IP-osoitteet

IP-osoite muodostuu 32 bitistä, tai neljästä bittioktetista. Ihmiset eivät ole kovin yhteensopivia bittien kanssa, joten IP-osoite ilmaistaan neljän 0-255 arvoisen luvun pisteillä erotettuna sarjana (esimerkiksi 192.168.0.1). Edellä mainittu ip-osoite olisi siis binäärilukuna 11000000 10101000 00000000 00000001. Binääri ja 10-lukujärjestelmän (desimaali) muutokset voit hoitaa esimerkiksi Windowsin laskimen Programmer-moodissa (ALT+3). *IP-osoite koostuu kahdesta osoitteesta: verkko-osoite ja laiteosoite. Esimerkiksi edellä mainitussa 192.168.0.1 -osoitteessa verkon osoite on kolme ensimmäistä oktettia määrittävät verkon osoitteet ja viimeinen oktetti koneen osoitteen.

Jokainen verkkoon kytketty verkkolaite on varustettu omalla uniikilla IP-osoitteella, joiden jakaminen hoidetaan kansainvälisten organisaatioiden toimesta. Esimerkiksi Telia-Sonera omistaa tietyn määrän IP-osoitteita, joita se käyttää omiin palvelimiinsa sekä jakaa asiakkaiden käyttöön. Osoitteita voidaan luonnollisesti vaihtaa, mutta samaan aikaa kahdella koneella ei voi olla samaa IP-osoitetta.

IP-osoitteet jakoi alun perin IANA, mutta nykyään IP-osoitteet jakaa alueellisesti ARIN, RIPE NCC, APNIC, LACNIC sekä AfriNIC

IP-osoitteet jaetaan viiteen luokkaan, vaikka niitä ei nykyään aivan tarkasti niin jaetakaan.

  1. Tähän luokkaan kuuluvat verkot ovat kaikkein suurimpia. Luokan tunnistaa siitä, että IP-osoitteen ensimmäinen desimaalisarja on välillä 0-127. Näistä luvuista 127 ja 0 eivät ole käyttökelposia.
    Verkko-osuus on ensimmäinen oktetti
    A-luokan verkossa IP-osoitteita voi olla 16 777 216
  2. Tässä luokassa ensimmäinen desimaalisarja on välillä 128-191.
    Verkko-osuus on kaksi ensimmäistä oktettia
    B-luokan verkossa IP-osoitteita voi olla 65536
  3. Tässä luokassa ensimmäinen desimaalisarja on välillä 192-223.
    Verkko-osuuson kolme ensimmäistä oktettia
    C-luokan verkossa IP-osoitteita voi olla 256
  4. Tämän luokan osoitteet ovat niin sanottuja ryhmälähetysosoitteita ja niiden ensimmäinen desimaalisarja on välillä 224-239
  5. Tämän luokan osoitteet ovat varattuja kokeilukäyttöön sekä tulevaisuutta varten. Ensimmäinen desimaalisarja on välillä 240-255.

Edellä mainittujen luokkien lisäksi on olemassa kiellettyjä osoitteita, joita ei voi ottaa yksittäisten laitteiden käyttöön.

  • 127.x.x.x on varattu niin sanotuksi takaisinkytketyksi diagnostiikkaosoitteeksi. Osoitteeseen 127.0.0.1 lähetetty liikenne palaa takaisin samalle koneelle.
  • Kaikki laiteosuuden bitit ykkösiä (esimerkiksi 192.168.0.255). Tämä osoite on tarkoitettu niin sanotuille levitysviesteille (broadcast)
  • Kaikki laiteosuuden bitit nollia (esimerkiksi 192.168.0.0). Osoite tarkoittaa verkkoa itseään.
  • D- ja E-luokan verkot

Lisäksi on poikkeuksia osoitteen yksilöllisyyteen. NAT-toiminnolla (Network address translation) voidaan yhden julkisen internet-osoitteen taakse sijoittaa kokonainen verkko koneita, joilla ei tarvitse olla globaalisti yksilöllisiä osoitteita. 

  • A-luokasta yksi verkko: 10.0.0.0
  • B-luokasta 16 verkkoa: 172.16.0.0 - 172.31.0.0
  • C-luokasta 256 verkkoa: 192.168.0.0 - 192.168.255.0

Melkein kaikissa palomuureissa ja kotimodeemeissa on NAT-toiminnallisuus, sillä muuten verkko-osoitteet eivät mitenkään riittäisi. Nykyään IPv4-osoitteiden vähäisen määrän takia osoitteiden luokituksesta on pääosin luovuttu ja niitä aliverkotetaan pienemmiksi verkoiksi tarpeen mukaan.

Aliverkotus

Koska A-, B- ja C-luokkajaon perusteella ipv4-osoitteitei mitenkään riittäisi kaikille, voidaan laajemmista verkoista tehdä aliverkkoja. Yleisin tapa tehdä aliverkkoja on käyttää aliverkon maskia. Aliverkon maski määritellään ip-osoiteasetuksissa tai saadaan DHCP-palvelimelta. Nyrkkisääntönä samaan verkkoon kytketyt koneet voivat kommunikoida keskenään ainoastaan, jos niiden aliverkon maski on identtinen keskenään. Aliverkon maskin toimintatapa perustuu bittitasolla tapahtuvaan AND-operaatioon, joten desimaalilukujärjestelmässä sen toiminta voi alkuun tuntua hieman epäselvältä. 

A-luokan aliverkon maski on 255.0.0.0
B-luokan aliverkon maski on 255.255.0.0
C-luokan aliverkon maski on 255.255.255.0

Esimerkiksi C-luokan verkko jaetaan neljään osaan. Aliverkon maskiksi tulisi 255.255.255.192. Jokaiseen aliverkkoon mahtuisi 62 verkkolaitetta. Aliverkkojen ip-osoitteet olisivat
192.168.0.1 - 192.168.0.62
192.168.0.65 - 192.168.0.126
192.168.0.129 - 192.168.0.190
192.168.0.193 - 192.168.0.254

Aliverkon maski voidaan esittää myös CIDR-merkintätavalla seuraavasti

Verkko-osoite Aliverkon maski CIDR-merkintätapa
10.0.0.0 255.0.0.0 10.0.0.0/8
172.16.0.0 255.255.0.0 172.16.0.0/16
192.168.1.0 255.255.255.0 192.168.1.0/24

IPv6

IPv4-osoitteiden ennustettiin loppuvan jo vuosia sitten, joten IPv6-osoiteavaruus kehitettiin tuomaan reilusti uusia osoitteita. IPv6-osoitteita on karkeasti laskettuna 1500 kappaletta jokaista maapallon maaperäistä neliömetriä kohden, joten niiden pitäisi riittää pitkäksi aikaa. IPv6-soiteavaruuteen siirtymistä hidastaa internetin koko ja sitä myöten koko projektiin uppoava rahan määrä.

Tehtäviä

IP-osoitteet - dokumentti

  1. Kuka omistaa osoitteen 192.130.28.130?
  2. Kuinka monta osoitetta kyseseen osoitelohkoon kuuluu?
  3. Mikä on oman tietokoneesi aliverkon maski?
  4. Mikä on oman tietokoneesi ip-osoite?
  5. Kuuluuko tietokoneesi ip-osoite A-, B- vai C-luokkaan?
  6. Muunna oma ip-osoitteesi ja aliverkon maskisi biteiksi.