IPچیست:

Ip آدرس مانند کد پستی یک شماره جهت شناسایی یک دستگاه ( کارت شبکه) در شبکه داخلی و یا اینترنت می‌باشد، این آدرس  در شبکه محلی و یا اینترنت باید اختصاصی باشد، یعنی اگر دستگاه در شبکه داخلی کار میکند آدرس IP آن باید یکتا باشد و در جای دیگری تکرار نشده باشد تا بسته‌های ارسالی به مقصد مورد نظر ما برسد(در صورتی که IP تکراری باشد به اصطلاح Conflict رخ میدهد و مشکل در شبکه جهت شناسایی آن دستگاه‌ها پیش میاید)

IP آدرس مختص پروتکل TCP/IP است

Protocol چیست؟
زبانی که کامپیوتر‌ها را قادر می‌سازد تا با یکدیگر ارتباط برقرار کنند، پروتکل گویند. به صورت صحیح تر، پروتکل‌ها قوانین و قواعد‌های نرم افزاری هستند که بر اساس لایه‌های مختلف OSI طراحی شده اند تا به سیستم‌ها توانایی ارتباط با یکدیگر را بدهند. همچنین محیط‌هایی هستند که در آنها چندین پروتکل با همدیگر مشغول کار هستند. به این محیط‌ها Protocol Stack می‌گویند.
تعداد پروتکل‌ها بسیار زیاد است و هر قسمت از سیستم، از پروتکل خاصی برای ارتباط استفاده می‌کند. چند پروتکل مهم TCP/IP ، Net BEUI، IPX/SPX ، UDF می‌باشد.

پروتکل TCP/IP یا Transmission Control Protocol / Internet Protocol به چندین دلیل بر سایر پروتکل‌ها در این زمینه پیشی گرفته است و امروزه به یکی از پر کاربرد ترین پروتکل‌ها در جهان تبدیل شده است. مهمترین دلایل برتری این پروتکل ویندوزی، امنیت بالا، سازگاری با روتر و کاربر آن در شبکه‌های بزرگ و همچنین شبکه‌های کوچک است. شکل کلی آن به صورت W.X.Y.Z است. به هر یک از این حروف، Octetگفته میشود. در ضمن هر کدام از این حروف، در مبنای ۱۰ می‌توانند تا ۲۵۵ عدد گذاری شوند. بنابراین هر خانه در مبنای ۲، ۸ بیتی می‌شود و چون ۴ خانه داریم، مجموعن ۳۲ بیت می‌شود!

 

 کلاس‌های مختلف IP

کلاس A
شبکه های کلاس A برای شبکه هایی که تعداد شبکه هایشان کم ,ولیکن تعداد میزبانهایشان زیاد است و معمولا برای استفاده توسط انستیتوهای دولتی و آموزشی انتخاب میشوند مناسب هستند
در یک آدرس شبکه کلاس A ,بخش نخست آن نشان دهنده آدرس شبکه (network address) و سه بخش دیگر نیز نشاندهنده آدرس میزبان (host address) در شبکه است.بطور مثال IP 10.20.20.20 عدد ۱۰ به آدرس شبکه و عدد ۲۰٫۲۰٫۲۰ به آدرس میزبان تعلق دارد
در آدرس دهی کلاس A اولین بیت صفر میباشد

۰۱۱۱۱۱۱۱ = ۰ + ۶۴ + ۳۲+ ۱۶+ ۸+ ۴+ ۲+ ۱ = ۱۲۷

کلاس B
شبکه های کلاس B برای شبکه هایی که تعداد شبکه هایشان بین شبکه های بسیار بزرگ و بسیار کوچک است در نظر گرفته شده است
در یک آدرس شبکه کلاس B دو بخش نخست آن نشان دهنده آدرس شبکه و دو بخش دیگر نشاندهنده آدرس میزبان است
بطور مثال IP 172.16.10.10 عدد ۱۷۲٫۱۶ به آدرس شبکه تعلق دارد و عدد ۱۰٫۱۰ به آدرس میزبان تعلق دارد
ِدر آدرس دهی کلاس B دومین بیت صفر میباشد

۱۰۱۱۱۱۱۱ = ۱۲۸+ ۰+ ۳۲+ ۱۶+ ۸+ ۴+ ۲+ ۱ = ۱۹۱

 

