IPv4 адресирање

IPv4 адреса (у даљем тексту IP адреса) је 32-битни број који јединствено идентификује чвор у рачунарској мрежи. На пример, IP адреса може бити 11000000101010000000000000000001. Како би се олакшало коришћење IP адреса уведена је конвенција да се IP адресе пишу у декадној нотацији са тачком на следећи начин:

• 32 бита представе се као 4 бајта (4 октета): 11000000 10101000 00000000 00000001
• сваки од октета претвори се у декадни број: 192 168 0 1
• декадни бројеви одвоје се тачкама: 192.168.0.1

Конверзије бинарних у декадне бројеве

Пошто ћемо у наредним лекција често радити са бајтовима, важно је да знате конверзије бинарних у декадне бројеве и обрнуто. Један бајт може да има бинарне вредности од 00000000 до 11111111, односно декадне од 0 до 255. Приликом превођења броја из бинарног система у декадни, последња цифра у бинарном запису броја множи се са 20 односно са 1, претпоследња са 21 односно са 2, следећа са 22 односно са 4 и тако редом до 27 односно 128. Затим се добијени производи саберу што резултује еквивалентним бројем у декадном систему.

Задатак 1. Претвори бајт 10101100 у декадни број.
1*27 + 0*26 + 1*25 + 0*24 + 1*23 + 1*22 + 0*21 + 0*22 =
= 1*128 + 0*64 + 1*32 + 0*16 + 1*8 + 1*4 + 0*2 + 0*1 =
= 128 + 0 + 32 + 0 + 8 + 4 + 0 + 0 =
= 172

Задатак 2. Претвори бајт 11000101 у декадни број.
1*27 + 1*26 + 0*25 + 0*24 + 0*23 + 1*22 + 0*21 + 1*22 =
= 1*128 + 1*64 + 0*32 + 0*16 + 0*8 + 1*4 + 0*2 + 1*1 =
= 128 + 64 + 0 + 0 + 0 + 4 + 0 + 1 =
= 197

Конверзија декадних у бинарне бројеве

Да би се број превео из декадног у бинарни система потребно је извршити поступак целобројног дељења са 2. Остаци при дељењу се записују, а поступак се наставља све док количник не буде једнак нули. Запис остатака од последњег ка првом је тражени бинарни број.

Задатак 3. Претвори декадни број 234 у бинарни број, односно бајт.

234 / 2 = 117 (0)
117 / 2 = 58 (1)
58 / 2 = 29 (0)
29 / 2 = 14 (1)
14 / 2 = 7 (0)
7 / 2 = 3 (1)
3 / 2 = 1 (1)
1 / 2 = 0 (1)
11101010

Задатак 4. Претвори декадни број 13 у бинарни број, односно бајт.

13 / 2 = 6 (1)
6 / 2 = 3 (0)
3 / 2 = 1 (1)
1 / 2 = 0 (1)
00001101

У овом случају резултујући бинарни број имао је само четири цифре. Да би резултат био у формату бајта, дописују се нуле на почетку.

Класно адресирање

IP адресе биле су подељење у пет класа. Класе су дефинисале који део адресе се користи за адресирање мреже (NetID), а који за адресирање чвора (HostID), стим да су неколико водећих битова резервисани (као у табели 1). Класе A, B и C биле су намењене за адресирање хостова, класа D за групне (мултикаст) адресе и класа E за експерименталне адресе.

Класно адресирање је нерационално користило адресе из IPv4 адресног простора – најмања мрежа у класи C узима чак 256 адреса! Због тога је класно адресирање замењено бескласним.

Бескласно адресирање

Бескласно адресирање (CIDR – Classless Inter-Domain Routing) уводи мрежне маске (netmask). Како само име каже, битови мрежне маске “маскирају” битове IP адресе, где битови 1 мрежне маске маскирају адресу мреже у IP адреси, а битови 0 адресе хостова. У декадном запису мрежна маска записује се у декадној нотацији са тачком или у декадној нотацији са префиксом. На пример, ако су у мрежној маски почетних 16 битова јединице, у декадној нотацији са тачком то би записали као 255.255.0.0, односно у декадној нотацији са префиксом као /16.

