ما هو عنوان IPv4؟

IPv4 هو الإصدار الأول من بروتوكول الإنترنت الذي أطلقته وزارة الدفاع في الولايات المتحدة على شبكة وكالة مشاريع الأبحاث المتقدمة التابعة لها (ARPANET). إنه قادر على إنتاج المليارات من عناوين IP التي تعد واحدة من الخصائص البارزة لـ IPv4. منذ إطلاق IPv4 في عام 1983 ، نحن على وشك استنفاد عناوين IP مع ظهور المزيد من أجهزة إنترنت الأشياء. في هذه المقالة جنبًا إلى جنب مع التعرف على عنوان IPv4 ، ستقرأ أيضًا عن مزايا وعيوب IPv4.

ما هو عنوان IPv4؟

IPv4 هو الإصدار الأول من بروتوكول الإنترنت. يستخدم مساحة عنوان 32 بت ، وهو عنوان IP الأكثر استخدامًا. تمت كتابة هذا العنوان المكون من 32 بت كأربعة أرقام مفصولة برقم عشري. كل مجموعة من الأرقام تسمى ثماني بتات. تتراوح الأرقام في كل ثماني بتات من 0-255. IPv4 قادر على إنشاء 4.3 مليار عنوان IP فريد. مثال على ما هو IPv4 العنوان هو 234.123.42.65. علاوة على ذلك في المقالة ، سنرى أيضًا كيفية تحويل عنوان IPv4 إلى رمز ثنائي باستخدام IPv4 إلى طريقة المحول الثنائي.

أجزاء من IPv4

يتكون عنوان IP من ثلاثة أجزاء:

  • الشبكة: يحدد هذا الجزء من عنوان IP الشبكة التي ينتمي إليها عنوان IP. يسمى الجانب الأيسر من عنوان IP جزء الشبكة.

  • المضيف: عادةً ما يختلف جزء المضيف من عنوان IP عن الآخر لتعريف الجهاز على الإنترنت بشكل فريد. ومع ذلك ، فإن جزء الشبكة مشابه لكل مضيف على الشبكة.

على سبيل المثال ، أجزاء الشبكة والمضيف لعنوان IP هذا (234.123.42.65) هي:

234
123
42
65
جزء الشبكة
الجزء المضيف

  • رقم الشبكة الفرعية: هو جزء اختياري من عنوان IP. إنه تقسيم عنوان IP إلى العديد من الأجزاء الأصغر. يساعد على ربط الشبكات ويقلل من حركة المرور.

تحويل عناوين IPv4 إلى رمز ثنائي

بينما نستخدم IPv4 كعنوان رقمي 32 بت ، تعمل أجهزة الكمبيوتر والشبكات مع اللغة الثنائية. دعونا نفهم كيف يتم تحويل عنوان IP إلى لغة ثنائية باستخدام IPv4 إلى طريقة المحول الثنائي. كما قرأنا سابقًا حول ماهية الثماني ، يتم الإشارة إلى البتات في كل ثماني بتات برقم. سنرى الآن كيفية استخدام مخطط ثماني ثماني بتات. يتكون من رقم يمثل قيمة كل بت.

هذا هو عنوان IP: 234.123.42.65 ، والذي سنقوم بتحويله إلى لغة ثنائية باستخدام مخطط الثمانيات. يتم تمثيل كل بت في الثماني إما على أنه 1 أو 0. تتكون الثماني بتات الأولى من الرقم 234. الآن سيتعين علينا معرفة الأرقام من مخطط الثمانيات التي تضيف ما يصل إلى 234. الأرقام التي تضيف ما يصل إلى 234 هي 128+ 64 + 32 + 8 + 2. وبالمثل ، يتم تمثيل جميع الأرقام المجمعة بـ 1 ، بينما يتم تمثيل باقي الأرقام بـ 0.

128
64
32
16
8
4
2
1
1
1
1

1

1

لذا ، فإن الرقم الثنائي لـ 234 يأتي ليكون 11101010. وبالمثل ، يتم تنفيذ هذه العملية مع جميع الثمانيات.