کلاس C
شبکه های کلاس C برای شبکه هایی که تعداد شبکه های زیادی دارند اما میزبان کمتری دارند تدارک داده شده است
در یک آدرس شبکه کلاس C , سه بخش نخست آن نشان دهنده آدرس شبکه و بخش آخر به آدرس میزبان تعلق دارد
بطور مثال IP 192.168.10.20 عدد ۱۹۲٫۱۶۸٫۱۰ به آدرس شبکه و ۲۰ به آدرس میزبان تعلق دارد
در ای پی آدرس دهی کلاس C , سومین بیت صفر میباشد

۱۱۰۱۱۱۱۱ = ۱۲۸ + ۶۴+ ۰+ ۱۶+ ۸+ ۴ + ۲+ ۱ = ۲۲۳

 

کلاس D
آدرس کلاس D برای Multicasting استفاده میشود
بدلیل اینکه این آدرس رزو شده است بهمین دلیل از بحث درباره آن خوداری میکنیم
در کلاس D چهارمین بیت صفر میباشد

۱۱۱۰۱۱۱۱= ۱۲۸+۶۴+۳۲+۰+۸+۴+۲+۱=۲۳۹

Multicasting
فرایند ارسال یک پیام,همزمان به بیش از یک مقصد در شبکه را گویند

کلاس E
آدرسهای کلاس E برای research and Development استفاده میشود

 

در هر کلاس دو نوع IP Address(آدرس ای پی ) موجود میباشد

آدرس ای پی خصوصی Private address
آدرس ای پی عمومی public address

Private address
برای تعیین شبکه های محلی استفاده میشود و برای استفاده از آنها احتیاج به هیچ مجوزی نیست
public address
برای تعیین شبکه های عمومی استفاده میشود و باید از سازمان IANA مجوز داشت

IANA(Internet Assigned Numbers Authority)

چگونه میتوان تشخیص داد ای پی عمومی است یا خصوصی ؟
برای IP های خصوصی یک رنج موجود میباشد اگر IP در آن رنج بود خصوصی است در غیر اینصورت IP عمومی است

 

IPخصوصی

برای جلوگیری از هدردهی آی‌پی در هر کلاس، یک محدودهٔ آی‌پی برای شبکه‌های خصوصی (مانند شبکهٔ داخلی ادارات و شرکت‌ها) در نظر گرفته شده‌است

۱۰٫۰٫۰٫۰ الی ۱۰٫۲۵۵٫۲۵۵٫۲۵۵: این رنج برای استفاده در شبکه‌های محلی رزور شده است. با این رنج ۱ شبکه به همراه ۲۵۶*۲۵۶*۲۵۶ کامپیوتر خواهیم داشت. علت واضح است. در کلاس A، تنها Octed اول یعنی W، شماره شبکه(Net ID) است. چون در هر دو رنج، عدد ۱۰ تغییر نکرده است بنابراین یک شبکه بیشتر نخواهیم داشت. تعداد کامپیوتر‌ها هم که سه Octed بعدی خواهد بود.
۱۷۲٫۱۶٫۰٫۰ الی ۱۷۲٫۳۱٫۲۵۵٫۲۵۵: باز هم برای استفاده در شبکه‌های محلی با این تفاوت که در این حالت ۱۶ شبکه خواهیم داشت.
۱۹۲٫۱۶۸٫۰۰٫ الی ۱۹۲٫۱۶۸٫۲۵۵٫۲۵۵: این رنج هم برای استفاده ی Local با ۲۵۵ شبکه. شاید بعضی از دوستان با این آدرس IP آشنا باشند. علت استفاده از این رنج همین است که در اینترنت از آن استفاده نمی‌شود و همچنین شبکه‌های بیشتری دارد و با وجود تعداد کمتر کامپیوتر در هر شبکه(نهایتن ۲۵۵ کامپیوتر در هر شبکه)، IP‌ها را بی جهت مصرف نمی‌کند. یکی از اصول مهم، استفاده ی درست و به مقدار از آدرس‌های IP است که در شبکه‌های کوچک تا متوسط، رنج ۱۹۲٫۱۶۸ کاملا جواب میدهد.

