Что такое ip-адрес (простыми словами)

Публичные и частные IP-адреса

Всем узлам, подключенным непосредственно к Интернету, необходим уникальный публичный IP-адрес. Поскольку количество 32-битных адресов конечно, существует риск, что их не хватит. В качестве одного из решений было предложено зарезервировать некоторое количество частных адресов для использования только внутри организации. В этом случае внутренние узлы смогут обмениваться данными друг с другом без использования уникальных публичных IP-адресов.

В соответствии со стандартом RFC 1918 было зарезервировано несколько диапазонов адресов класса A, B и C. Как видно из таблицы, в диапазон частных адресов входит одна сеть класса A, 16 сетей класса B и 256 сетей класса C. Таким образом, сетевые администраторы получили определенную степень свободы в плане предоставления внутренних адресов.

В очень большой сети можно использовать частную сеть класса A, где можно создать более 16 миллионов частных адресов.

В сетях среднего размера можно использовать частную сеть класса B с более чем 65 000 адресов.

В домашних и небольших коммерческих сетях обычно используется один частный адрес класса C, рассчитанный на 254 узла.

Одну сеть класса A, 16 сетей класса B или 256 сетей класса C могут использовать организации любого размера. Многие организации пользуются частной сетью класса A.

Частные IP-адреса

Узлы из внутренней сети организации могут использовать частные адреса до тех пор, пока им не понадобится прямой выход в Интернет. Соответственно, один и тот же набор адресов подходит для нескольких организаций. Частные адреса не маршрутизируются в Интернете и быстро блокируются маршрутизатором поставщика услуг Интернета.

При подключении сети предприятия, в которой используются частные адреса, к сети Internet необходимо обеспечить преобразование частных адресов в открытые. Такой процесс называется трансляцией сетевых адресов (Network Address Translation — NAT) и обычно выполняется маршрутизатором.

Частные адреса можно использовать как меру безопасности, поскольку они видны только в локальной сети, а посторонние получить прямой доступ к этим адресам не могут.

Кроме того, существуют частные адреса для диагностики устройств. Они называются адресами обратной связи. Для таких адресов зарезервирована сеть 127.0.0.0 класса А.

—————————————-

Угрозы безопасности IP-адресов

Киберпреступники могут использовать различные методы получения IP-адреса. Двумя наиболее распространенными способами являются социальная инженерия и преследование в интернете.

Социальная инженерия

Злоумышленники могут использовать социальную инженерию, чтобы обманом заставить вас раскрыть IP-адрес. Например, они могут найти вас в Skype или аналогичном приложении для обмена мгновенными сообщениями, использующем IP-адреса для связи

Если вы общаетесь с незнакомцами в этих приложениях, важно знать, что они могут видеть ваш IP-адрес. Злоумышленники могут использовать инструмент Skype Resolver, позволяющий определить IP-адрес по имени пользователя

Интернет-преследование

Злоумышленники могут отследить ваш IP-адрес, просто наблюдая за вашей онлайн-активностью. Любые действия в интернете могут раскрыть ваш IP-адрес, от игры в видеоигры до комментариев на веб-сайтах и форумах.

Получив ваш IP-адрес, злоумышленники могут перейти на веб-сайт отслеживания IP-адресов, например whatismyipaddress.com, ввести его и получить примерную информацию о вашем местоположении. Затем они могут использовать другие данные из открытых источников, чтобы проверить, связан ли IP-адрес именно с вами. Они могут также использовать LinkedIn, Facebook и другие социальные сети, чтобы узнать, где вы живете, а затем проверить, соответствует ли это полученным из IP-адреса данным.

Если преследователь из Facebook использует фишинговую атаку по установке шпионских программ против людей с вашим именем, он сможет подтвердить вашу личность по IP-адресу вашей системы.

Если киберпреступники знают ваш IP-адрес, они смогут атаковать вас или даже выдать себя за вас

Важно знать о таких рисках и способах борьбы с ними. Эти риски включают:

Загрузка нелегального контента с вашего IP-адреса

Известно, что злоумышленники используют взломанные IP-адреса для загрузки нелегального контента и других материалов, и при этом хотят избежать отслеживания такой загрузки. Например, используя идентификатор вашего IP-адреса, злоумышленники могут загружать пиратские фильмы, музыку и видео, что является нарушением условий использования услуг провайдера, и, что гораздо более серьезно, контент, связанный с терроризмом или детской порнографией

Это может означать, что по чужой вине вы можете привлечь внимание правоохранительных органов

