IPv4 címzés

A forgalomirányítók IP-t használnak a csomagoknak a forrás- és célhálózatok közötti továbbítására. A csomagoknak a forrás- és a célhálózat azonosítóját egyaránt tartalmazniuk kell. A forgalomirányítók a célhálózatok IP-címei alapján irányítják a csomagokat a megfelelő hálózatok felé. Amikor egy csomag megérkezik ahhoz a forgalomirányítóhoz, amely a célhálózattal közvetlen kapcsolatban áll, a forgalomirányító az IP-cím alapján keresi meg a megfelelő számítógépet a hálózaton belül

• Minden IP-cím két részből áll. Az első rész azt a hálózatot adja meg, amelyhez az adott rendszer csatlakozik, a második pedig magát a rendszert azonosítja.

• Egy-egy oktett értéke a 0–255 tartományba esik. Minden oktett 256 alcsoport azonosítására alkalmas, illetve az utolsó oktettel az adott csoporton belül 256 címet lehet megadni.

• Ha a hierarchia egy felsőbb szintű csoportjára közvetlenül hivatkozunk, akkor az adott ágra eső összes csoportot egyetlen lépéssel ki tudjuk választani.

• Az ilyen jellegű címzést hierarchikus címzésnek nevezzük, ugyanis különféle szintekre oszlik. Az IP-címek ezt a két azonosítót egyetlen számba egyesítik. Ennek a számnak egyedinek kell lennie, a kettős számok ugyanis lehetetlenné teszik a forgalomirányítást. Az első rész a rendszer egy hálózatának címét írja le, a második pedig e hálózaton belül egy konkrét számítógépet azonosít.

Az IP-címeket osztályokra bontották, ezek segítségével nagyméretű, közepes és kisméretű hálózatokat lehet megcímezni. A legnagyobb hálózatok A osztályú címeket kapnak. A B osztályú címek a közepes, a C osztályúak pedig a kisebb hálózatoknak jutnak. Ha meg akarjuk határozni, hogy egy cím melyik része azonosítja a hálózatot, és melyik része az állomást, akkor először az IP-cím osztályát kell megtudnunk.

• A különféle méretű hálózatok támogatása és kezelése céljából az IP-címeket különféle, osztályoknak nevezett csoportokba sorolták. Ezt a megoldást osztály alapú címzésnek nevezzük. Minden teljes, 32 bites IP-cím egy hálózati és egy állomás részre oszlik. Az egyes címek osztályát az elejükön lévő bit vagy bitsorozat határozza meg. Összesen öt IP-címosztály létezik, ezek a ábrán láthatók.

• Az A osztály a különösen nagyméretű, 16 milliónál több állomást tartalmazó hálózatok támogatására szolgál. Az A osztályú IP-címeknél az első oktett a hálózatcím, a többi három oktett az állomások címzésére szolgál.

• Az A osztályú címek első bitje mindig nulla. Ha az első bit nulla, akkor a legkisebb ábrázolható szám a 00000000, decimálisan 0; a legnagyobb pedig a 01111111, decimálisan 127. A 0 és a 127 kezdetű címek fenntartottak, hálózatcímként nem használhatók. Minden 1 és 126 közötti értékű oktettel kezdődő cím A osztályú.

• A 127.0.0.0 hálózat a helyi hurok tesztelésére van fenntartva. A forgalomirányítók és a helyi számítógépek ezt a címet használják, ha önmaguknak akarnak csomagokat küldeni. Ezek a számok tehát hálózathoz nem rendelhetők hozzá.

• A B osztályú címek a közepes méretű hálózatok támogatására alkalmasak. A B osztályú IP-címeknél a négy oktettből az első kettő szolgál a hálózatcím megadására, a másik két oktett az állomáscímeket jelöli.

