مبانی آی پی ورژن ۴ – بخش اول

هر دستگاهی که دریک شبکه قراردارد یا به آن متصل است یک شماره شناسایی منطقی منحصر به فرد دارد که به آن آدرس IP  گفته می شود. آدرس های IP برای قابل فهم بودن افراد معمولاً به صورت دسیمال (ده دهی) بیان می شوند که با نقطه از یکدیگر جدا شده اند. اما در واقع به صورت رشته های بیتی صفرویک هستند. برای فهم بهتر به تصویر زیر نگاه کنید:

همانطور که در تصویر فوق مشاهده می کنید آی پی آدرسی که ما در ذهن خود تصور می کنیم ۱۷۲.۱۶.۲۵۴.۱ می باشد اما آن چیزی که کامپیوتر با آن سروکار دارد رشته ی بیتی ۱۰۱۰۱۱۰۰.۰۰۰۱۰۰۰۰.۱۱۱۱۱۱۱۰.۰۰۰۰۰۰۰۱ است. 

همانطورکه در شکل مشخص است ، آدرس آی پی از ۴ بخش تشکیل شده که هر بخش (یا هر اوکت) معادل ۸ بیت یا یک بایت است. در مجموع ۳۲ بیت آدرس آی پی در نسخه ی ۴ آن وجود دارد که هر کدام از ۸ بیت می تواند ۰ یا ۱ باشد. یعنی برای هر هشت تایی ۲ به توان ۸(۸^۲) برابر با ۲۵۶ عدد مخلتف را می توان در نظر گرفت.

پس هر عدد که بین نقطه ها قرار می گیرد می تواند بین ۰ – ۲۵۵ باشد. با توجه به این که ۴ عدد داریم که با نقطه از هم جدا می شوند مجموعاً ۲ به توان ۳۲ یا ۴۲۹۴۹۶۷۲۹۶ عدد منحصر به فرد خواهیم داشت.

در نتیجه در حدود ۴.۳ میلیارد عدد را می توان برای آدرس های IP منحصر به فرد معین کرد. البته با صرف نظر از تعدادی آدرس معین که استفاده از آن ها برای عموم محدود شده است. مثلاً آدرس IP به صورت ۰. ۰. ۰. ۰ به عنوان شبکه Default و آدرس ۲۵۵. ۲۵۵. ۲۵۵. ۲۵۵ برای Broadcast رزرو شده اند.

دراین قسمت یک مثال دیگر را با تصویر نمایش می دهیم:

کار آی پی این هست که به ما نشان دهد ، دستگاه متعلق به چه شبکه ای هست. درآن شبکه شماره اش چیست؟ خود آی پی هم از دو بخش تشکیل می شود یک بخش که شماره شبکه هست و به آن NetId یا (Network Identifier) و بخش دیگر که شماره کامپیوتر و یا تجهیزات هست که به آن HostId یا (Host Identifier) گویند. (مثل آدرس دادن تو دنیای واقعی که NetId می شه کوچه و HostId میشه یه پلاکی توی اون کوچه)

همان طور که در تصویر مشاهده می کنید یک آی پی مثال زده شده و بخش های مرتبط با HOST و NET با رنگ از هم جدا شده اند.

تفکیک این دو بخش دارای یک قانون بسیار ساده هست به نام کلاس بندی، بنابراین با این کلاس بندی می توان شبکه هایی با سایز های مختلف ایجاد کرد و  این امکان را که آدرس های IP برای شبکه های خود اختصاص دهیم را میسر می سازد. برای این منظور به توضیح مفهومی به نام کلاس های IP می پردازیم:

کلاس های IP

دلایل متفاوتی برای یادگیری و استفاده از کلاس های آی پی وجود دارد که البته امروزه خیلی مورد استفاده قرار نمی گیرد ولی برای اینکه این بحث را شروع کنیم به این مورد اکتفا می کنیم که برای مشخص شدن بخش مربوط به HostId و NetID نیازبه تشخیص کلاس آی پی خواهیم داشت. 

IP Address ها به ۵ کلاس مختلف تقسیم می شوند.  A , B , C , D , E.

سه کلاسِ پایه‌ایِ مختلفِ نشانی‌دهیِ آی‌پی، برای شبکه‌های بزرگ، متوسط و کوچک وجود دارد. کلاس A برای شبکه‌های بزرگ، کلاس B برای شبکه‌های متوسط و کلاس C برای شبکه‌های کوچک است.شاید از خودتان بپرسین که چرا می گم مثلا کلاس A برای شبکه های بزرگ و یا کلاس B برای شبکه های متوسط استفاده می شه؟

به این تصویر دقت کنید :

 همان طور که در شکل قابل فهم است تعداد بیت های قابل آدرس دهی در کلاس A در قسمت Network کم تر از کلاس B و بسیار کم تر از کلاس C می باشد

برای درک بهتر هر کدام از کلاس ها را جداگانه شرح می دهیم:

کلاس A

بزرگترین شبکه از نظر آدرس دهی در این کلاس انجام می شود و Octet اول شماره شبکه و سه Octet باقی مونده تعداد هاست ها را معین می کند. 

در Octet اول ۸ بیت برای آدرس دهی شبکه استفاده می شود که در شکل ۷ تای آن ها را مشخص کرده و دلیل آن هم این است که بیت اول تمام آدرس IP ها نشان دهنده ی کلاس IP و ثابت است. (ازچپ به راست) که در تصویر بیت صفر کاملا قابل مشاهده می باشد و مابقی ۲۴ بیت دیگر برای آدرس دهی Host مورد استفاده قرار می گیرد که البته این روش مشخص کردن کلاس (بیت اول صفر باشه) برای زمانی که رشته های بیتی مدنظر است استفاده می شود اما زمانی که آدرسIP به صورت ده دهی باشد باید به گونه ی دیگر عمل کنیم؛ به تصویر توجه کنید:

در این تصویر همانطور که مشاهده می کنید در قسمت Octet Range عدد مورد نظر بین ۱تا ۱۲۶ هستش و این رنج مشخص کننده آی پی در کلاس A می باشد.

نتیجه اینکه اگر آدرسی به صورت رشته ی بیتی وجود داشت و بیت اول از سمت چپ برابر با صفر بود و یا آی پی به صورت ده دهی بود و اوکتت اول عددی بین ۱تا ۱۲۶ بود می گوییم آی پی مورد نظر در کلاس A قرار دارد.

حال یک پرسش مهم! شبکه هایی با کلاس های آی پی متفاوت ، بدون حضور روتر ، نمی توانند با یکدیگر ارتباط برقرار کنند. چرا؟! 

علت این امر را در این ویدیو مشاهده کنید.