IP-adres

Schrijver: Leandro Alegsa Aanmaakdatum: 17 december 2020

Een IP-adres is een label dat wordt gebruikt om een of meer apparaten op een computernetwerk, zoals het internet, te identificeren. Het is vergelijkbaar met een postadres. Een IP-adres is een lang getal dat in binaire vorm is geschreven. Aangezien dergelijke nummers moeilijk te communiceren zijn, worden IP-adressen meestal geschreven als een set nummers in een bepaalde volgorde. Apparaten die IP-adressen gebruiken, gebruiken het internetprotocol om te communiceren.

De Internet Assigned Numbers Authority wijst IP-adressen toe aan regionale internetregisters (RIR's). De RIR's wijzen ze toe aan Internet Service Providers. Internet Service Providers wijzen vervolgens IP-adressen toe aan hun klanten. Vaak hebben mensen thuis een router of gateway, waarop ze computers, printers en andere apparaten aansluiten. Deze routers of gateways zijn vaak geconfigureerd om "lokale" IP-adressen toe te wijzen aan de apparaten die zijn aangesloten.

Elk adres bestaat uit twee delen: Een dat de computer of groep van computers specificeert, en een ander dat het netwerk specificeert. Een apparaat kan meer dan één IP-adres hebben. Bepaalde typen IP-adressen worden gebruikt om een groep apparaten aan te spreken, terwijl andere worden gebruikt om slechts één apparaat aan te spreken. Bepaalde typen adressen zijn uniek, andere kunnen worden hergebruikt. Een aantal IP-adressen wordt voor speciale doeleinden gebruikt, bijvoorbeeld om automatisch een IP-adres te verkrijgen.

Een IP-adres wordt geconverteerd naar een fysiek of een Media Access Control Adres met behulp van het Address Resolution Protocol (ARP). Als een IP-adres uw telefoonnummer is, dan is uw MAC-adres uw naam. U kunt uw telefoonnummer wijzigen, maar uw naam zal niet veranderen.

Voorbeeld

Stel dat een van onze vrienden ons wil ontmoeten, maar dat ze ons adres niet kennen. Hij vraagt naar ons adres en dan geven we ons adres op zoals 02, Vidyapuri Road, Supaul, Bihar, India. Na het geven van het adres kan hij of zij ons adres gemakkelijk vinden. Hetzelfde wordt gedaan in het geval van internet. Elk netwerk krijgt een adres toegewezen.

Wie wijst het IP-adres toe?

IANA (Internet Assigned Numbers Authority) wijst het IP-adres toe. IANA is verantwoordelijk voor het IP-adresseringssysteem

Hoe een IP-adres eruit ziet

Een IP-adres is een lang binair getal, gemaakt van enen en nullen. Een IPv4-adres is 32 binaire cijfers (of bits) lang. Een IPv6 is 128 bits lang, waardoor veel meer IP-adressen kunnen worden gebruikt. IP adressen worden meestal geschreven in een voor mensen leesbare vorm, waarbij 8 bits gegroepeerd zijn in één octet. IPv4 adressen worden meestal geschreven als een groep van vier getallen. Elk getal kan een waarde van 0 tot 255 aannemen. IPv6 adressen worden geschreven als een groep van acht hexadecimale getallen. Veel Ipv6-adressen bevatten veel nullen. Er zijn speciale regels die zeggen dat deze nullen in bepaalde gevallen niet geschreven hoeven te worden.

Openbare en privéadressen

Bepaalde IP-adressen kunnen vrij worden toegewezen op het lokale netwerk. Omdat ze niet uniek zijn, worden ze niet gerouteerd op het internet. De vrij toewijsbare adressen worden privé-IP-adressen genoemd, de unieke adressen worden openbaar genoemd. Om te worden gerouteerd, moet een privé-adres worden vertaald naar een openbaar adres. Dit proces van vertalen tussen privé en publieke adressen wordt netwerkadresvertaling of NAT genoemd. Routers en firewalls voeren deze taak vaak ook uit.

Het bereiken van een of meer apparaten

Er zijn drie verschillende soorten adressen:

Unicast-adressen: Het adres is toegewezen aan één specifiek apparaat. Dit is het meest voorkomende geval, de meeste adressen zijn unicast-adressen.
Uitzendadressen: adresseer alle computers op hetzelfde netwerk. Er zijn bepaalde gevallen waarin dit nuttig is, bijvoorbeeld om automatisch een nieuw adres te verkrijgen. De afzender stuurt de gegevens één keer door en de apparaten die voor de routering van de gegevens worden gebruikt, maken zo nodig kopieën.
Multicast-adressen: Deze zaak is vergelijkbaar met de uitzendzaak hierboven: Sommige apparaten zijn geïnteresseerd in het ontvangen van bepaalde gegevens, en het netwerk kopieert de gegevens als dat nodig is. Het grote verschil met bovenstaande broadcast case is dat alle apparaten die zijn aangesloten op het broadcast netwerk de gegevens zien die worden verzonden met behulp van broadcast. Bij multicast moeten apparaten zich abonneren om een bepaalde inhoud te kunnen zien. De apparaten op hetzelfde netwerk die niet geabonneerd zijn, zullen de inhoud niet zien.

