP-adressen kallas nätverksdelen.
Värd: Värddelen av en IP-adress varierar vanligtvis från varandra för att unikt identifiera enheten på Internet. Nätverksdelen är dock liknande för varje värd i nätverket.

Nätverks- och värddelarna för denna IP-adress (234.123.42.65) är till exempel:

234
123
42
65
Nätverksdel
Värd del

Subnet Number: Det är en valfri del av IP-adressen. Det är uppdelningen av en IP-adress i många mindre segment. Det hjälper till att koppla ihop nätverk och minskar trafiken.

Konvertering av IPv4-adresser till binär kod

Medan vi använder IPv4 som en 32-bitars numerisk adress, fungerar datorer och nätverk med det binära språket. Låt oss förstå hur en IP-adress konverteras till binärt språk med hjälp av IPv4 till binär omvandlingsmetod. Som vi läst tidigare om vad en oktett är, betecknas bitarna i varje oktett med ett tal. Vi kommer nu att se hur man använder ett 8-bitars oktettdiagram. Den består av ett tal som representerar värdet på varje bit.

Detta är IP-adressen: 234.123.42.65, som vi kommer att konvertera till binärt språk med hjälp av oktettdiagrammet. Varje bit i oktetten representeras antingen som 1 eller 0. Den första oktetten består av talet 234. Nu måste vi ta reda på vilka siffror från oktettdiagrammet som summerar till 234. De tal som summerar till 234 är 128+ 64+32+8+2. På samma sätt representeras alla siffror som summeras med 1, medan resten av talen representeras med 0.

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

Så det binära talet för 234 blir 11101010. På samma sätt utförs denna process med alla oktetter.

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

Därför är det binära språket för IP-adressen 234.123.42.65 11101010.01111011.00101010.01000001

IPv4–OSI-modell

International Standards Organization har gett OSI-modellen för kommunikationssystem. OSI står för Open System Interconnection. Denna modell består av lager som förklarar hur ett system ska kommunicera med ett annat med hjälp av ett annat protokoll. Varje lager spelar en avgörande roll i kommunikationssystemet. OSI-modellen består av följande lager:

Applikation (Layer 7): Application Layer är närmast användaren. Lagrets primära funktion är att ta emot och visa data från och till användarna. Detta lager hjälper till att etablera kommunikation genom de lägre nivåerna med applikationen på andra sidan. Till exempel TelNet och FTP.
Presentation (Layer 6): Presentationslagret är avsett för bearbetning. Bearbetningsdelen inkluderar antingen konvertering av data från applikationsformatet till nätverksformatet eller från nätverksformatet till applikationsformatet. Till exempel kryptering och dekryptering av data.
Session (lager 5): Sessionslagret kommer in när två datorer behöver kommunicera. Dessa sessioner skapas om ett svar krävs från användaren. Detta lager är ansvarigt för installationen, koordineringen och utgången av sessionen. Till exempel lösenordsverifiering.
Transport (lager 4): Transportlagret säkerställer alla aspekter av överföringen av data från ett nätverk till ett annat, inklusive mängden, hastigheten och destinationen för data. TCP/IP och UDP fungerar i detta lager. Den tar emot data från ovanstående lager, delar upp den i mindre bitar som kallas segment och levererar den vidare till nätverkslagret.
Nätverk (lager 3): Nätverkslagret ansvarar för att dirigera datapaketen eller segmenten till deras destination. För att vara specifik väljer detta lager effektivt rätt väg för att nå rätt plats.
Datalänk (lager 2): Datalänkslagret ansvarar för att överföra källdata från det första lagret, som är det fysiska lagret, till de ovan nämnda lagren. Detta lager ansvarar också för att åtgärda de fel som uppstår under överföringen.
Fysiskt (lager 1): Det fysiska lagret är det sista lagret i OSI-modellen. Detta lager inkluderar kommunikationsstrukturen och hårdvarukomponenter som kabeltyp och längd, stiftlayouter, spänning etc.

