IP-адреса: краеугольный камень Интернета

Наверное каждый человек, который хотябы раз выходил в Интернет - слышал фразу "IP-адрес". Но не каждый знает, что это такое и уж тем-более не все понимают, что именно стек протоколов ТСP/IP сделал возможным само существование интернета.
В этой статье мы кратко ознакомимся с тем, что такое IP-адреса, какие международные структуры управляют адресным ресурсом, коснёмся проблемы дефицита IP-адресов версии 4 и узнаем, что можно с этим сделать.

Так что-же такое IP-адрес?

IP-адрес (от англ. Internet Protocol) — это числовая метка, состоящая из четырёх десятичных цифр от 0 до 255, присваиваемая каждому устройству, подключенному к компьютерной сети, которая используется для связи по протоколу IP. По сути, он функционирует как цифровой идентификатор, некий уникальный адрес и подобно тому, как наши домашние адреса помогают почтовым службам найти наше место жительства, так и IP адреса помогают нашим компьютерам найти правильный путь для пересылаемой информации. IP-адреса позволяют устройствам находить друг друга и связываться друг с другом в обширной сети сетей, которые составляют глобальную паутину или Интернет.

История IP-адресов берёт своё начало на самой заре компьютерной эры. И чтобы лучше понимать те проблемы и задачи, которые призван решать IP-протокол, давайте немного углубимся в историю, предшествующую его созданию и собственно в историю его появления.

Ранние протоколы связи

Концепция адресации в компьютерных сетях возникла еще до появления самого Интернета. В 1960-х годах исследователи уже изучали способы подключения компьютеров друг к другу посредством кабелей и обмена данными между ними. Один из первых коммуникационных протоколов, «Процессор интерфейсных сообщений» (IMP), был разработан для проекта ARPANET компанией Bolt, Beranek and Newman Inc. (BBN) в 1969 году. Это был решающий шаг к созданию современного Интернета.

Рождение TCP/IP

Настоящий прорыв произошел с разработкой пакета TCP/IP (протокол управления передачей/Интернет-протокол), который заложил основу для современных сетей и IP-адресов. В 1970-х годах группа ученых-компьютерщиков во главе с Винтоном Серфом и Робертом Э. Каном работала над определением набора протоколов, позволяющих беспрепятственно обмениваться данными между различными компьютерными сетями. Таким образом, спустя некоторое время, TCP/IP стал основой развивающегося Интернета, так как он позволял гарантированно передавать данные между двумя устройствами, чего до этого не делал ни один протокол. Это и стало поворотным моментом и дало сильнейший толчок к развитию данного стека протоколов и включение его поддержки в оборудование, выпускаемое такими гигантами как IBM.

IPv4 и появление IP-адресов

В начале 1980-х годов американский ученый-компьютерщик Джон Постел сыграл ключевую роль в формировании структуры IP-адресов. Постел, известный своим значительным вкладом в интернет-стандарты и протоколы, разработал 32-битную схему адресации IPv4, которую мы знаем сегодня. Первая спецификация IPv4 была опубликована в 1981 году как часть стандарта ARPANET. Сеть ARPANET, которую часто считают предшественником современного Интернета, приняла TCP/IP и IPv4 в качестве протоколов связи и переход к TCP/IP стал поворотным моментом, приведшим к взаимосвязи различных сетей, и термин «интернет» стал приобретать все большее значение.

IPv6: решение проблемы дефицита

Когда разрабатывалась спецификация протокола IPv4, никто и подумать не мог, что в будущем к интернету будут подключены миллиарды устройств, что получат распространение такие устройства как смартфоны, планшеты, умные холодильники и пылесосы, а также другие IoT устройства. Поэтому разработчики заложили 32 бита, то есть чуть более 4 миллиардов адресов. Но по мере экспоненциального роста Интернета стало ясно, что доступный пул адресов IPv4 быстро истощается. В ответ в 1990-х годах была представлена идея IPv6. Разработанный Целевой группой инженеров Интернета (IETF), IPv6 предлагал значительно большее адресное пространство — 128 бит — потенциально предоставляя в триллионы раз больше адресов, чем IPv4. Остается надеяться, что опять не недооценили скорость развития интернета :)

К сожалению из-за сложности настройки, переход на новую версию протокола так и не стал массовым и до сих пор, по разным оценкам, только около 20% интернет ресурсов имеют IPv6 адрес.

Так что из себя представляет IP-адрес и какова его структура?

Как мы уже писали выше - IP-адрес состоит из набора чисел, часто представленных четырьмя группами, разделенными точками (например, 192.168.0.1). Эта структура разделена на две основные части: сетевую часть и хостовую часть. Сетевая часть идентифицирует сеть, к которой принадлежит устройство, а хост-часть отличает отдельное устройство в этой сети.

Но кто управляет IP-адресами? 

Ключевую роль в управлении распределением IP-адресов играют международные организации. Управление по присвоению номеров в Интернете (IANA) контролирует выделение блоков IP-адресов пяти региональным интернет-регистраторам (RIR), которые отвечают за определенные регионы по всему миру. Эти RIR включают в себя:

     - Американский реестр интернет-номеров (ARIN): охватывает Северную Америку и часть Карибского бассейна;
     - Сетевой координационный центр RIPE (RIPE NCC): обслуживает Европу, Ближний Восток и часть Центральной Азии;
     - Азиатско-Тихоокеанский сетевой информационный центр (APNIC): управляет Азиатско-Тихоокеанским регионом;
     - Сетевой информационный центр Латинской Америки и Карибского бассейна (LACNIC): охватывает Латинскую Америку и некоторые районы Карибского бассейна;
     - Африканский сетевой информационный центр (AFRINIC): обслуживает африканский континент.

Эти RIR выделяют блоки IP-адресов местным интернет-провайдерам (ISP) и организациям в соответствующих регионах. Их целью является обеспечение справедливого и эффективного распределения, предотвращение монополизации и содействие равному доступу.

Как уже упоминалось выше, к большому сожалению, некоторые из этих организаций полностью прекратили выдачу блоков IPv4 адресов в связи с их исчерпанием.

Итак, IP-адреса являются фундаментальными строительными блоками интернет-коммуникаций. Они позволяют устройствам подключаться к сети, взаимодействовать и обмениваться информацией через глобальную сеть. И мы надеемся, что данная статья хотябы немного прояснила для Вас понимание этой сущности и того, как работает интернет.