На чем держится мир информационных технологий, или как устроена мировая IP-адресация

Что такое IP-адрес

IP-адрес (Internet Protocol Address — адрес интернет-протокола) — это своеобразный уникальный идентификатор узла компьютерной сети, построенный на основе протоколов TCP/IP, описывающих алгоритм передачи данных. Этот тип определения участника соединения применим как в локальной, так и глобальной системе.

Для стабильной и правильной работы сети необходимо обеспечить уникальность каждого клиента. При этом, если говорить об интернете, то потребуется абсолютная уникальность IP. Для функционирования в локальной системе достаточно, чтобы адрес не повторялся внутри нее.

Фактически любой IP-адрес включает в себя две части — идентификатор сети и номер клиента (узла). Для того, чтобы компьютер смог разделить эти две составляющие, используют так называемые маски подсети.

В структуре IP, соответствующего протоколу IPv4, есть 4 блока чисел, разделенных точкой. Ее можно представить в следующем виде: ААА.ВВВ.ССС.ХХХ. В них только последняя часть (ХХХ) является идентификатором узла (устройства, с которого происходит подключение). Три другие составляющие будут адресом сети, который, в свою очередь, состоит из трех классов A, В, С. Адрес каждого из них находится в соответствующем блоке.

Существует еще два доступных класса D и E. Первый имеет 16 вариантов и соответствует идентификаторам в первом блоке от 224 до 236. Он используется для многоканальной рассылки.

Класс E состоит из 16 вариантов с соответствующим номером в первом блоке от 140 до 255. Эти маски зарезервированы на будущее, в настоящее время их применение запрещено.

Для подключения к глобальной сети необходимо, чтобы каждый из уровней IP был привязан к конкретной подсети. Однако можно организовать и подключение с подменой внутреннего (серого) адреса на внешний (белый) идентификатор. Для этого применяется прокси или NAT.

В настоящее время в обиходе применяют два типа IP, каждый из которых соответствует одному из протоколов:

IPv4 был описан в EFC 791, который пришел на смену устаревшему RFC760. Решение о создании новой системы адресов было принято в момент, когда стало понятно, что бесклассовая система идентификаторов в скором времени себя исчерпает. Новый тип обозначения клиентов общей сети обеспечил 4294967296*(232) свободных IP.

В 2000 г. считалось, что возможностей нового протокола еще достаточно на пару десятилетий. Однако уже в 2005 г. этот прогноз сократили до 5–7 лет. Первые сообщения об исчерпании доступных IP стандарта IPv4 стали поступать в 2015. На тот момент возможность выдавать новые адреса осталась только у двух из 5 региональных провайдеров. 29 ноября 2019 г. были выданы последние адреса IPv4. На данный момент получить такой можно, только если от него откажется предыдущий владелец.

IPv6 появился в 1996 г., однако его полномасштабное тестирование началось только в 2008. Новый стандарт протокола интернет-идентификации обладает большим запасом возможных IP. Фактически, можно сгенерировать до 5*1028 адресов для каждого жителя Земли.

Увеличение числа доступных адресов делает необязательным использование прокси и NAT. Это, наряду с исключением некоторых опций IPv4, существенно упрощает маршрутизацию.

Помимо большего размера нового стандарта IP и другого типа его представления, можно отметить и более заметные доработки, принятые в IPv6. Во-первых, был отменен ряд функций, усложняющих маршрутизацию:

Из улучшений, которые коснулись нового протокола, можно выделить следующие:

Выделенный, или свой личный IP означает, что сетевой узел имеет уникальный идентификатор, который не принадлежит никакому другому участнику сети. Такой постоянный адрес выдается опционально за дополнительную плату.

Наличие выделенного IP обеспечит домену ряд преимуществ:

Больше преимуществ выделенный IP дает, если необходимо отправлять много электронных писем. Каждый адрес в сети имеет свою репутацию. Если необходимо повысить процент посланий, доходящих до прочтения, лучше обзавестись именно личным идентификатором.

Для ресурсов, функционирование которых связано с использованием личной и банковской информации, важно применять зашифрованные пакеты, передаваемые по протоколу SSL. Естественно, для предотвращения утечки данных потребуется выделенный IP, к которому будет привязан сайт.

Справедливости ради стоит отметить, что необходимость получения выделенного адреса существенно снизилась с появлением технологии SNI. Она позволяет для одного IP использовать несколько SSL. Их итоговый адресат определяется по запрошенному серверному имени.

В настоящее время большой популярностью пользуется услуга по аренде IP-адресов. Они позволяют клиентам получать непосредственный прямой доступ к сети. Ниже стоит подробней разобраться, кто и в каких объемах пользуется этой услугой.

Компании, предоставляющие клиентам выход в интернет, должны обладать определенной базой выделенных IP. В случае, когда пользователь подключается к сети, ему назначается внешний (белый) адрес. В таком случае важно, чтобы база арендованных адресов могла удовлетворить потребности всех клиентов.

IP для доступа к оборудованию позволяют быстро подключиться к удаленным устройствам. Как правило, организуют доступ через один выделенный идентификатор. Если необходимо выполнить подключение к нескольким удаленно расположенным друг от друга системам, то нужно арендовать личный адрес для каждой из них.

Хостинги и дата-центры также нуждаются в арендованных IP. Каждая виртуальная система, размещенная на удаленном физическом сервере, требует свой IP для выхода в сеть.

Приведенный список не перечисляет все случаи, когда необходимо арендовать IP. Фактически предоставление любых услуг, связанных с доступом к глобальной сети, потребует от поставщика наличия базы адресов, способных полностью удовлетворить нужды клиентов.

По данным ИТ-маркетплейса Market.CNews по состоянию на октябрь 2020 г. средняя стоимость аренды IPv4-адреса в месяц составляет ₽100. Стоимость IPv6 — около 1 рубля в месяц.