همه چیز درباره IP Address

IP Address در حقیقت همان Internet Protocol Address ، یک شماره منحصر به فرد در شبکه برای هر نود می باشد که کلیه ارتباطات از طریق این شماره در شبکه انجام گرفته و از دو بخش Net ID)Network Identifier) و (Host Identifier (Host ID تشکیل شده.

این آدرس برای اولین بار در سال ۱۹۸۳ بکار برده شد و بعدها با توجه به گستردگی این آدرس پایه اینترنت بنا نهاده شد.

در نظر داشته باشید که کلیه ارتباطات سرورها با نودها از طریق IP ADDRESS بوده و هم چنین تنها آدرسی که ادمین در شبکه در دسترس دارد ، IP Address می باشد.به لحاظ مدیریتی بسیار مهم است که شما در IP Address تسلط کامل داشته باشید ، بدانید از چه رنجی و به چه صورتی باید این تقسیم بندی را انجام دهید. در این مقاله سعی کردم روش بدست آوردن شبکه مناسب را توضیح دهم.

این آدرس در لایه ۳ از پروتکل TCP/IP تعریف شده که به لایه Network یا Internet شناخته می شود.هم چنین کلیه امور مربوط به Routing یا مسیریابی و ARP نیز در همین لایه انجام می شود.

IP Address ورژن:

این آدرس با ورژن ۴ به بهره برداری رسید ، اما در آینده با گسترش اینترنت و بحث اینترنت اشیا ، ای آدرس کاستی های خود را نشان داد و سریعا IP Address ورژن ۶ اختراع گردید. با این حال هنوز هم IP ورژن ۴ جوابگوی نیازها ست و مشکلی حس نشده.

IPv4 addresses:

آی پی آدرس ورژن ۴ یک آدرس ۳۲ بیتی به اندازه ۴،۲۹۴،۹۶۷،۲۹۶ (۲^۳۲) ، که البته تعدادی نیز رزرو شده و در اینترنت استفاده نشده . از جمله آدرس های شبکه های خصوصی یا Private Addresses که حدود ۱۸ میلیون آدرس و یا مالتی کست (MultiCast) که حدود ۲۷۰میلیون آدرس هستند.

آی پی آدرس ورژن ۴ به دو صورت تقسیم بندی می شود :

ClassFull
Classless

در این مقاله ما فقط به بحث و یادگیری Classfull می پردازیم.

ClassFull IP Addresses

یک آدرس ۳۲ بیتی که به صورت Doted-Decimal یا پایه ۱۰ در ۴ قسمت که با نقطه از هم جدا می شوند نوشته می شود ، البته که کامپیوتر این آدرس را در هر صورت به باینری یا پایه ۲ تبدیل می کند.

با این حساب این آدرس ۳۲ بیتی به ۴ قسمت ۸ بیتی تبدیل شده و به هر قسمت یک اکتت Octet ، به معنای ۸تایی گفته می شود و ازسمت چپ به اکتت اول ، تا چهارم شناخته می شود.

در ابتدا بایستی بدانیم ابتدا و انتها در اکتت چه مقدار است و برای این منظور یک اکتت را با هم حساب می کنیم.

یک اکتت از ۸ بیت تشکیل شده که در حداقل مقدار هشت صفراست ۰۰۰۰ ۰۰۰۰ ومقدار دسیمال آن هم صفر است،و در حداکثر مقدار هشت عدد یک ۱۱۱۱ ۱۱۱۱ ، که اگ مقدار دسیمال آن را حساب کنیم ، معادل ۲۵۵ می شود .یعنی هر اکتت ار صفر است تا ۲۵۵ که بازه آن ۲۵۶ عدد است .

                                                            ۱ ۱ ۱ ۱  ۱  ۱  ۱  ۱
                                   ۲۵۵=     ۱  +  ۲    +   ۴  +    ۸  +    ۱۶+   ۳۲   +   ۶۴  +  ۱۲۸

(۲^۰_*۱)+ (۲^۱_*۱)+ (۲^۲_*۱)+ (۲^۳_*۱)+ (۲^۴_*۱)+ (۲^۵_*۱)+ (۲^۶_*۱)+ (۲^۷_*۱)

به همین صورت اگر عددی در بین این بازه باشد نیز محاسبه می گردد.