Unicast: één afzender, één ontvanger

Uitzending: één afzender, veel ontvangers, allemaal op hetzelfde (sub)netwerk. Alle apparaten zien de gegevens

Multicast: één afzender, veel ontvangers. Slechts een geselecteerd aantal apparaten (meestal opgeroepen abonnees) zien de gegevens.

Het verkrijgen van een nieuw IP-adres

Er zijn verschillende manieren om een nieuw IP-adres te krijgen en niet meer geblokkeerd te worden voor vandalisme. Eén daarvan heet Bootstrap Protocol (meestal afgekort tot BOOTP). Het apparaat dat een nieuw adres nodig heeft, weet niet in welk netwerk het zich bevindt, dus gebruikt het een IP adres van alle nullen (0.0.0.0) die het als een uitzending naar het huidige netwerk stuurt, op een speciale poort. Daarnaast stuurt het het MAC-adres van de netwerkkaart, plus een willekeurig getal van 4 bytes. De BOOTP-server stuurt een antwoord, ook als broadcast, naar een andere poort. Het antwoord bevat het mac-adres van de client, het willekeurige nummer en het IP-adres van de client. Wanneer de client de gegevens ontvangt, zal hij het opgegeven adres instellen. Als de BOOTP-server op die manier is geconfigureerd, zal hij ook het IP-adres en de hostnaam van de BOOTP-server sturen, de naam en het pad naar een bestand dat moet worden geladen om de client op te starten (met TFTP) of de naam van een map, die de client moet mounten met NFS.

DHCP breidt BOOTP uit en maakt het mogelijk om meer informatie te versturen, zoals het adres van een tijdserver of informatie die nuttig is voor de routing.

Automatisch verkregen IP-adressen kunnen dynamisch of statisch zijn. Statische adressering betekent dat dezelfde machine altijd hetzelfde IP-adres krijgt. Bij dynamische adressen krijgt een apparaat het volgende adres dat niet wordt gebruikt. Dynamische adressen die worden gebruikt moeten van tijd tot tijd worden herzien. Als ze niet worden vernieuwd, kunnen ze worden gebruikt voor andere apparaten.

IP-versie 4

Bij IPv4 bestaat elk adres uit vier 8-cijferige binaire getallen, die octetten worden genoemd. Een IPv4-adres is in totaal 32 bits. Het grootste getal dat men kan maken met 8 reguliere cijfers is 99.999.999, maar het grootste getal dat men kan maken met 8 binaire cijfers is 255 (11111111 in binair), dus elk octet kan een willekeurig getal zijn van 0 tot 255.

Een IPv4-adres kan er zo uitzien:

198.51.100.137

Elk octet wordt omgezet in zijn decimale vorm en gescheiden door een punt.

Ook zijn er speciale betekenissen verbonden aan twee verschillende eindnummers. In het algemeen staat een laatste nummer van 0 voor het netwerk (basisadres genoemd), en een laatste nummer van 255 voor alle hosts op dat netwerk (uitzendadres genoemd). Computers die zich op hetzelfde lokale netwerk bevinden, delen 3 van de 4 nummers. Een computer kan zich op meer dan één netwerk bevinden. Hij kan ook meerdere namen hebben.

Openbare/particuliere adressen

Het probleem met IPv4 is dat het slechts 4,3 miljard adressen toelaat, en we hebben ze bijna allemaal gebruikt. Om dit te vertragen is Network Address Translation (NAT) gemaakt. Network Address Translation heeft een netwerk dat één openbaar IP-adres deelt en elke computer op het netwerk een privé-IP-adres geeft. Iedereen die in hetzelfde huis woont gebruikt hetzelfde adres, maar mail kan voor meerdere verschillende mensen in het huis bedoeld zijn.

Speciale IP-adressen

Er zijn enkele IP-adressen die voor speciale doeleinden zijn gereserveerd. Bijvoorbeeld, het adres 127.0.0.1 wordt het Loopback Adres genoemd en zal alle pakketten die naar dit adres worden gestuurd "teruglussen" naar de computer die ze heeft gestuurd, zoals het sturen van mail naar jezelf. Hoewel dit misschien niet nuttig lijkt, wordt het gebruikt om servers te testen.