۱۲۷٫۰٫۰٫۱: این IP هم در اینترنت وجود خارجی ندارد! Loopback کردن، Ping کردن و همچنین استفاده در Troublesshooting(اشکال زدایی) از کاربرد‌های این IP است!
۱۶۹٫۲۵۴٫۰٫۰: به جای اون ۰٫۰ شما Y.Z بگذارید. به این معنا که هر دو عدد تا ۲۵۵ قابل مقدار دهی هستند. این IP یک کاربرد خاص دارد که گفتنش نیاز به توضیح فراوان دارد.  این رنج در اینترنت وجود ندارد و برای اختصاص IP در حالت APIPA رزرو شده است.

 

با توجه به افزایش دستگاه‌هایی که از پروتکل اینترنت استفاده می‌کنند، در آینده نزدیک هیچ آی پی آدرس نسخه ۴ ای آزاد باقی نخواهد ماند. بنابراین برای افزایش تعداد آی پی های آزاد، نسخه ۶ آن  با نام IPv6 طراحی شد. به دلیل تازه بودن این نسخه، استفاده از آن گسترده نیست و نسخه ۴ تقریباً به صورت کامل نیازهای آی پی آدرس را تامین می‌کند. به عبارت دیگر تقریباً ۹۶ درصد کل ترافیک اینترنت از آی پی آدرس های نسخه ۴ استفاده می‌کنند. اما در آینده نزدیک حتماً به این نسخه از آی پی ها نیاز خواهیم داشت.

در نسخه ۶، آی پی آدرس ها یک عبارت ۱۲۸ بیتی (شامل ۸ بخش ۱۶ بیتی) بوده و هر بخش به وسیله کاراکتر دو نقطه (:) از هم جدا می‌شوند. ساختار این آی پی نسبت به نسخه ۴ پیچیده تر بوده و یک IP آدرس نسخه ۶  مانند عبارت زیر است:

۲۶۰۱:F0A0:9002:E051:0000:0000:0000:C91D

همان طور که می‌بینید این نسخه دارای ۷ کاراکتر دو نقطه است که بخش‌های ۱۶ بیتی که شامل اعداد و حروف استاندارد هگزادسیمال (حروف A, B, C, D, E, F) هستد را از یکدیگر جدا کرده است. برای راحتی در خواندن این عبارت، قسمت‌هایی که دارای چهار رقم صفر هستند می‌توانند حذف شوند. بنابراین ساده شده آی پی آدرس بالا، عبارت زیر است:

۲۶۰۱:F0A0:9002:E051::C91D

همان طور که گفته شد این عبارت‌ها برای کامپیوتر هیچ مفهومی نداشته و باید تبدیل به عبارت باینری شوند. در این تبدیل مقادیر هر بخش به یک عبارت ۱۶ بیتی تبدیل می‌شود. یعنی تبدیل شده باینری عبارت بالا کد زیر است:

۰۰۱۰۰۱۱۰۰۰۰۰۰۰۰۱:۱۱۱۱۰۰۰۰۱۰۱۰۰۰۰۰:۱۰۰۱۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۱۰:۱۱۱۰۰۰۰۰۰۱۰۱۰۰۰۱:۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰:۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰:۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰:۱۱۰۰۱۰۰۱۰۰۰۱۱۱۰۱

 

محدوده و بزرگی IP آدرس نسخه ۶:

با توجه به ۱۲۸ بیتی بودن آی پی نسخه ۶، با انجام یک محاسبه (۲^۱۲۸) می‌توان کل آی پی هایی که قابل استفاده هستند را حساب کرد. بنابراین آی پی نسخه ۶ می‌تواند دارای ۳٫۴×۱۰^۳۸ حالت مختلف باشد. یعنی حدود ۳۴۰ آندسیلیون (!) یا به صورت دقیق ۳۴۰۲۸۲۳۶۶۹۲۰۹۳۸۴۶۳۴۶۳۳۷۴۶۰۷۴۳۱۷۶۸۲۱۱۴۵۶ آی پی مختلف. این یعنی ۷۹۲۲۸۱۶۲۵۱۴۲۶۴۳۳۷۵۹۳۵۴ برابر بیشتر از آی پی آدرس نسخه ۴ می‌تواند آدرس داشته باشد! برای درک بهتر این عدد با توجه به وسعت ۵۱۰۰۷۲۰۰۰ کیلومتر مربعی کره زمین، حدوداً برای هر متر مربع ۶۶۷۱۲۶۱۴۴۷۸ آی پی مختلف وجود خواهد داشت!