• A B osztályú címek első oktettjének első két bitje mindig 10. A többi hat bit nulla és egy értéket egyaránt felvehet. A B osztályú címeknél az első oktett legkisebb értéke 10000000, decimálisan 128; legnagyobb értéke pedig 10111111, decimálisan 191. Bármely 128 és 191 közötti értékkel kezdődő cím B osztályúnak számít.

• Az eredeti címosztályok közül a C osztályú címeket használják a legtöbb helyen. Ezt a címtartományt a kisebb, legfeljebb 254 állomást tartalmazó hálózatok támogatására szánták.

• A C osztályú címek a bináris 110 sorozattal kezdődnek. Így a legkisebb ábrázolható szám az 11000000, a decimális 192; a legnagyobb pedig az 11011111, decimálisan 223. Ha egy cím első oktettjének értéke a 192–223 tartományba esik, akkor C osztályú címről van szó.

• A D osztályú címeket az IP alapú csoportcímzés lehetővé tételére szánták. A szórásos cím egy olyan egyedi hálózati cím, amely az erre a címre küldött csomagokat az IP-címek egy előre megadott csoportjához irányítja. Így egy állomás egyszerre több címzettnek is továbbíthat egyetlen adatfolyamot.

• A D címosztály, hasonlóan a többihez, adott tartományba esik. A D osztályú címek első négy bitje mindig 1110. A D osztályú címek első oktettjének értéke tehát az 11100000–11101111, decimálisan a 224–239 tartományba esik. Ha egy IP-cím egy 224 és 239 közötti értékű oktettel kezdődik, akkor a D osztályba tartozik.

• Az eddigieken túl létezik egy E címosztály is. Az Internet Engineering Task Force (IETF) ezeket a címeket saját kutatásaihoz tartja fenn. Az interneten tehát E osztályú címeket nem használnak. Az E osztályú címek első négy bitje mindig 1-es. Így az E osztályú címekben az első oktett értéke mindig az 11110000–11111111, decimálisan a 240–255 tartományba esik.

Foglalt IP-címek

• Vannak olyan állomáscímek, amelyeket valamiért lefoglaltak, így hálózati készülékek címeként nem használhatók. A fenntartott állomáscímek a következők:

• Hálózatcím – Magát a hálózatot azonosítja.• Szórási cím – Adott hálózat összes

állomásának szánt szórások küldésére szolgál.

• Ha egy IP-cím állomás része csupa bináris nullát tartalmaz, akkor az egy hálózatcímnek lefoglalt cím. Például a 113.0.0.0 cím annak a hálózatnak a címe, más szóval hálózatazonosítója, amely a 113.1.2.3 állomást is tartalmazza. A hálózat IP-címét a forgalomirányítók használják, amikor az interneten továbbítanak adatokat.

A B osztályú címekben az első két oktett a hálózati rész. Az utolsó két oktett (16 bit) azért 0, mert ide kerülnek a hálózatra csatlakoztatott készülékek címzésére szolgáló állomáscímek. A 176.10.0.0 például egy hálózatcím, ezt állomáscímként soha nem lehet használni. A 176.10.0.0 hálózat egyik állomásának címe lehet például a 176.10.16.1. Itt a 176.10 a hálózati, a 16.1 pedig az állomás rész.

Ha egy hálózat összes készülékének szeretnénk adatokat küldeni, akkor szórási címet kell használnunk. Szórásról akkor beszélünk, ha egy forrás a hálózat összes eszközének küld adatokat. Azt, hogy a szórást a hálózat minden más készüléke feldolgozza, úgy lehet biztosítani, hogy a küldő a többiek által felismerhető és feldolgozható cél IP-címet ad meg. A szórásos IP-címek állomás részében csupa 1-es található.

• Például a 176.10.0.0 hálózatban 16 bit alkotja az állomás mezőt, más szóval az állomás részt. Ha a hálózat összes készülékének szeretnénk szórásos csomagot küldeni, akkor annak célcímeként a 176.10.255.255-öt kell megadnunk. (A 255 a bináris 11111111 decimális megfelelője).