Adresy IP: IPv4, IPv6, publiczne i prywatne

Każde urządzenie komunikujące się z internetem potrzebuje liczby, nie nazwy. Podstawowa specyfikacja protokołu internetowego, RFC 791, mówi, że adresy „odróżniają źródła i cele na poziomie hosta”, co oznacza, że każde urządzenie otrzymuje własną liczbę, dzięki czemu pakiety wiedzą dokładnie, dokąd trafić. Nazwy takie jak example.org to udogodnienie dla ludzi, rozwiązywane na liczbę przez DNS (omówione we własnym kursie); sama sieć rozumie tylko liczby.

IPv4: cztery miliardy adresów, i to za mało

Oryginalny format, IPv4, używa 32-bitowego adresu, zapisywanego jako cztery liczby oddzielone kropkami, na przykład 192.0.2.1. RFC 791 definiuje go jako mający „stałą długość czterech oktetów (32 bitów)”. Trzydzieści dwa bity pozwalają na około 4,3 miliarda unikalnych kombinacji, jak wyjaśnia Cloudflare Learning Center. W latach 80. brzmiało to ogromnie. To za mało dla świata miliardów telefonów, laptopów, routerów i inteligentnych urządzeń, dlatego istnieje nowszy, znacznie większy format.

IPv6: miejsce dla wszystkich, na długo

Adresy IPv6 mają 128 bitów długości, zapisywane jako grupy cyfr szesnastkowych oddzielone dwukropkami, na przykład 2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334. Jak ujmuje to RFC 8200, IPv6 „zwiększa rozmiar adresu IP z 32 do 128 bitów, by wspierać więcej poziomów hierarchii adresowania, znacznie większą liczbę adresowalnych węzłów i prostszą autokonfigurację”. Obie wersje działają dziś obok siebie: twój Mac zwykle ma po jednym adresie każdego rodzaju.

Publiczny i prywatny: adres znany tylko twojemu routerowi

Nie każdy adres musi być osiągalny z całego internetu. RFC 1918 rezerwuje trzy zakresy adresów IPv4 do użytku wewnątrz domów, biur i innych sieci prywatnych:

• 10.0.0.0 do 10.255.255.255
• 172.16.0.0 do 172.31.255.255
• 192.168.0.0 do 192.168.255.255 (zakres używany przez większość domowych routerów)

RFC 1918 wprost stwierdza, że te adresy pozostają lokalne: „ponieważ adresy prywatne nie mają globalnego znaczenia, informacje o routingu dotyczące sieci prywatnych nie mogą być rozpowszechniane na łączach międzyfirmowych, a pakiety z prywatnymi adresami źródłowymi lub docelowymi nie powinny być przekazywane przez takie łącza”. Od dostawców internetu oczekuje się odrzucania każdej próby wprowadzenia ich do publicznego internetu. Tylko jeden adres, zwykle posiadany przez twój router, musi być publiczny, by reszta internetu mogła go znaleźć; to, jak działa to współdzielenie, jest tematem kolejnej lekcji.

$ ipconfig getifaddr en0
192.168.1.12

192.168.1.12 mieści się w powyższym zakresie prywatnym: identyfikuje tego Maca w jego własnej sieci Wi-Fi, ale żaden komputer w szerszym internecie nie może wysłać do niego pakietu bezpośrednio. Cloudflare Learning Center zaznacza, że większość domowych połączeń otrzymuje też tymczasowy, „dynamiczny” adres publiczny od dostawcy internetu, zamiast stałego, wybierany ze współdzielonej puli, ponieważ stałe adresy są droższe w utrzymaniu zarówno dla dostawcy, jak i dla każdego klienta.