IP-адресація

IP-адрес — це унікальний числовий адрес, що однозначно ідентифікує мережу, групу вузлів або вузол. IP-адрес має довжину 4 байти і зазвичай записується у вигляді чотирьох чисел (так званих октетів), котрі розділені крапками — W.X.Y.Z, кожне із них може приймати значення в діапазоні від 0 до 255, наприклад, 213.128.193.154.

Для того, щоб комп'ютер брав участь у мережевій взаємодії за допомогою протоколу IP, йому повинна бути обов'язково привласнена унікальна IP-адреса.

Класи IP-адресів

Існує 5 класів IP-адресів — а саме A, B, C, D, E. Приналежність IP-адресу до того або іншого класу визначається значенням першого октету (W). Нижче показано відповідність значень першого октету і класів адрес.

Клас IP-адреси A B C D E

Діапазон першого октету 1-126 128-191 192-223 224-239 240-247

IP-адреси перших трьох класів призначені для адресації окремих мереж і вузлів. Такі адреси складаються із двох частин — номера мережі і номера вузла. Така схема аналогічна зі схемою поштових індексів, де перші три цифри кодують регіон, а інші — поштове відділення всередині регіону.

Переваги дворівневої схеми очевидні: вона дозволяє,
— по-перше, адресувати цілком окремі мережі всередині складеної мережі, що необхідно для забезпечення маршрутизації,
— по-друге — привласнювати вузлам номери всередині однієї мережі незалежно від інших мереж.

Природно, що комп'ютери, котрі входять в одну і ту ж мережу повинні мати IP-адреси з однаковим номером мережі.

У випадку коли два комп'ютери мають IP-адреси з різними номерами мереж (навіть у випадку, якщо вони належать одній фізичній мережі), то такі комп'ютери не зможуть спілкуватися один з одним безпосередньо: для їх взаємодії необхідно мати маршрутизатор (див. IP-маршрутизація).

IP-адреси різних класів відрізняються між собою розрядністю номерів вузла і мережі, що визначає їх можливий діапазон значень. Наступна таблиця відображає основні характеристики IP-адресу класів A,B і C.

Характеристика Клас
A B C
Номер мережі W W.X W.X.Y
Номер вузла X.Y.Z Y.Z Z
Можлива кількість мереж 126 16 384 2 097 151
Можлива кількість вузлів 16 777 214 65 534 254
Особливі адреси
Запис адреси мережі в цілому W.0.0.0 W.X.0.0 W.X.Y.0
Широкомовна адреса в мережі W.255.255.255 W.X.255.255 W.X.Y.255

Наприклад, IP-адреса 213.128.193.154 є адресою класу C, і належить вузлу з номером 154, розташованому в мережі 213.128.193.0.

Схема адресації, що визначена класами A, B, і C, дозволяє пересилати дані як всім комп'ютерам окремої мережі (широкомовна розсилка), так і окремому вузлу. Проте існує також мережеве програмне забезпечення, якому необхідно розсилати дані тільки певній групі вузлів, котрі необов'язково входять в одну і ту ж мережу. Щоб ці програми могли успішно функціонувати, то система адресації повинна ще передбачати так звані групові адреси. З цією метою використовуються IP-адреси класу D.

Діапазон адрес класу E зарезервований і в даний час не використовується.

Двійкова форма запису IP-адресів

Разом з традиційною десятковою формою запису IP-адреса, може також використовуватися і двійкова форма, котра відображає безпосередньо спосіб представлення адреси в пам'яті комп'ютера. IP-адреса має довжину 4 байти, а значить у двійковій формі вона буде представлена як 32-розрядне двійкове число (тобто послідовність з 32 одиниць і нулів). Наприклад, адреса 213.128.193.154 у двійковій формі має такий вигляд 11010101 1000000 11000001 10011010.

Особливі IP-адреси

Протокол IP припускає також наявність адрес, які трактуються особливим чином. До них відносяться наступні:

1. Адреси, в яких значення першого октету рівне 127. Пакети, котрі направлені за такою адресою, реально не передаються в мережу, а просто обробляються програмним забезпеченням вузла-відправника. Таким чином, вузол навіть може направити дані самому собі. Такий підхід є дуже зручний для тестування мережевого програмного забезпечення в умовах, якщо немає можливості підключитися до мережі.

2. Адреса 255.255.255.255. Пакет, в призначенні якого стоїть адреса 255.255.255.255, повинен бути розісланий всім вузлам мережі, в якій знаходиться джерело. Такий вид розсилки називають обмеженим широкомовленим. У двійковій формі така адреса має вигляд 11111111 11111111 11111111 11111111.

3. Адреса 0.0.0.0. Вона використовується в службових цілях і трактується як адреса саме того вузла, який згенерував пакет. Двійковий вигляд цієї адреси 00000000 00000000 00000000 00000000

Додатково особливим чином інтерпретуються адреси:

— що містять 0 у всіх двійкових розрядах поля номера вузла; такі IP-адреси використовуються для запису адресів мереж в цілому;
— що містять 1 у всіх двійкових розрядах поля номера вузла; такі IP-адреси є широкомовними адресами для мереж, номери яких визначаються цими адресами.