IPv4-paketstruktur

Ett IPv4-paket består av två delar: header och data. Den kan bära 65 535 byte. Längden på en IP-header sträcker sig från 20 till 60 byte. Rubriken inkluderar värden och destinationsadressen, såväl som andra informationsfält som hjälper datapaketet att nå destinationen.

IPv4-pakethuvud

En IPv4-pakethuvud har 13 obligatoriska fält. Låt oss förstå dem och deras roller:

Version: Det är ett 4-bitars huvudfält. Den ger information om den aktuella versionen av IP:n som används.
Internet Header Length (IHL): Detta är längden på hela IP-huvudet.
Tjänsttyp: Detta fält ger information om sekvensen av paket i överföring.
Total längd: Detta fält anger IP-huvudets totala längd. Minsta storlek för detta fält är 20 byte, medan den maximala storleken går upp till 65 535 byte.
Identifiering: Identifieringsfältet i huvuddelen hjälper till att identifiera de olika delarna av paketen som separeras under överföringen av data.
ECN: ECN står för Explicit Congestion Notification. Detta fält är ansvarigt för att kontrollera överbeläggningen av paket i överföringsvägen.
Flaggor: Detta är ett 3-bitarsfält som indikerar om ett IP-paket måste fragmenteras eller inte enligt dess datastorlek.
Fragment Offset: Fragment Offset är ett 13-bitars fält. Det möjliggör sekvens och positionering av fragmenterad data i ett IP-paket.
Time to Live (TTL): Det är en uppsättning värden som skickas tillsammans med varje datapaket, med motivet att undvika att omringa datapaketet. Siffervärdet som är kopplat till varje IP-paket minskar med ett efter att ha stött på varje router på sin rutt. Så snart TTL-värdet nådde ett, skrotas IP-paketet.
Protokoll: Protokoll är ett 8-bitarsfält som ansvarar för att förmedla nätverkslagret information om vilket protokoll ett IP-paket tillhör.
Header Checksum: Detta fält tar ansvar för att upptäcka kommunikationsfel i rubrikerna och de mottagna datapaketen.
Källa IP-adress: Detta är ett 32-bitars fält som består av avsändarens IPv4-adress.
Destinations-IP-adress: Detta är ett 32-bitarsfält som består av mottagarens IPv4-adress.
Alternativ: Fältet Alternativ används när längden på IHL är större än 5.

Låt oss nu lära oss om egenskaperna hos IPv4-protokollet och fördelar och nackdelar med IPv4.

Egenskaper för IPv4

Nedan listas egenskaperna hos IPv4:

IPv4 använder en 32-bitars IP-adress.
Siffrorna i adressen separeras med en decimal som kallas punkt.
Den består av unicast-, multicast- och broadcast-adresstyper.
IPv4 är strukturerat med tolv rubrikfält.
Virtual Length Subnet Mask (VLSM) stöds av IPv4.
Den använder Post Address Resolution Protocol för att mappa till Mac-adressen.
Nätverk är designade med DHCP (Dynamic Host Configuration Program) eller genom att använda manuellt läge.

Fördelar och nackdelar med IPv4

Låt oss ta en titt på fördelarna och nackdelarna med IPv4:

Fördelar med IPv4

IPv4:s nätverkstilldelning och kompatibilitet är lovvärt.
Den har en produktiv routingtjänst.
IPv4-adresser ger perfekt kodning.
Den kan enkelt anslutas till flera enheter över ett nätverk.
Det är det specifika kommunikationsmedlet, mestadels i multicast-organisationen.

Nackdelar med IPv4

IPv4-adresser är på gränsen till utmattning.
IPv4-systemhantering är arbetsintensiv, komplicerad och långsam.
Det ger ineffektiv och otillräcklig Internet-routing.
Dess valfria säkerhetsfunktion.

Därför var dessa fördelar och nackdelar med IPv4-protokollet.

***

Även om det har skett ett skifte till den avancerade versionen av IPv4 som är IPv6. Trots utarmningen av IPv4-adresser fortsätter den att användas på grund av dess kompatibilitet. Vi hoppas att vår doc har väglett dig mycket väl i att lära dig vad som är IPv4-adress. Lämna dina frågor eller förslag, om några, i kommentarsfältet nedan.