IPv4

IP- адреси ( Internet Protocol version 4 , інтернет протокол версії 4 ) - являють собою основний тип адрес , використовуваний на мережевому рівні моделі OSI , для здійснення передачі пакетів між мережами. IP- адреси складаються з чотирьох байт , наприклад 192.168.100.111 .

Присвоєння IP- адрес хостам здійснюється :

вручну , налаштовується системним адміністратором під час налаштування обчислювальної мережі ; автоматично, з використання спеціальних протоколів (зокрема , за допомогою протоколу DHCP - Dynamic Host Configuration Protocol , протокол динамічної конфігурації хостів ) . Протокол IPv4 розроблений у вересні 1981 року.

 

Протокол IPv4 працює на межсетевом (мережному ) рівні стека протоколу TCP / IP. Основним завданням протоколу є здійснення передачі блоків даних ( дейтаграм ) від хоста - відправника , до хоста - призначення, де відправниками та одержувачами виступають обчислювальні машини , однозначно ідентифікуються адресами фіксованої довжини (IP- адресами ) . Також інтернет протокол IP здійснює , у разі потреби , фрагментацію і збору відправляються дейтаграм для передачі даних через інші мережі з меншим розміром пакетів.

Недоліком протоколу IP є ненадійність протоколу , тобто перед початком передачі не встановлюється з'єднання , це говорить про те , що не підтверджується доставка пакетів , не здійснюється контроль коректності отриманих даних (за допомогою контрольної суми ) і не виконується операція квітірованія (обмін службовими повідомлення з вузлом - призначення та його готовністю прийому пакетів).

Протокол IP відправляє і обробляє кожну дейтаграмму як незалежну порцію даних , тобто не маючи ніяких інших зв'язків з іншими дейтаграммами в глобальній мережі інтернет.

Після відправки дейтаграми протоколом IP в мережу , подальші дії з цією дейтаграмою ніяк не контролюються відправником . Виходить , що якщо дейтаграмма , з якихось причин , не може бути передана далі по мережі , вона знищується. Хоча вузол , який знищив дейтаграмму , має можливість повідомити про причину збою відправнику, за зворотною адресою (зокрема за допомогою протоколу ICMP ) . Гарантію доставки даних покладені на протоколи вищого рівня ( транспортний рівень ) , які наділені для цього спеціальними механізмами ( протокол TCP) .

Як відомо , на мережевому рівні моделі OSI працюють маршрутизатори. Тому , однією із самих основних завдань протоколу IP - це здійснення маршрутизації дейтаграм , іншими словами, визначення оптимального шляху проходження дейтаграм (за допомогою алгоритмів маршрутизації ) від вузла - відправника мережі до будь-якого іншого вузла мережі на підставі IP адреси.

Алгоритм роботи протоколу ip на якому-небудь вузлі мережі приймаючого дейтаграмму з мережі виглядає наступним чином:

Формат заголовка IP

Структура IP пакетів версії 4 представлена ​​на малюнку

• Версія - для IPv4 значення поля має дорівнювати 4.

• IHL - (Internet Header Length) довжина заголовка IP-пакета в 32-бітних словах (dword). Саме це поле вказує на початок блоку даних в пакеті. Мінімальна коректне значення для цього поля дорівнює 5.

• Тип обслуговування (Type of Service, акронім TOS) - байт, що містить набір критеріїв, що визначають тип обслуговування IP-пакетів, представлений на малюнку.

Опис байта обслуговування побітно:

• 0-2 - пріоритет (precedence) даного IP-сегмента
• 3 - вимога до часу затримки (delay) передачі IP-сегмента (0 - нормальна, 1 - низька затримка)
• 4 - вимога до пропускної спроможності (throughput) маршруту, по якому повинен відправлятися IP-сегмент (0 - низька, 1 - висока пропускна здатність)
• 5 - вимога до надійності (reliability) передачі IP-сегмента (0 - нормальна, 1 - висока надійність)
• 6-7 - ECN - явне повідомлення про затримку (управління IP-потоком).