IP Protocol: IPv4, Διευθύνσεις και Βασικές Έννοιες

Το Internet Protocol (IP) είναι το πρωτόκολλο του επιπέδου Διαδικτύου στο μοντέλο TCP/IP. Παρέχει λογική διευθυνσιοδότηση και μεταφέρει πακέτα από ένα δίκτυο σε άλλο μέσω routers. Οι δύο βασικές εκδόσεις του είναι το IPv4 και το IPv6.

IPv4: Διευθύνσεις 32 bit

Μια διεύθυνση IPv4 αποτελείται από 32 bits και εμφανίζεται συνήθως ως τέσσερις δεκαδικοί αριθμοί (octets) από 0 έως 255, χωρισμένοι με τελείες. Παράδειγμα: 192.168.1.10. Το πρόθεμα CIDR, όπως /24, καθορίζει πόσα bits ανήκουν στο network prefix.

Network, Host και Broadcast

Σε ένα συνηθισμένο IPv4 subnet, η network address προσδιορίζει το υποδίκτυο, οι host addresses χρησιμοποιούνται για την αρίθμηση διεπαφών και η directed broadcast address απευθύνεται σε όλους τους hosts του συγκεκριμένου subnet. Υπάρχουν εξαιρέσεις, όπως τα /31 point-to-point links και τα /32 host routes. Δεν χρησιμοποιούμε πλέον τις παλιές κλάσεις A/B/C για τον σύγχρονο σχεδιασμό· χρησιμοποιείται CIDR.

Ιδιωτικές και ειδικές IPv4 διευθύνσεις

Εύρος	Χρήση
10.0.0.0/8	Ιδιωτικές διευθύνσεις RFC 1918.
172.16.0.0/12	Ιδιωτικές διευθύνσεις RFC 1918.
192.168.0.0/16	Ιδιωτικές διευθύνσεις RFC 1918.
127.0.0.0/8	Loopback, με συνηθισμένη διεύθυνση την 127.0.0.1.
169.254.0.0/16	Link-local IPv4 (APIPA στα Windows).
100.64.0.0/10	Shared address space, συχνά για carrier-grade NAT.
224.0.0.0/4	Multicast.

Δομή IPv4 Header

Η ελάχιστη κεφαλίδα IPv4 έχει μέγεθος 20 bytes και μπορεί να φτάσει τα 60 bytes όταν υπάρχουν options. Περιλαμβάνει πληροφορίες που χρειάζονται για την προώθηση και τον χειρισμό του πακέτου.

Πεδίο	Λειτουργία
Version	Έκδοση IP, τιμή 4.
IHL	Μήκος κεφαλίδας σε μονάδες 32-bit words.
DSCP / ECN	Ταξινόμηση υπηρεσίας και ειδοποίηση συμφόρησης.
Total Length	Συνολικό μήκος header και payload σε bytes.
Identification, Flags, Fragment Offset	Πληροφορίες κατακερματισμού IPv4.
TTL	Μειώνεται σε κάθε router και αποτρέπει ατέρμονους βρόχους.
Protocol	Δηλώνει το πρωτόκολλο ανώτερου επιπέδου, π.χ. TCP ή UDP.
Header Checksum	Έλεγχος ακεραιότητας της κεφαλίδας IPv4.
Source / Destination Address	IPv4 διευθύνσεις αποστολέα και προορισμού.

Το IPv4 χρησιμοποιεί best-effort delivery: δεν εγγυάται από μόνο του παράδοση, σειρά ή επαναμετάδοση. Αυτές οι λειτουργίες, όταν χρειάζονται, παρέχονται από ανώτερα πρωτόκολλα, όπως το TCP.

IPv6: Διευθύνσεις 128 bit

Το IPv6 χρησιμοποιεί διευθύνσεις 128 bit, οι οποίες γράφονται σε δεκαεξαδική μορφή με οκτώ ομάδες των 16 bit. Επιτρέπεται η αφαίρεση αρχικών μηδενικών και η συμπίεση μίας συνεχόμενης ακολουθίας μηδενικών με :: μία φορά σε κάθε διεύθυνση.

Global Unicast: διευθύνσεις που μπορούν να δρομολογηθούν παγκοσμίως.
Link-Local: εύρος fe80::/10, για επικοινωνία στο τοπικό link.
Unique Local: εύρος fc00::/7, για ιδιωτική χρήση.
Multicast: εύρος ff00::/8.
Loopback: ::1.

Το IPv6 δεν χρησιμοποιεί broadcast. Χρησιμοποιεί multicast και anycast, ενώ η ανακάλυψη γειτόνων γίνεται μέσω Neighbor Discovery Protocol (NDP) και ICMPv6. Η αυτόματη διαμόρφωση μπορεί να γίνει με SLAAC ή/και DHCPv6, ανάλογα με το δίκτυο.

IPv4 και IPv6: βασικές διαφορές

Χαρακτηριστικό	IPv4	IPv6
Μήκος διεύθυνσης	32 bit	128 bit
Αναπαράσταση	Δεκαδική με τελείες	Δεκαεξαδική με άνω και κάτω τελείες
Broadcast	Υποστηρίζεται	Δεν χρησιμοποιείται
Neighbor resolution	ARP	NDP μέσω ICMPv6
Header checksum	Υπάρχει	Δεν υπάρχει στο βασικό IPv6 header
Fragmentation	Μπορεί να γίνει από routers και hosts	Από τον αποστολέα, με Fragment extension header

Υποδικτύωση και επόμενα βήματα

Η υποδικτύωση (subnetting) χωρίζει ένα δίκτυο σε μικρότερα υποδίκτυα με χρήση subnet masks και CIDR prefixes. Για αναλυτικά παραδείγματα υπολογισμού network address, broadcast και διαθέσιμων hosts, δες τον οδηγό Subnetting IPv4.

Χρήσιμες εντολές ελέγχου IP

Windows

ipconfig
ipconfig /all
ping 192.168.1.1
tracert example.com

Linux

ip address
ip route
ip -6 address
ping -c 4 192.168.1.1
traceroute example.com