128
64
32
16
8
4
2
1
123

1
1
1
1

1
1
42


1

1

1

65

1





1

لذلك ، فإن اللغة الثنائية لعنوان IP 234.123.42.65 هي 11101010.01111011.00101010.01000001

IPv4 – OSI Model

أعطت منظمة المعايير الدولية نموذج OSI لأنظمة الاتصالات. OSI لتقف على Open System Interconnection. يتكون هذا النموذج من طبقات تشرح كيفية اتصال النظام بآخر باستخدام بروتوكول مختلف. تلعب كل طبقة دورًا مهمًا في نظام الاتصال. يتكون نموذج OSI من الطبقات التالية:

  • التطبيق (الطبقة 7): طبقة التطبيق هي الأقرب إلى المستخدم. تتمثل الوظيفة الأساسية للطبقة في تلقي البيانات وعرضها من المستخدمين وإليهم. تساعد هذه الطبقة في إنشاء اتصال عبر المستويات الأدنى مع التطبيق على الجانب الآخر. على سبيل المثال ، TelNet و FTP.

  • العرض التقديمي (الطبقة 6): طبقة العرض مخصصة للمعالجة. يتضمن جزء المعالجة إما تحويل البيانات من تنسيق التطبيق إلى تنسيق الشبكة أو من تنسيق الشبكة إلى تنسيق التطبيق. على سبيل المثال ، تشفير البيانات وفك تشفيرها.

  • الجلسة (الطبقة 5): يتم تشغيل طبقة الجلسة عندما يحتاج جهازي كمبيوتر إلى الاتصال. يتم إنشاء هذه الجلسات في حالة طلب استجابة من المستخدم. هذه الطبقة مسؤولة عن الإعداد والتنسيق وانتهاء صلاحية الجلسة. على سبيل المثال ، التحقق من كلمة المرور.

  • النقل (الطبقة 4): تضمن طبقة النقل جميع جوانب نقل البيانات من شبكة إلى أخرى ، بما في ذلك مقدار البيانات وسرعتها ووجهتها. يعمل TCP / IP و UDP في هذه الطبقة. يستقبل البيانات من الطبقات أعلاه ، ويقسمها إلى أجزاء أصغر تسمى المقاطع ويسلمها إلى طبقة الشبكة.

  • الشبكة (الطبقة 3): طبقة الشبكة مسؤولة عن توجيه حزم البيانات أو الأجزاء إلى وجهتها. لكي تكون محددًا ، تختار هذه الطبقة بكفاءة المسار الصحيح للوصول إلى المكان الصحيح.

  • ارتباط البيانات (الطبقة 2): طبقة ارتباط البيانات هي المسؤولة عن نقل البيانات المصدر من الطبقة الأولى ، وهي الطبقة المادية ، إلى الطبقات المذكورة أعلاه. هذه الطبقة مسؤولة أيضًا عن إصلاح الأخطاء التي تحدث أثناء النقل.

  • المادية (الطبقة 1): الطبقة المادية هي الطبقة الأخيرة من نموذج OSI. تتضمن هذه الطبقة بنية الاتصال ومكونات الأجهزة مثل نوع الكبل وطوله وتخطيطات الدبوس والجهد ، إلخ.

بنية حزم IPv4

تتكون حزمة IPv4 من جزأين: رأس وبيانات. إنه قادر على حمل 65.535 بايت. يتراوح طول رأس IP من 20 إلى 60 بايت. يتضمن الرأس المضيف وعنوان الوجهة ، بالإضافة إلى حقول المعلومات الأخرى التي تساعد حزمة البيانات في الوصول إلى الوجهة.

رأس حزمة IPv4

يحتوي رأس حزمة IPv4 على 13 حقلاً إلزاميًا. دعونا نفهمهم وأدوارهم:

  • الإصدار: هو حقل رأس 4 بت. يوفر معلومات حول الإصدار الحالي من IP قيد الاستخدام.

  • طول رأس الإنترنت (IHL): هذا هو طول رأس IP بالكامل.

  • نوع الخدمة: يعطي هذا الحقل معلومات حول تسلسل الحزم في الإرسال.

  • الطول الإجمالي: يشير هذا الحقل إلى الطول الإجمالي لرأس IP. الحد الأدنى لحجم هذا الحقل هو 20 بايت ، بينما يصل الحجم الأقصى إلى 65.535 بايت.