۱ ۱ ۰ ۰ ۰ ۰ ۱ ۱

(۲^۰_*۱)+ (۲^۱_*۱)+ (۲^۲_*۰)+ (۲^۳_*۰)+ (۲^۴_*۰)+ (۲^۵_*۰)+ (۲^۶_*۱)+ (۲^۷_*۱) : ۱۹۵

Class-ID

اگر IP Address را به صورت W.X.Y.Z تصور کنیم ، w نماینده Class ID می شود ، در واقع همان اکتت اول نماینده کلاس IP ، در آدرس می باشد، بدون توجه به اکتت های بعدی. برای نمونه اگر اکتت اول ۱۰ ، یعنی w را ۱۰ قرار دهیم ، این آدرس در کلاس A قرار می گیرد .

اگر IP برابر با ۱۰.۲۳۹٫۴۶٫۵۵ ، این آی پی در کلاس A (اکتت های بعدی در کلاس در نظر گرفته نمی شوند)

تقسیم بندی به صورت زیر است:

Class A: ۱≤w≤۱۲۶

Class B: ۱۲۸≤w≤۱۹۱

Class C: ۱۹۲≤w≤۲۲۳

Class D: ۲۲۴≤w≤۲۳۹

Class E: ۲۴۰≤w≤۲۵۵

اما از کلاس های بالا A,B,C در اختیار ما و در اینترنت کاربرد دارد ، دو کلاس D,E در شبکه و اینترنت قابل استفاده نیستند. پرا که کلاس D مربوط به Multicast و کلاس E مربوط به سازمان توزیع IP Address یعنی (IANA(Internet Assigned Numbers Authority .

یک آدرس از دو قسمت تشکیل شده: IP=Net-ID+Host-ID

Net-ID و Host-ID

قسمتی از IP Address که در همه نودها مشترک بوده و باعث می شود همه نودها در یک شبکه قرار گرفته ، بتوانند با یکدیگر در ارتباط باشندرا Net-ID می نامند.

IP Address مانند یک کد پستی عمل میکند ، به این صورت که اگر برای مثال، کد پستی خانه شما ۵۲۳۳۱-۸۹۴۱۶ باشد ، همه خانه هایی که در منطقه شما قرار دارند در قسمت ………-۸۹۴۱۶ با خانه شما مشترکند . این در واقع نشان دهنده همه خانه هایی است که در این محله ساخته شده اند ، اما ۵ رقم دوم به صورت منحصر بفرد است و در منطقه تکرار نشده و همین امر باعث می شود چیزی به نام Conflict وجود نداشته باشد و ۵ رقم دوم برای خانه ما همان Host-ID است که در یک شبکه منحصر بفرد و تکرار نشدنی است.

اما چگونه این دو بخش را از هم جدا کنیم؟؟

Subnet Mask

یک تعریف ساده برای Subnet Mask : جدا کننده مرز بین Net-ID از Host-ID

این عبارت در هر کلاس متفاوت است:

Class A: 255.0.0.0

Class B: 255.255.0.0

Class C: 255.255.255.0

و خوب طبعا دو کلاس دیگر ، از این عبارت استفاده نمی کنند.

و اما کاربرد این عبارت:

اگر Subnet Mask را در IP Address ضرب منطقی کنیم ، یعنی بیت در بیت ضرب کنیم ، عدد حاصل همان Net-ID یا قسمت مشترک در همه کامپیوتر ها خواهد بود.

اگر آدرس ۹۵٫۲۵٫۶۴٫۲۵۰ را در نظر بگیریم ، کامپیوتر ای ن این آدرس را باینری کرده و در باینری Subnet Mask کلاس A ، ضرب میکند.

۲۵۰ ۶۴ ۲۵ ۹۵

۰۱۰۱۱۱۱۱٫۰۰۰۱۱۰۰۱٫۰۱۰۰۰۰۰۰٫۱۱۱۱۱۰۱۰

۱۱۱۱۱۱۱۱٫۰۰۰۰۰۰۰۰٫۰۰۰۰۰۰۰۰٫۰۰۰۰۰۰۰۰

——————————————————

۰۱۰۱۱۱۱۱٫۰۰۰۰۰۰۰۰٫۰۰۰۰۰۰۰۰٫۰۰۰۰۰۰۰۰

۹۵٫۰٫۰٫۰ برابر با Net-ID

پس هر نودی که می خواهد در این شبکه قرار گیرد باید اکتت اول خود را ۹۵ قرار داده و اکتت های دوم ،سوم و چهارم در این رنج Host-ID اند.

