Протокол Интернета четвертой версии

Протокол Интернета:- Связь между хостами может происходить только в том случае, если они могут идентифицировать друг друга в сети. В домене с одним столкновением (где каждый пакет, отправленный в сегмент одним хостом, слышен каждому другому хосту) хосты могут общаться напрямую через MAC-адрес.MAC-адрес - это 48-битный аппаратный адрес, закодированный на заводе, который также может однозначно идентифицировать хост. Но если хост хочет общаться с удаленным хостом, т.е. не находящимся в том же сегменте или логически не связанным, то для однозначной идентификации удаленного хоста необходимы какие-то средства адресации. Всем хостам, подключенным к Интернету, присваивается логический адрес, который называется адресом протокола Интернета. Сетевой уровень отвечает за передачу данных от одного хоста к другому. Он предоставляет средства для присвоения логических адресов хостам и их однозначной идентификации. Сетевой уровень принимает единицы данных с транспортного уровня и разрезает их на более мелкие единицы, называемые пакетами данных. Сетевой уровень определяет путь передачи данных, по которому пакеты должны следовать, чтобы достичь места назначения. Маршрутизаторы работают на этом уровне и обеспечивают механизм маршрутизации данных к месту назначения. Большая часть Интернета использует набор протоколов под названием Internet Protocol Suite, также известный как набор протоколов TCP/IP. Этот набор представляет собой комбинацию протоколов, которая включает в себя несколько различных протоколов для различных целей и нужд. Поскольку двумя основными протоколами в этом наборе являются TCP (Transmission Control Protocol) и IP (Internet Protocol), его принято называть набором протоколов TCP/IP. Этот набор протоколов имеет свою собственную эталонную модель, которой он следует в Интернете. В отличие от модели OSI, эта модель протоколов содержит меньше уровней. Протокол Интернета версии 4 (IPv4) Протокол Интернета является одним из основных протоколов в наборе протоколов TCP/IP. Этот протокол работает на сетевом уровне модели OSI и на уровне Интернета модели TCP/IP. Таким образом, этот протокол отвечает за идентификацию хостов на основе их логических адресов и маршрутизацию данных между ними через базовую сеть.

IP обеспечивает механизм уникальной идентификации узлов по IP-схеме. IP использует доставку с наилучшими усилиями, т. е. не гарантирует, что пакеты будут доставлены на назначенный узел, но сделает все возможное, чтобы достичь места назначения. Протокол Интернета версии 4 использует 32-битный логический адрес. Протокол Интернета, являясь протоколом третьего уровня (OSI), принимает сегменты данных с четвертого уровня (транспортного) и делит их на пакеты. IP-пакет инкапсулирует единицу данных, полученную с вышележащего уровня, и добавляет к ней информацию своего заголовка. Инкапсулированные данные называются полезной нагрузкой IP. IP-заголовок содержит всю необходимую информацию для доставки пакета на другой конец. IP-заголовок включает множество важных сведений, в том числе номер версии, который в данном контексте равен 4. Другие сведения следующие:

• Версия: Номер версии используемого интернет-протокола (например, IPv4).
• IHL: Internet Header Length; длина всего IP-заголовка.
• DSCP: Differentiated Services Code Point; тип услуги.
• ECN: Explicit Congestion Notification; несет информацию о перегрузке, наблюдаемой на маршруте.
• Total Length: Длина всего IP-пакета (включая IP-заголовок и полезную нагрузку IP).
  
• Идентификация: Если IP-пакет фрагментируется во время передачи, все фрагменты содержат один и тот же идентификационный номер для определения исходного IP-пакета, к которому они принадлежат.
• Флаги: В соответствии с требованиями сетевых ресурсов, если IP-пакет слишком велик для обработки, эти "флаги" указывают, можно ли его фрагментировать или нет. В этом 3-битном флаге MSB всегда установлен в '0'.
• Смещение фрагмента (Fragment Offset): Это смещение указывает точную позицию фрагмента в исходном IP-пакете.
• Время жизни (Time to Live): Чтобы избежать зацикливания в сети, каждый пакет отправляется с заданным значением TTL, которое сообщает сети, через сколько маршрутизаторов (хопов) может пройти этот пакет. На каждом переходе его значение уменьшается на единицу, и когда оно достигает нуля, пакет отбрасывается.
• Протокол: Сообщает сетевому уровню узла назначения, к какому протоколу принадлежит данный пакет, т. е. к протоколу следующего уровня. Например, номер протокола ICMP равен 1, TCP - 6, а UDP - 17.
• Контрольная сумма заголовка: Это поле используется для хранения контрольной суммы всего заголовка, которая затем используется для проверки, получен ли пакет без ошибок.
• Адрес источника: 32-битный адрес отправителя (или источника) пакета.
• Адрес назначения (Destination Address): 32-битный адрес получателя (или назначения) пакета.
• Опции: Это необязательное поле, которое используется, если значение IHL больше 5. Эти опции могут содержать значения для таких параметров, как безопасность, маршрут записи, метка времени и т. д.

Иерархия интернет-протокола содержит несколько классов IP для эффективного использования в различных ситуациях в соответствии с требованиями узлов в сети. В целом система IPv4 делится на пять классов IP-адресов. Все пять классов идентифицируются первым октетом IP-адреса. За присвоение IP-адресов отвечает Интернет-корпорация по присвоению имен и номеров.

Первый октет, о котором здесь идет речь, является самым левым из всех. Октеты нумеруются следующим образом, изображая пунктирную десятичную нотацию IP: Количество сетей и количество хостов на класс может быть получено по следующей формуле: При вычислении IP хостов 2 IP уменьшаются, поскольку они не могут быть назначены хостам, т. е. первый IP сети - это номер сети, а последний IP зарезервирован для Broadcast IP.