Прямая атака на вашу сеть

Злоумышленники могут нацелиться напрямую на вашу сеть, применив различные типы атак. Одна из самых популярных – DDoS-атака (атака, вызывающая распределенный отказ в обслуживании). При этом типе кибератаки злоумышленники используют ранее зараженные машины для генерации большого количества запросов к целевой системе или серверу. Это создает слишком большую нагрузку на серверы и приводит к нарушению работы служб. По сути, при этом отключается интернет. Такая атака обычно нацелена на компании и сервисы видеоигр, но может также применяться и против отдельных лиц, хотя это гораздо менее распространено. Онлайн-геймеры подвергаются особенно высокому риску, поскольку их экран виден при трансляции (и на нем можно обнаружить IP-адрес).

Взлом устройства

Для подключения к интернету используются порты и IP-адрес. Для каждого IP-адреса существуют тысячи портов, и злоумышленник, знающий ваш IP-адрес, может их проверить и попытаться установить соединение. Например, он может завладеть вашим телефоном и украсть вашу информацию. Если злоумышленник получит доступ к вашему устройству, он может установить на него вредоносные программы.

IPv4-адреса

Разложение IPv4-адреса из десятичной точки в двоичное значение

Адрес IPv4 имеет размер 32 бит, что ограничивает адресное пространство до 4 294 967 296 (2 32 ) адресов. Из этого числа некоторые адреса зарезервированы для специальных целей, таких как частные сети (~ 18 миллионов адресов) и многоадресная адресация (~ 270 миллионов адресов).

Адреса IPv4 обычно представлены в десятичной системе счисления , состоящей из четырех десятичных чисел, каждое в диапазоне от 0 до 255, разделенных точками, например 172.16.254.1 . Каждая часть представляет собой группу из 8 битов ( октет ) адреса. В некоторых случаях технической документации адреса IPv4 могут быть представлены в различных шестнадцатеричных , восьмеричных или двоичных представлениях.

История подсетей

На ранних стадиях развития Интернет-протокола номер сети всегда был октетом высшего порядка (старшие восемь битов). Поскольку этот метод позволял использовать только 256 сетей, вскоре он оказался непригодным, поскольку были разработаны дополнительные сети, независимые от существующих сетей, уже обозначенных сетевым номером. В 1981 году спецификация адресации была пересмотрена с введением классической сетевой архитектуры.

Классический дизайн сети позволил использовать большее количество индивидуальных сетевых назначений и детализированный дизайн подсети. Первые три бита старшего октета IP-адреса были определены как класс адреса. Для универсальной одноадресной адресации были определены три класса ( A , B и C ) . В зависимости от производного класса идентификация сети основывалась на сегментах границы октета всего адреса. Каждый класс последовательно использовал дополнительные октеты в идентификаторе сети, тем самым уменьшая возможное количество хостов в классах более высокого порядка ( B и C ). В следующей таблице представлен обзор этой устаревшей системы.

Классический дизайн сети служил своей цели на начальном этапе развития Интернета, но ему не хватало масштабируемости перед лицом быстрого расширения сетей в 1990-х годах. Система классов адресного пространства была заменена на бесклассовую междоменную маршрутизацию (CIDR) в 1993 году. CIDR основан на маскировке подсети переменной длины (VLSM), чтобы обеспечить выделение и маршрутизацию на основе префиксов произвольной длины. Сегодня остатки классовых сетевых концепций функционируют только в ограниченном объеме в качестве параметров конфигурации по умолчанию для некоторых сетевых программных и аппаратных компонентов (например, сетевой маски) и на техническом жаргоне, используемом в обсуждениях сетевых администраторов.

Частные адреса

Ранний дизайн сети, когда предполагалось глобальное сквозное соединение для связи со всеми хостами Интернета, предполагал, что IP-адреса будут глобально уникальными. Однако было обнаружено, что это не всегда было необходимо, поскольку частные сети развивались, и пространство общедоступных адресов необходимо было сохранить.

Компьютеры, не подключенные к Интернету, такие как заводские машины, которые общаются друг с другом только через TCP / IP , не обязательно должны иметь глобально уникальные IP-адреса. Сегодня такие частные сети широко используются и обычно подключаются к Интернету с помощью преобразования сетевых адресов (NAT), когда это необходимо.