Задатак 5. IP адреса 11000000101010000000000000000001 има мрежну маску 11111111111111111111111100000000. Запиши IP адресу и мрежну маску у декадној нотацији са тачком.

11000000 10101000 00000000 00000001
11111111 11111111 11111111 00000000
-----------------------------------
192      168      0        1
255      255      255      0
-----------------------------------
192.168.0.1
255.255.255.0

Задатак 6. IP адреса 192.168.0.1 има мрежну маску 255.255.255.0. Запиши је са мрежном маском у декадној нотацији са префиксом.

255.255.255.0 = 11111111.11111111.11111111.00000000     //24 бита су јединице
192.168.0.1/24

Задатак 7. IP адреса 192.168.0.1 има мрежну маску 255.255.255.240. Запиши је са мрежном маском у декадној нотацији са префиксом.

255.255.255.240 = 11111111.11111111.11111111.11110000     //28 бита су јединице
192.168.0.1/28

Задатак 8. Дата је IP адреса 169.254.255.254/16. Запиши је са мрежном маском у декадној нотацији са тачком.

/16 = 11111111.11111111.00000000.00000000 = 255.255.0.0
169.254.255.254
255.255.0.0

Задатак 9. Дата је IP адреса 169.254.255.254/18. Запиши је са мрежном маском у декадној нотацији са тачком.

/18 = 11111111.11111111.11000000.00000000 = 255.255.192.0
169.254.255.254
255.255.192.0

У бескласном адресирању за добијање адресе мреже врши се операција коњукције (AND) над битовима IP адресе и мрежне маске. За добијање бродкаст (broadcast) адресе хост део адресе попуњава се јединицама. Хостови могу да добију све адресе између адресе мреже и бродкаст адресе.

Задатак 10. За дату IP адресу 192.168.0.1/24 израчунај адресу мреже, израчунај бродкаст адресу, запиши опсег адреса које могу да добију хостови у тој мрежи и запиши максималан број хостова у мрежи.

192.168.0.1           11000000.10101000.00000000.00000001
255.255.255.0     AND 11111111.11111111.11111111.00000000
                      -----------------------------------
                      11000000.10101000.00000000.00000000
Адреса мреже је: 192.168.0.0
                      11000000.10101000.00000000.11111111
Бродкаст адреса је: 192.168.0.255
Хостови у мрежи могу добити адресе од 192.168.0.1 до 192.168.0.254.
Максималан број хостова у мрежи је 254.

Задатак 11. За дату IP адресу 169.254.255.254/18 израчунај адресу мреже, израчунај бродкаст адресу, запиши опсег адреса које могу да добију хостови у тој мрежи и запиши максималан број хостова у мрежи.

169.254.255.254       10101001.11111110.11111111.11111110
255.255.192.0     AND 11111111.11111111.11000000.00000000
                      -----------------------------------
                      10101001.11111110.11000000.00000000
Адреса мреже је: 169.254.192.0
                      10101001.11111110.11111111.11111111
Бродкаст адреса је: 169.254.255.255
Хостови у мрежи могу добити адресе од 169.254.192.1 до 169.254.255.254.
Максималан број хостова у мрежи је 2^14-2, односно 16382

Јавне и приватне IP адресе

IPv4 адресни простор подељен је на јавне и приватне IP адресе. Јавне адресе су јединствене и рутабилне на интернету, док се приватне адресе користе у локалним рачунарским мрежама. То значи да јавне адресе не смеју да се користе у локалним мрежама, нити да су приватне видљиве на интернету.

Расподелу адреса на глобалном нивоу надгледа IANA (Internet Assigned Numbers Authority), а њом управља ICANN (Internet Corporation for Assigned Names and Numbers). Регионални интернет регистри управљају адресама у одређеним деловима света – за Европу је задужена организација RIPE (Réseaux IP Européens Network Coordination Centre).

IANA је прописала следеће опсеге за приватне адресе (документ RFC 1918):

Поред јавних и приватних адреса важно је да знате да постоје loopback/localhost адресе (127.0.0.0/8) које се не смеју користити ни у локалним мрежама ни на интернету!