IP-адреси: наріжний камінь Інтернету

Напевно кожна людина, яка хоча б раз виходила в Інтернет - чула фразу "IP-адреса". Але не кожен знає, що це таке і тим більше не всі розуміють, що саме стек протоколів ТCP/IP уможливив саме існування інтернету.
У цій статті ми коротко ознайомимося з тим, що таке IP-адреси, які міжнародні структури управляють адресним ресурсом, торкнемося проблеми дефіциту IP-адрес версії 4 і дізнаємося, що можна з цим зробити.

Так що ж таке IP-адреса?

IP-адреса (від англ. Internet Protocol) - це числова мітка, що складається з чотирьох десяткових цифр від 0 до 255, що присвоюється кожному пристрою, підключеному до комп'ютерної мережі, яка використовується для зв'язку по протоколу IP. По суті, він функціонує як цифровий ідентифікатор, якась унікальна адреса і подібно до того, як наші домашні адреси допомагають поштовим службам знайти наше місце проживання, так і IP адреси допомагають нашим комп'ютерам знайти правильний шлях для інформації, що пересилається. IP-адреси дозволяють пристроям знаходити один одного та зв'язуватися один з одним у великій мережі мереж, які становлять глобальне павутиння або Інтернет.

Історія IP-адрес бере свій початок на зорі комп'ютерної ери. І щоб краще розуміти ті проблеми та завдання, які покликаний вирішувати IP-протокол, давайте трохи заглибимося в історію, що передує його створенню та власне в історію його появи.

Ранні протоколи зв'язку

Концепція адресації в комп'ютерних мережах виникла ще до самого Інтернету. У 1960-х роках дослідники вже вивчали способи підключення комп'ютерів один до одного за допомогою кабелів та обміну даними між ними. Один із перших комунікаційних протоколів, «Процесор інтерфейсних повідомлень» (IMP), був розроблений для проекту ARPANET компанією Bolt, Beranek and Newman Inc. (BBN) у 1969 році. То справді був вирішальний крок до створення сучасного Інтернету.

Народження TCP/IP

Цей прорив стався з розробкою пакету TCP/IP (протокол управління передачею/Інтернет-протокол), який заклав основу для сучасних мереж та IP-адрес. У 1970-х роках група вчених-комп'ютерників на чолі з Вінтоном Серфом та Робертом Е. Каном працювала над визначенням набору протоколів, що дозволяють безперешкодно обмінюватися даними між різними комп'ютерними мережами. Таким чином, через деякий час, TCP/IP став основою Інтернету, що розвивається, оскільки він дозволяв гарантовано передавати дані між двома пристроями, чого до цього не робив жоден протокол. Це і стало поворотним моментом і дало сильний поштовх до розвитку даного стеку протоколів і включення його підтримки в обладнання, яке випускають такі гіганти як IBM.

IPv4 та поява IP-адрес

На початку 1980-х років американський учений-комп'ютерник Джон Постел відіграв ключову роль формуванні структури IP-адрес. Постел, відомий своїм значним внеском до інтернет-стандартів і протоколів, розробив 32-бітну схему адресації IPv4, яку ми знаємо сьогодні. Перша специфікація IPv4 була опублікована в 1981 як частина стандарту ARPANET. Мережа ARPANET, яку часто вважають попередником сучасного Інтернету, прийняла TCP/IP та IPv4 як протоколи зв'язку і перехід до TCP/IP став поворотним моментом, що призвів до взаємозв'язку різних мереж, і термін «інтернет» став набувати все більшого значення.

IPv6: вирішення проблеми дефіциту

Коли розроблялася специфікація протоколу IPv4, ніхто й подумати не міг, що в майбутньому до інтернету будуть підключені мільярди пристроїв, що набудуть поширення таких пристроїв як смартфони, планшети, розумні холодильники та пилососи, а також інші IoT пристрої. Тому розробники заклали 32 біти, тобто трохи більше 4 мільярдів адрес. Але в міру експоненційного зростання Інтернету стало зрозуміло, що доступний пул адрес IPv4 швидко виснажується. У відповідь у 1990-х роках було представлено ідею IPv6. Розроблений Цільовою групою інженерів Інтернету (IETF), IPv6 пропонував значно більший адресний простір - 128 біт - потенційно надаючи в трильйони разів більше адрес, ніж IPv4. Залишається сподіватися, що знову недооцінили швидкість розвитку інтернету :)

На жаль, через складність налаштування, перехід на нову версію протоколу так і не став масовим і досі, за різними оцінками, лише близько 20% інтернет ресурсів мають IPv6 адресу.

То що являє собою IP-адресу і яка її структура?

Як ми вже писали вище, IP-адреса складається з набору чисел, часто представлених чотирма групами, розділеними точками (наприклад, 192.168.0.1). Ця структура поділена на дві основні частини: мережну частину та хостову частину. Мережева частина ідентифікує мережу, до якої належить пристрій, а хост-частина відрізняє окремий пристрій цієї мережі.

Але хто керує IP-адресами?

Ключову роль управлінні розподілом IP-адрес відіграють міжнародні організації. Управління з присвоєння номерів в Інтернеті (IANA) контролює виділення блоків IP-адрес п'яти регіональним інтернет-реєстраторам (RIR), які відповідають за певні регіони по всьому світу. Ці RIR включають:

- Американський реєстр інтернет-номерів (ARIN): охоплює Північну Америку та частину Карибського басейну;
- Мережевий координаційний центр RIPE (RIPE NCC): обслуговує Європу, Близький Схід та частину Центральної Азії;
- азіатсько-тихоокеанський мережевий інформаційний центр (APNIC): управляє азіатсько-тихоокеанським регіоном;
- Мережевий інформаційний центр Латинської Америки та Карибського басейну (LACNIC): охоплює Латинську Америку та деякі райони Карибського басейну;
- Африканський мережевий інформаційний центр (AFRINIC): обслуговує африканський континент.

Ці RIR виділяють блоки IP-адрес місцевим інтернет-провайдерам (ISP) та організаціям у відповідних регіонах. Їх метою є забезпечення справедливого та ефективного розподілу, запобігання монополізації та сприяння рівному доступу.

Як уже згадувалося вище, на превеликий жаль, деякі з цих організацій повністю припинили видачу блоків IPv4 адрес у зв'язку з їх вичерпанням.

Отже IP-адреси є фундаментальними будівельними блоками інтернет-комунікацій. Вони дозволяють пристроям підключатися до мережі, взаємодіяти та обмінюватися інформацією через глобальну мережу. І ми сподіваємося, що ця стаття хоча б трохи прояснила для Вас розуміння цієї сутності та того, як працює інтернет.