Зарезервированы три неперекрывающихся диапазона адресов IPv4 для частных сетей. Эти адреса не маршрутизируются в Интернете, и поэтому их использование не требует согласования с реестром IP-адресов. Любой пользователь может использовать любой из зарезервированных блоков. Обычно сетевой администратор делит блок на подсети; например, многие домашние маршрутизаторы автоматически используют диапазон адресов по умолчанию от 192.168.0.0 до 192.168.0.255 ( 192.168.0.0 24 ).

Зарезервированные диапазоны частных сетей IPv4

Имя	Блок CIDR	Диапазон адресов	Количество адресов	Классное описание
24-битный блок	10.0.0.0/8	10.0.0.0 — 10.255.255.255	16 777 216	Одиночный класс А.
20-битный блок	172.16.0.0/12	172.16.0.0 — 172.31.255.255	1 048 576	Непрерывный диапазон из 16 блоков класса B.
16-битный блок	192.168.0.0/16	192.168.0.0 — 192.168.255.255	65 536	Непрерывный диапазон из 256 блоков класса C.

Структура IP-адреса

Любой IP-адрес состоит из двух частей: номеров сети и узла. Определить эти номера, если возникнет необходимость, помогает битовая маска подсети, реже используются классы.

• Существуют блоки внутренних IP-адресов, специально выделенные под изолированные сети. Для выхода в интернет должны использоваться адреса, которые к ним не относятся. Иногда применяют замену IP на внешний с помощью прокси-сервера или NAT.
• Доступ в интернет осуществляется через IP, выданный провайдером, который, в свою очередь, получает набор адресов от RIR – регионального интернет-регистратора.
• Один маршрутизатор имеет несколько IP-адресов по количеству портов. Если к персональному компьютеру подключить несколько сетевых соединений, у каждого из них будет свой идентификатор.

Различия между динамическим и статическим IP

Динамический IP — публичные адреса, выделяемый динамическим образом. Обычно их используют провайдеры, которые имеют недостаточное количество адресов для своих клиентов. Пользователь получает свободный IP. После того, как клиент отключается от Сети, этот адрес освобождается и выдается другому клиенту. Недостаток таких IP в том, что некоторые пользователи часто страдают от действий других абонентов. Например, многие интернет-сайты могут заносить в черный список те адреса, которые спамят.

Статические IP — это полная противоположность динамическим адресам. Он постоянен и закрепляется за каждый клиентом провайдера. Из-за стремительного распространения глобальной паутины и дефицита адресов IPv4 была создана совершенно новая версия протокола, получившая название IPv6.

Широкополосный IP

Большинство людей хотели бы знать об широкополосных IP. На DSL (DSL это ADSL, который в свою очередь является широкополосным), все IP адреса являются динамическими. Для простоты вы можете заменить слово динамический на изменяющиеся, непостоянные и прочие. DSL IP адреса никогда не являются статичными и не привязываются к определенному компьютеру.

Примечание: Обычно, под названием широкополосный понимают наличие высокой пропускной способности, как в одну, так и в другую сторону.

Примечание: В случае проводных локальных сетей от интернет-провайдеров, IP адреса могут закрепляться за компьютерами, но, обычно, эта услуга не входит в стандартный пакет и предоставляется отдельно.

Поставщик широкополосного доступа, он же интернет-провайдер, изменяет ваши IP адреса по мере необходимости. К примеру, такие адреса могут изменяться ежедневно в определенный час или промежуток времени. В данном случае, единственным постоянным является то, что адреса будут меняться. Такое поведение провайдера происходит из-за двух важных аспектов: соотношение пропускной способности к пользователям и ограничения технических возможностей.

Ваши домашние сетевые IP адреса

Часть IP адресов из общего числа выделено для обустройства домашних или офисных сетей. И по этим адресам гарантированно не будет расположено ни одного сайта или сервиса в интернете. Это позволяет вам без особых ограничений обустраивать свою собственную сеть. Вот сами диапазоны:

• 10.0.0.1 – 10.255.255.254
• 172.16.0.1 – 172.31.255.254
• 192.168.0.1 – 192.168.255.254

Однако, на практике, первые два диапазона достаточно часто используют интернет-провайдеры для создания собственных локальных сетей. По этой причине, большинство домашних сетей использует последний диапазон 192.168.0.1 – 192.168.255.254.

Чаще всего это:

• 192.168.0.1 до 192.168.0.255 (самая часто встречаемая)
• 192.168.1.1 до 192.168.1.255
• 192.168.2.1 до 192.168.2.255

Брандмауэр

По соображениям безопасности и конфиденциальности сетевые администраторы часто хотят ограничить общедоступный Интернет-трафик в своих частных сетях. IP-адреса источника и получателя, содержащиеся в заголовках каждого IP-пакета, являются удобным средством различения трафика путем блокировки IP-адреса или выборочной адаптации ответов на внешние запросы к внутренним серверам. Это достигается с помощью программного обеспечения межсетевого экрана, запущенного на маршрутизаторе сетевого шлюза. База данных IP-адресов ограниченного и разрешенного трафика может храниться в черных и белых списках соответственно.

