Что такое IP — адрес и можно ли по нему кого-то вычислить?
Привет, мир! Говорим о том, что такое IP — адрес. Вообще, IP расшифровывается как Internet Protocol, но поверьте нам, даже в профессиональной среде, аббревиатуру не расшифровывает никто. IPшник, адрес, АйПи, ИПЭ, как угодно, но не INTERNET PROTOCOL. Погнали разбираться — вот вам пример из реальной жизни:
Если нам нужно отправить письмо, то на конверте нужно указать куда его нужно отправить и от кого, приклеить марки, сходить на почту и постоять в очереди — без этого ничего не выйдет.
C IP адресом все так же — это адрес компьютера, сервера или любой другой активной сетевой железки. Чтобы общаться с другими компьютерами и серверами нужно чтобы у него был уникальный идентификатор, чтобы понять, куда нужно слать данные, и как их получить обратно.
Например, мы хотим зайти на сайт. Для этого нам нужно отправить письмо сайту, и сказать, что нам нужна его главная страница. Сайт получит это письмо, и вышлет нам страничку по адресу, указанному на конверте в поле отправитель.
Видеопособие
Почему он так странно выглядит?
Компьютеры общаются нулями и единицами, которые называются битами. И на самом деле этот адрес выглядит как строка из 32 нулей и единиц. Нет — нет, именно так. Представьте себе комбинацию нулей и единиц — это двоичная система. Двоичная, потому что есть значения 1 и 0. И все, больше никаких. Авторы адресации подумали и поняли, что ввод 32 единиц и нулей мог бы привести к панической атаке системного администратора, и было принято решение переводить его в десятичную систему. Так же решили разбить это длинное число на 4 части, поставив 3 точки и в итоге мы получили 4 числа от 0 до 255, с которыми гораздо проще работать. 
Возможно, вы где — то видели IP адреса, которые длиннее и содержат в себе буквы. Это что тоже айпи адрес? Да, это тоже адрес, только другой версии. То, что мы уже обсудили — называется IPv4. То есть IP 4ой версии (да — да, они еще и по версии отличаются). С этой версий есть одна проблема — всего может существовать 4 294 967 296 адресов, что не хватит для всех устройств, особенно сейчас, когда адрес может быть даже у холодильника. Здесь уже мы используем число из 128 бит которое делим на 8 частей при помощи двоеточий и переводим их в шестнадцатеричную систему счисления, опять же для удобства. Это IPv6, то есть IP 6 версии. Принцип работы остается тем же, а адресов теперь доступно 10 в 28 степени: 79 228 162 514 264 337 593 543 950 336 (cемьдесят девять окталионов двести двадцать восемь септилионов сто шестьдесят два секстилиона пятьсот четырнадцать квинтиллионов двести шестьдесят четыре квадриллиона триста тридцать семь триллионов пятьсот девяносто три миллиарда пятьсот сорок три миллиона девятьсот пятьдесят тысяч триста тридцать шесть. Этого пока должно хватить. 
В чем разница между статическим и динамическим адресом?
Она вытекает из названия — статический адрес не меняется у компьютера и всегда остается одним и тем же, в то время как динамический назначается на определенное время, затем заменяется другим. Зачем это нужно? Дело в том, что если вам нужно попасть на сайт, вам нужно знать его адрес, и если он изменится, то мы не можем его найти. Для этого нужны статические адреса. А вам, как посетителю сайта статический адрес не нужен, подойдет динамический, который вы напишете на конверте в поле отправителя. 
Так же можно называть IP адреса внутренними и внешними. В чем тут дело. Как мы уже знаем, в IPv4 у нас ограниченное количество адресов — на всех не хватает. А так еще в интернете нельзя иметь два одинаковых адреса, ведь в таком случае нельзя будет однозначно понять кому передавать данные. Но как дать возможность выходить в интернет всем, кто захочет? Переходить на 6 версию? Можно, но это дорого и долго. Тут нам на помощь приходит технология NAT — Network Address Translation, а точнее ее надстройка PAT — Port address translation, суть которой в том, что много устройств могут выходить в интернет с одним и тем же адресом. Но как такое возможно, если мы сказали что нельзя иметь два одинаковых адреса? Суть в том, что у вас есть ваш внутренний адрес, который выдает провайдер, с которым вы находитесь внутри локальной сети, а есть внешний адрес, который провайдер вам дает для выхода в интернет. И основная идея заключается в том, что несмотря на то, что у вас и у других пользователей одинаковые адреса, их можно отличить, благодаря тому, что к адресу добавляется порт, это уникальное значение после двоеточия, которое присваивает провайдер и которое является дополнительным идентификатором, позволяющим различать адреса. Это позволяет решать проблему с нехваткой адресов, и является дополнительным слоем безопасности. 
