Adresace v IP sítích, základní principy
Protokol IP je protokol 3. vrstvy OSI (síťové) a jeho úkolem je zajistit adresaci a bezspojovou přepravu datagramů v rámci síťového prostředí.
Adresace v počítačových sítích, nezávisle na typu protokolu, musí zajistit unikátnost adresy uzlu v rámci celé sítě. Tento problém je řešen logickým rozdělením adres na část adresy sítě a adresy uzlu (jde o jakousi analogii telefonních čísel, kde je koncový uzel jednoznačně určen dvojicí číslo předvolby a číslo koncové stanice).
Nejdůležitějším protokolem se společně s rozvojem Internetu stal protokol IP. Nejde pouze o jeden protokol, ale o celou sadu protokolů. Tato sadu lze popsat na základě sedmivrstvého modely OS. Z plejády protokolů se v této části budeme věnovat právě tomu jenž dal celé sadě jméno – Internetwork Protokolu (IP). Jde o protokol 3. vrstvy OSI (síťové) a jeho úkolem je zajistit adresaci a bezspojovou přepravu datagramů v rámci síťového prostředí.
V IP prostředí je konkrétní vyjádření adresy ve formátu 4 jednobytových čísel oddělených tečkami. Vypadá tedy následovně – x.x.x.x (např. 192.168.1.3). Rozdělení na část adresy sítě a adresy uzlu není úplně triviální jako u některých jiných protokolů (např. IPX, DECNet, Vines IP, …). Východiskem jsou nejvyšší bity prvního oktetu. Podle nich se adresy dělí do několika tříd z nichž nejvýznamnější jsou A, B a C. V následující tabulce znamená s část sítě a u část uzlů.
třída nejvyšší bity formát rozsah počet sítí počet uzlů
A 0 s.u.u.u 1..x.x.x až 126.x.x.x 126 16.777.214
B 10 s.s.u.u 128.0.x.x až 191.254.x.x 16.384 65.534
C 110 s.s.s.u 192.0.0.x až 223.254.254.x 2.097.150 254
D 111 s.s.s.u 224.0.0.x až 239.254.254.254 pro multicast aplikace
přičemž nuly v adrese sítí sice nejsou striktně zakázány, ale jejich použití se nedoporučuje – na síti se může vyskytnou zařízení, které je nepodporuje. V adrese uzlu se nula stejně tak jako číslo 255 vyskytnout nesmí. Adresní prostor 127 je rezervován pro loopback.
Aby situace nebyla tak jednoduchá byl definován pojem maska IP sítě, který problematiku lehce komplikuje.
Příklad IP sítě máme na obrázku. Máme 4 lokální sítě spojené pomocí směrovačů. V každé LAN musí být unikátní adresní rozsah. V příkladu je část sítě zvýrazněna :
i když označení uzlů souhlasí s označením tříd, jde skutečně, ale opravdu skutečně o souhru náhod :-)
uzel adresa
A 192.168.1.2
B 192.168.2.2
C 192.168.3.5
D 192.168.4.6
Zařízení spojující jednotlivé sítě, nazývané směrovače (router) vědí za kterým interfejsem je příslušná síť. Znalost je dána buď prostřednictvím staticky konfigurovaných informací nebo prostřednictvím dynamických informací předávaných některým ze směrovacích protokolů – např. RIP, OSPF, BGP, …. Unikátnost adresy pak zajišťuje správné doručení paketu od A k D. Pokud by došlo k chybné konfiguraci a např. síť s uzlem C měla nastavenu shodný rozsah se sítí s uzlem D, bude docházet ke zmatení směrovačů a síť nebude fungovat korektně.
To co platí v malé WAN síti se projevuje i v globální síti Internetu. Musí být zajištěna unikátnost adres. To ovšem vede k tomu, že všechny sítě k Internetu připojené by měly mít vlastní rozsah. S kalkulačkou lze velice rychle dojít ke konečnému počtu sítí a uzlů, které mohou být připojené. Východiska z této situace jsou dvě. Tím prvním byla definice IP protokolu v 6, která přináší kromě mnoha vylepšení především v oblasti bezpečnosti a priorit i významné zvětšení počtu sítí a uzlů. Jde ale o významný zásah spojený s rozsáhlými investicemi. Zejména z tohoto důvodu získalo větší význam druhé východisko řešící problematika podstatně levněji – jde o privátní adresní rozsahy.