Исчерпание IP-адресов

Достаточно давно есть проблема исчерпание IP адресов. Длина IP адреса 32 бита это означает, что максимальный число IP адресов чуть больше, чем 4 млрд, и этого было достаточно когда проектировались сети TCP/IP, но сейчас из за того что Интернет получил такое большое распространение, 4 млрд IP адресов для всего мира оказалось недостаточно. Сейчас почти сейчас IPv4 адреса уже распределены, если вы захотите подключиться к интернету и получить адрес IPv4 то вряд ли вы это сможете сделать.

Как можно решить проблему исчерпания ip адресов

Есть 2 пути: 

1. Фундоментальное решение это использовать протокол IPv6, где длина IP адреса 16 байт, при такой длине существуют достаточно количество адресов, для того чтобы обеспечить весь мир.
2. Временная технология Network Address Translation (NAT), при этом вы строите сеть в которой используете частные адреса, в этой сети может быть большое количество компьютеров, а для того чтобы подключиться к Интернет вам нужен всего лишь один внешний IP адрес.

Классовая и бесклассовая адресация

Классовая IP адресация — это метод IP-адресации, который не позволяет рационально использовать ограниченный ресурс уникальных IP-адресов, т.к. не возможно использование различных масок подсетей. В классовом методе адресации используется фиксированная маска подсети, поэтому класс сети (см. выше) всегда можно идентифицировать по первым битам.

Бесклассовая IP адресация (Classless Inter-Domain Routing — CIDR) — это метод IP-адресации, который позволяет рационально управлять пространством IP адресов. В бесклассовом методе адресации используются маски подсети переменной длины (variable length subnet mask — VLSM).

Возможные значения маскок подсети при бесклассовом методе адресации (широко применяется в современных сетях):

Серый и белый IP – что это такое?

Белый (public, публичный, внешний) IP-адрес назначается сетевому устройству для обеспечения прямого доступа по всей сети Интернет. Белые IP часто принадлежат веб-серверам, почтовым серверам и любым серверным устройствам, доступным напрямую из глобальной сети.

Серый (private, частный, внутренний) IP-адрес – это адрес, входящий в адресное пространство, специально выделенное для организации частными лицами внутренних (локальных) сетей. Любым устройствам, подключаемым во внутреннюю сеть – ПК, смартфонам, сетевым принтерам, назначается серый IP.

Схема работы внутреннего (серого) и внешнего (белого) IP-адресов

Диапазон IP-адресов, выделенный для сетей этого типа.

Диапазон приватных IP-адресов

Для выхода в Интернет из частных сетей применяются устройства с белым IP:

• маршрутизаторы, транслирующие (заменяющие) локальные IP-адреса с помощью механизма NAT;
• серверы-посредники SMTP, прокси-серверы и т.д., обменивающиеся с «серыми IP» через протоколы POP3, HTTP;
• серверы PPPoE, VPN и т.д., создающие сетевой туннель, «заворачивая» пакеты сетевого уровня, к примеру, в пакеты транспортного.

Разделение между белыми и серыми IP введено для экономии количества используемых в Интернет IP-адресов. Ранее количество пользователей в сети было небольшим и белых IP-адресов хватало на всех.

Однако, число свободных адресов современного протокола IPv4 (IP версии 4), составляет максимально 4,22 млрд. шт., и на сегодняшний день считается практически исчерпанным. Исправить ситуацию призваны технологии NAT и VPN, позволяющие выходить в Интернет с помощью серого IP.

Технология NAT позволяющая выходить в Интернет с помощью серого IP

Версии протоколов

Всего существует несколько различных версий протоколов (или форматов IP), но активно используются лишь две из них:

• IPv4;

• IPv6.

IPv4 – это 32-битный интернет-протокол, состоящий из 4 числовых значений в диапазоне от 0 до 255, разделенных точкой. Выглядит примерно так:

• 172.234.62.234

• 84.231.62.255

• 127.0.0.1

Каждое из чисел можно перевести в двоичную систему и определить такие параметры, как адрес сети, узла, хоста, компьютера. Делается это с помощью маски подсети.