Могут ли вас вычислить по IP?
Так что насчет вычисления по айпи? Стоит ли беспокоиться по поводу высказываний вашего оппонента в онлайн игре, который уверяет что у него есть брат программист, который сможет вас идентифицировать и найти? Не стоит. Ведь этот айпи адрес нужно сначала найти, но это будет внешний адрес, который есть у тысяч других компьютеров, а сопоставить внешний и внутренний адрес может только провайдер. Кстати, знаешь какой у тебя IP — адрес? А мы знаем 😇 Кликай по ссылке ниже, чтобы тоже узнать 👇
Всё об IP адресах и о том, как с ними работать
Не так давно я написал свою первую статью на Хабр. В моей статье была одна неприятная шероховатость, которую моментально обнаружили, понимающие в сетевом администрировании, пользователи. Шероховатость заключается в том, что я указал неверные IP адреса в лабораторной работе. Сделал это я умышленно, так как посчитал что неопытному пользователю будет легче понять тему VLAN на более простом примере IP, но, как было, совершенно справедливо, замечено пользователями, нельзя выкладывать материал с ключевой ошибкой.
В самой статье я не стал править эту ошибку, так как убрав её будет бессмысленна вся наша дискуссия в 2 дня, но решил исправить её в отдельной статье с указание проблем и пояснением всей темы.
Для начала, стоит сказать о том, что такое IP адрес.
IP-адрес — уникальный сетевой адрес узла в компьютерной сети, построенной на основе стека протоколов TCP/IP (TCP/IP – это набор интернет-протоколов, о котором мы поговорим в дальнейших статьях). IP-адрес представляет собой серию из 32 двоичных бит (единиц и нулей). Так как человек невосприимчив к большому однородному ряду чисел, такому как этот 11100010101000100010101110011110 (здесь, к слову, 32 бита информации, так как 32 числа в двоичной системе), было решено разделить ряд на четыре 8-битных байта и получилась следующая последовательность: 11100010.10100010.00101011.10011110. Это не сильно облегчило жизнь и было решение перевести данную последовательность в, привычную нам, последовательность из четырёх чисел в десятичной системе, то есть 226.162.43.158. 4 разряда также называются октетами. Данный IP адрес определяется протоколом IPv4. По такой схеме адресации можно создать более 4 миллиардов IP-адресов.
Максимальным возможным числом в любом октете будет 255 (так как в двоичной системе это 8 единиц), а минимальным – 0.
Далее давайте разберёмся с тем, что называется классом IP (именно в этом моменте в лабораторной работе была неточность).
IP-адреса делятся на 5 классов (A, B, C, D, E). A, B и C — это классы коммерческой адресации. D – для многоадресных рассылок, а класс E – для экспериментов.
Класс А: 1.0.0.0 — 126.0.0.0, маска 255.0.0.0
Класс В: 128.0.0.0 — 191.255.0.0, маска 255.255.0.0
Класс С: 192.0.0.0 — 223.255.255.0, маска 255.255.255.0
Класс D: 224.0.0.0 — 239.255.255.255, маска 255.255.255.255
Класс Е: 240.0.0.0 — 247.255.255.255, маска 255.255.255.255
Теперь о «цвете» IP. IP бывают белые и серые (или публичные и частные). Публичным IP адресом называется IP адрес, который используется для выхода в Интернет. Адреса, используемые в локальных сетях, относят к частным. Частные IP не маршрутизируются в Интернете.
Публичные адреса назначаются публичным веб-серверам для того, чтобы человек смог попасть на этот сервер, вне зависимости от его местоположения, то есть через Интернет. Например, игровые сервера являются публичными, как и сервера Хабра и многих других веб-ресурсов.
Большое отличие частных и публичных IP адресов заключается в том, что используя частный IP адрес мы можем назначить компьютеру любой номер (главное, чтобы не было совпадающих номеров), а с публичными адресами всё не так просто. Выдача публичных адресов контролируется различными организациями.