127.0.0.0/8 blok	Beginadres	Eindadres	Aantal adressen
10.0.0.0/8	10.0.0.0	10.255.255.255	16,777,216
172.16.0.0/12	172.16.0.0	172.31.255.255	1,048,576
192.168.0.0/16	192.168.0.0	192.168.255.255	65,536

Netwerk

Het kan definiëren als het identificeert de klasse van het netwerk

Gastheergedeelte

Het kan worden gedefinieerd als het identificeert de host op het netwerk

Statisch IP-adres

Het is een permanent internetadres. Het kan niet worden gewijzigd in deze moeten we handmatig configureren. Het wordt gebruikt in een kleiner netwerk en alle servers gebruiken statische IP's. Het is een eenvoudige manier om te communiceren.

Dynamisch IP-adres

(Dynamisch betekent constant veranderen)

Het is een tijdelijk internetadres. Het wordt toegewezen door een DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol)-server vanaf een specifieke reeks IP-adressen.

IPv4-subnetting

Om een netwerk sneller te laten werken, wordt het opgesplitst in subnetten. Om dit te doen, bevat een IP-adres een netwerk-ID, een subnet-ID en een host-ID. Een speciaal binair nummer, een Subnetmasker, wordt gebruikt om de grootte van het netwerk-, subnet- en host-ID te bepalen.

De oorspronkelijke IPv4 ondersteunde slechts 254 netwerken, dus in 1981 werd de internetadresseringsspecificatie veranderd in een succesvolle netwerkarchitectuur. Door het succesvolle netwerkontwerp was het mogelijk om een groter aantal individuele netwerken te ontwerpen. De eerste drie bits van een IP-adres bepaalden de klasse ervan. Er werden drie klassen (A, B en C) gedefinieerd voor normale computercommunicatie (Unicast). De grootte van de netwerk-ID was gebaseerd op de klasse van het IP-adres. Elke klasse gebruikte meer octetten voor het netwerk-ID, waardoor het host-ID kleiner werd en het aantal mogelijke hosts afnam.

Historisch succesvolle netwerkarchitectuur
Klasse	Eerste binaire octet	Bereik van eerste octet	Netwerk ID	Gastheer-ID	Aantal netwerken	Aantal adressen
A	0XXXXXXX	0 - 127	a	b.c.d.	²⁷ = 128	224 = 16,777,216
B	10XXXXXX	128 - 191	a.b.	c.d.	214 = 16,384	216 = 65,536
C	110XXXXX	192 - 223	a.b.c.	d	221 = 2,097,152	²⁸ = 256
D	1110XXXX	224 - 254	a.b.c.d.	e	²²³ = 2,100,199	²⁹ = 512

De succesvolle netwerken zijn sinds 1993 vervangen door Classless Inter-Domain Routing (CIDR). CIDR levert ook een netwerkadres en een hostadres. CIDR heeft geen classes, wat betekent dat netwerk- en host-adresgroottes niet in octetten hoeven te zijn.

Een IPv4-adres in de CIDR-notatie ziet er als volgt uit

192.168.0.14/24

De schuine streep en het getal staan voor de hoeveelheid bits die de netwerk id gebruikt, in dit geval 24 of 3 octetten.

IP-versie 6

Omdat IPv4 slechts 32 bits is, zal het aantal beschikbare adressen opraken. Om dit te voorkomen heeft een organisatie genaamd het Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) IP Versie 6 (IPv6) gecreëerd, die uiteindelijk IPv4 zal vervangen.

IP-versie 6 maakt gebruik van 16 octetten, oftewel 128 bits in totaal. Octetten in IPv6 worden in hexadecimaal geschreven, en gescheiden door dubbele punten (:). Een IPv6-adres kan er zo uitzien:

2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334

Een IPv6-adres kan lang zijn en dit kan leiden tot fouten bij het intypen van de gegevens in de computer of het opschrijven ervan. Er zijn twee manieren waarop een IPv6-adres kan worden ingekort zonder iets weg te laten:

Toonaangevende nullen kunnen worden weggelaten: 2001:0db8:00b8:0008:0000:0000:0000:0001 becomes 2001:db8:b8:8:0:0:0:1
Een willekeurig aantal opeenvolgende, volstrekt nul 'brokken' kan worden gecomprimeerd om eenvoudigweg::. Dit kan slechts één keer op hetzelfde adres: 2001:0db8:0000:0000:0000:0000:000001 zou kunnen worden geschreven als 2001:db8::1

DNS

DNS staat voor Domeinnaamsysteem

Het wordt ook wel service server genoemd. Het is gebaseerd op de netwerkarchitectuur van de client-server. Het bevat een database met openbare IP-adressen. DNS is als een telefoonboek.

Andere versies

Versies vóór IPv4 waren experimenteel en werden nooit op grote schaal gebruikt. Versie 5 werd uitsluitend gebruikt voor het Internet Stream Protocol, dat ook nooit op grote schaal werd gebruikt.