  • تحديد الهوية: يساعد حقل التعريف الخاص بجزء الرأس في تحديد الأجزاء المختلفة للحزم التي يتم فصلها أثناء نقل البيانات.

  • ECN: ECN تعني إشعار الازدحام الصريح. هذا المجال مسؤول عن فحص اكتظاظ الحزم في مسار الإرسال.

  • الإشارات: هذا حقل مكون من 3 بتات يشير إلى ما إذا كانت حزمة IP مطلوبة للتجزئة أم لا وفقًا لحجم بياناتها.

  • Fragment Offset: Fragment Offset عبارة عن حقل مكون من 13 بت. إنه يتيح تسلسل البيانات المجزأة وإيجادها في حزمة IP.

  • Time to Live (TTL): هي مجموعة من القيم التي يتم إرسالها مع كل حزمة بيانات ، مع الدافع لتجنب تطويق حزمة البيانات. تنخفض قيمة الرقم المرفقة بكل حزمة IP بمقدار واحد بعد المرور عبر كل جهاز توجيه على طريقه. بمجرد أن تصل قيمة TTL إلى واحد ، يتم إلغاء حزمة IP.

  • البروتوكول: هو حقل من 8 بتات مسؤول عن نقل معلومات طبقة الشبكة حول البروتوكول الذي تنتمي إليه حزمة IP.

  • مجموع فحص الرأس: يتولى هذا الحقل مسؤولية اكتشاف أخطاء الاتصال في الرؤوس وحزم البيانات المستلمة.

  • عنوان IP المصدر: هذا حقل 32 بت يتكون من عنوان IPv4 للمرسل.

  • عنوان IP الوجهة: هذا حقل 32 بت يتكون من عنوان IPv4 لجهاز الاستقبال.

  • الخيارات: يدخل حقل الخيارات حيز الاستخدام عندما يكون طول القانون الدولي الإنساني أكبر من 5.

الآن ، دعونا نتعرف على خصائص بروتوكول IPv4 ومزايا وعيوب IPv4.

خصائص IPv4

المدرجة أدناه هي خصائص IPv4:

  • يستخدم IPv4 عنوان IP 32 بت.
  • الأرقام في العنوان مفصولة بفاصلة عشرية تسمى النقطة.
  • وهو يتألف من أنواع عناوين الإرسال الأحادي والبث المتعدد والبث.
  • يتكون IPv4 من اثني عشر حقلاً رأسياً.
  • يدعم IPv4 قناع الشبكة الفرعية للطول الظاهري (VLSM).
  • يستخدم بروتوكول Post Address Resolution Protocol للتعيين إلى عنوان Mac.
  • تم تصميم الشبكات باستخدام DHCP (برنامج التكوين الديناميكي للمضيف) أو باستخدام الوضع اليدوي.

مزايا وعيوب IPv4

دعنا نلقي نظرة على مزايا وعيوب IPv4:

مزايا IPv4

  • تخصيص شبكة IPv4 وتوافقها جديران بالثناء.
  • لديها خدمة توجيه منتجة.
  • توفر عناوين IPv4 تشفيرًا مثاليًا.
  • يمكن توصيله بسهولة بأجهزة متعددة عبر الشبكة.
  • إنها وسيلة الاتصال المحددة ، ومعظمها في منظمة البث المتعدد.

عيوب IPv4

  • عناوين IPv4 على حافة الاستنفاد.
  • إدارة نظام IPv4 كثيفة العمالة ومعقدة وبطيئة.
  • يوفر توجيه إنترنت غير فعال وغير كافٍ.
  • ميزة الأمان الاختيارية.

ومن ثم ، كانت هذه مزايا وعيوب بروتوكول IPv4.

***

على الرغم من حدوث تحول في الإصدار المتقدم من IPv4 وهو IPv6. على الرغم من استنفاد عناوين IPv4 ، إلا أنها لا تزال قيد الاستخدام بسبب توافقها. نأمل أن يكون مستندنا قد أرشدك جيدًا في التعرف على عنوان IPv4. اترك استفساراتك أو اقتراحاتك ، إن وجدت ، في قسم التعليقات أدناه.

  إنشاء اجتماعات ، والمشاركة عبر الرسائل القصيرة والبريد الإلكتروني ، ودعم RSVP و iCloud