Допустим, Вы молодой сетевой инженер и хотите дать доступ к своему серверу всем пользователям Интернета. Для этого Вам нужно получить публичный IP адрес. Чтобы его получить Вы обращаетесь к своему интернет провайдеру, и он выдаёт Вам публичный IP адрес, но из рукава он его взять не может, поэтому он обращается к локальному Интернет регистратору (LIR – Local Internet Registry), который выдаёт пачку IP адресов Вашему провайдеру, а провайдер из этой пачки выдаёт Вам один адрес. Локальный Интернет регистратор не может выдать пачку адресов из неоткуда, поэтому он обращается к региональному Интернет регистратору (RIR – Regional Internet Registry). В свою очередь региональный Интернет регистратор обращается к международной некоммерческой организации IANA (Internet Assigned Numbers Authority). Контролирует действие организации IANA компания ICANN (Internet Corporation for Assigned Names and Numbers). Такой сложный процесс необходим для того, чтобы не было путаницы в публичных IP адресах.
Поскольку мы занимаемся созданием локальных вычислительных сетей (LAN — Local Area Network), мы будем пользоваться именно частными IP адресами. Для работы с ними необходимо понимать какие адреса частные, а какие нет. В таблице ниже приведены частные IP адреса, которыми мы и будем пользоваться при построении сетей.
Из вышесказанного делаем вывод, что пользоваться при создании локальной сеть следует адресами из диапазона в таблице. При использовании любых других адресов сетей, как например, 20.*.*.* или 30.*.*.* (для примера взял именно эти адреса, так как они использовались в лабе), будут большие проблемы с настройкой реальной сети.
Из таблицы частных IP адресов вы можете увидеть третий столбец, в котором написана маска подсети. Маска подсети — битовая маска, определяющая, какая часть IP-адреса узла сети относится к адресу сети, а какая — к адресу самого узла в этой сети.
У всех IP адресов есть две части сеть и узел.
Сеть – это та часть IP, которая не меняется во всей сети и все адреса устройств начинаются именно с номера сети.
Узел – это изменяющаяся часть IP. Каждое устройство имеет свой уникальный адрес в сети, он называется узлом.
Маску принято записывать двумя способами: префиксным и десятичным. Например, маска частной подсети A выглядит в десятичной записи как 255.0.0.0, но не всегда удобно пользоваться десятичной записью при составлении схемы сети. Легче записать маску как префикс, то есть /8.
Так как маска формируется добавлением слева единицы с первого октета и никак иначе, но для распознания маски нам достаточно знать количество выставленных единиц.
Таблица масок подсети
Высчитаем сколько устройств (в IP адресах — узлов) может быть в сети, где у одного компьютера адрес 172.16.13.98 /24.
172.16.13.0 – адрес сети
172.16.13.1 – адрес первого устройства в сети
172.16.13.254 – адрес последнего устройства в сети
172.16.13.255 – широковещательный IP адрес
172.16.14.0 – адрес следующей сети
Итого 254 устройства в сети
Теперь вычислим сколько устройств может быть в сети, где у одного компьютера адрес 172.16.13.98 /16.
172.16.0.0 – адрес сети
172.16.0.1 – адрес первого устройства в сети
172.16.255.254 – адрес последнего устройства в сети
172.16.255.255 – широковещательный IP адрес
172.17.0.0 – адрес следующей сети
Итого 65534 устройства в сети
В первом случае у нас получилось 254 устройства, во втором 65534, а мы заменили только номер маски.
Посмотреть различные варианты работы с масками вы можете в любом калькуляторе IP. Я рекомендую этот.
До того, как была придумана технология масок подсетей (VLSM – Variable Langhe Subnet Mask), использовались классовые сети, о которых мы говорили ранее.
Теперь стоит сказать о таких IP адресах, которые задействованы под определённые нужды.
Адрес 127.0.0.0 – 127.255.255.255 (loopback – петля на себя). Данная сеть нужна для диагностики.
169.254.0.0 – 169.254.255.255 (APIPA – Automatic Private IP Addressing). Механизм «придумывания» IP адреса. Служба APIPA генерирует IP адреса для начала работы с сетью.
Теперь, когда я объяснил тему IP, становиться ясно почему сеть, представленная в лабе, не будет работать без проблем. Этого стоит избежать, поэтому исправьте ошибки исходя из информации в этой статье.