همانطور که در Subnet Mask می بینید ، این عبارت از یک های پشت سر هم از سمت چپ و به دنبال آن ۰ های پشت سر هم به سمت راست پر شده

۱۱۱۱۱۱۱۱٫۰۰۰۰۰۰۰۰٫۰۰۰۰۰۰۰۰٫۰۰۰۰۰۰۰۰ : ۲۵۵٫۰٫۰٫۰

و وقتی ضرب منطقی این عبارت در آی پی آدرس انجام می شود هر جا یک های پشت سر هم هستند ، همان اکتت به پایین آمده و Net-ID را تشکیل می دهد.

۰۱۰۱۱۱۱۱.۰۰۰۱۱۰۰۱٫۰۱۰۰۰۰۰۰٫۱۱۱۱۱۰۱۰

۱۱۱۱۱۱۱۱.۰۰۰۰۰۰۰۰٫۰۰۰۰۰۰۰۰٫۰۰۰۰۰۰۰۰

——————————————————

۰۱۰۱۱۱۱۱.۰۰۰۰۰۰۰۰٫۰۰۰۰۰۰۰۰٫۰۰۰۰۰۰۰۰

بر این اساس می توان گفت :

عبارت Subnet Mask تشکیل شده از یک های پشت سر هم از سمت چپ که نماینده Net-ID و صفر های پشت سر هم به سمت راست ، که نماینده Host-ID می باشد.

بدین صورت اگر IP : ۱۲۸٫۲۵۰٫۳۳٫۶۹ به شما داده شود ، در ابتدا کلاس آدرس را تشخیص دهید و بعد subnet mask را طبق قانون گفته شده پیدا کنید و سپس ضرب منطقی IP * SubnetMask = Net-ID

۱- Class: B

۲- ۲۵۵٫۲۵۵٫۰٫۰ :Subnet Mask

۳- ۱۲۸٫۲۵۰٫۰٫۰ :Net-ID

جدول Class-Full

تعداد Net-ID در هر کلاس و تعداد Host-ID nدر هر رنج شبکه

خوب با توجه به Subnet Mask در کلاس A و هم چنین تعریف آخر این عبارت به این نتیجه میرسیم که ۲۵۵٫۰٫۰٫۰ ، که ۸ بیت اول آن نماینده Net-ID است ، می تواند تعداد شبکه های موجود در کلاس A را مشخص نماید، به این صورت که ، به دلیل وجود ۸ بیت یک ، در

Subnet Mask ، تعداد شبکه های موجود ۲۵۶ عدد است (۲۵۶=۲^۸) . در اینجا باید در نظر داشته باشیم که اکتت اول دارای محدودیت است و در کلاس A، اکتت اول از ۱تا ۱۲۶ می باشد. در نتیجه تعداد شبکه در کلاس A برابر ۱۲۶ عدد است.

۲۵۵٫۰٫۰٫۰ ۱٫۰٫۰٫۰

۲۵۵٫۰٫۰٫۰ ۲٫۰٫۰٫۰

۲۵۵٫۰٫۰٫۰ ۳٫۰٫۰٫۰٫۰

۲۵۵٫۰٫۰٫۰ ۱۲۶٫۰٫۰٫۰

تعداد نودها در هر شبکه نیز به تعداد صفرها در Subnet Mask بستگی دارد که در این کلاس بربر ۲۴ عد صفر و تعداد Host در هر شبکه برابر (۲-۲^۲۴ ) می شود .چیزی حدود ۱۶ میلیون آدرس در هر شبکه ، که عددی است غیر منطقی. و اما (۲-) در عبارت ،به دو قانون باز می گردد:

۱- تمام بیت های Host-ID نمی تواند صفر باشد ، چرا که برابر Net-ID می شود . مانند: ۱٫۰٫۰٫۰ را نمی توان به یک نود اختصاص داد ، چرا که خودش شناسه شبکه است.

۲- تمام بیت های Host-ID نمی تواند یک باشد ، چرا که برابر آدرس BroadCast در آن شبکه می شود . مانند: ۱٫۲۵۵٫۲۵۵٫۲۵۵ را نمی توان به یک نود اختصاص داد ، چرا که خودش شناسه ارسال به همه در آن شبکه است.

به همین ترتیب تعداد Net-ID و Host-ID در کلاسهای B,C محاسبه می شود.

^{Class B}

^{۱۶بیت اول یک و ۱۶ بیت دوم صفر ، اما بایستی محدوده اکتت اول را در نظر گرفت}^{۲۵۵٫۲۵۵٫۰٫۰}