IPv6 – это более новая версия интернет-протокола (128-бит), который состоит из 8 комбинаций, записанных с помощью 16-ричной системы счисления и разделенных знаком двоеточия. Выглядит примерно так:

fe70:0000:0000:0000:365f:d6af:fe63:0001

При этом ведущие нули можно опускать, а нулевые группы, идущие подряд, можно заменять двойным двоеточием. Вот что получится, если упростить запись:

fe70::365f:d6af:fe63:1

Со временем компьютеров, подключенных к интернету, становилось все больше и больше, что в итоге привело к нехватке комбинаций в версии IPv4. Уникальные айпи просто закончились. Поэтому и была создана версия IPv6, число комбинаций в которой очень велико.

6.2. Установление размеров подсети

Каждая сеть имеет два адреса, не используемых для сетевых интерфейсов
(компьютеров) — сетевой номер сети и широковещательный адрес. Когда вы
организуете подсеть, каждая из них требует собственный, уникальный IP адрес
и широковещательный адрес, и они должны быть правильными внутри диапазона
адресов сети, которую вы организуете.

Таким образом, разделение сети на две подсети приводит к тому, что
образуются два адреса сети и два широковещательных адреса — увеличивается
число «неиспользуемых» адресов интерфейсов; создание 4-х подсетей приведет
к образованию 8-и неиспользуемых адресов интерфейсов и т.д.

Фактически, самая маленькая пригодная для использования подсеть состоит из 4 IP адресов:

• Два используются для интерфейсов — один для маршрутизатора в этой сети,
  другой для единственной машины в этой сети.

• Один адрес сети.

• Один широковещательный адрес.

Если у вас в сети один компьютер, то любые сетевые сообщения должны
отправляться в другую сеть. Однако этот пример служит для того, чтобы
показать зависимость количества подсетей и используемых адресов.

В принципе, вы можете разделить ваш сетевой номер на 2ˆn (где n на единицу
меньше, чем число битов поля машины в вашем сетевом адресе), получаем
одинаковые размеры подсетей (однако, вы можете делить подсети на подсети,
и/или объединять их).

Типы IP-адресов и их форматы

IP адрес – идентификатор устройства (ПК, ноутбук, смартфон, сервер, маршрутизатор) в сети Интернет или в любой локальной сети. IP – начальные буквы от английского Internet Protocol Address.

Каждое устройство, подключенное к всемирной сети Internet, имеет свой адрес, который записан в определенном цифровом коде и является уникальным в самом глобальном смысле. В зависимости от способа подключения к Интернету и условий провайдера IP-адрес может быть статическим или динамическим (изменяемым).

Наиболее часто абоненты интернет-провайдеров пользуются динамическими адресами, которые присваиваются устройству в момент подключения к сети Интернет. Они выбираются из пула свободных адресов и используются во время одной сессии. Статический адрес соответствует одному устройству, прописывается, как правило, вручную и не изменяется при каждом входе/выходе из сети.

В зависимости от применяемой версии протокола (IPv4 и IPv6) IP-адрес может иметь разное адресное пространство – длину 4 байта или 16 байт. IP-адреса по версии IPv4 представляют собой четыре 32-битовых числа (от 0 до 255) разделенных точками, с вариабельностью в пределах 232 возможных цифровых сочетаний (255.255.255.255).

Длина адресов по протоколу IPv6 из 128 бит позволяет использовать значительно большее адресное пространство в пределах 2128 возможных вариантов адресов. Фактически из такого количества вариантов каждый житель Земли может получить неограниченное множество IP-адресов. Формат записи IP-адресов в протоколе IPv6 – это восемь блоков разделенных двоеточием (1889:0db9:67a3:0:0:8a4e:5670:3985).

Заключение

Мы закончили рассматривать IP адреса, протокола IPv4 у нас есть 3 типа адресов:

• Индивидуальный — адрес компьютера
• Групповой — адрес нескольких компьютеров
• Широковещательный — адрес для всех компьютеров сети, а не во всем интернете.

IP адреса должны быть уникальны во всем мире, поэтому нельзя использовать любой IP адрес? необходимо получать разрешение на использование. Этим занимается Корпорация Интернет ICANN для распределение имен и номеров, поэтому нужно обращаться к ней

Если вы строите сеть, которую не подключаете к Интернет, можно использовать любой IP адрес  из диапазона частных IP адресов. Важно понимать что адреса IPv4 уже почти закончились, и необходимо переходить на протокол версия IPv6, либо использовать технологию NAT для подключению Интернету.